成人心脏瓣膜病外科治疗20年回顾及危险因素变迁
【摘要】 【目的】本课题利用我国心脏瓣膜外科治疗数据库，对长海医院20年间成人心脏瓣膜手术病例资料进行回顾性分析，观察心脏瓣膜外科治疗20年来的一般性变化，分析研究影响不同时期患者群术后早期预后的危险因素是否存在变化及其变化形式，并在此基础上建立成人风湿性心脏瓣膜病手术风险预测模型。【方法】（一）成人心脏瓣膜手术20年回顾性分析：1、选择长海医院1991年1月至2010年12月间以主动脉瓣及二尖瓣手术为主、年龄≥18岁患者作为研究对象，排除年龄小于18岁患者237例，排除单纯三尖瓣及肺动脉瓣手术患者99例，最终入选6300例。包括同期行冠状动脉搭桥（CABG）手术、同期大血管手术、同期先天性心脏病矫治手术及其他心脏大血管手术的患者。2、以研究对象的在院死亡率作为终点考察事件，包括所有入选瓣膜手术患者术后在院期间任何原因导致的死亡。3、以患者入院后第一次手术时间为分段依据，根据各项数据的分布特点及比较时具体需要，首先采用4个时间跨度（1991年～1995年，1996年～2000年，2001年～2005年，2006年～2010年）分段比较或逐年比较的方式，用以描述各项基本数据的变化趋势。然后将患者分为A组（早期手术组，1991年～2000年）及B组（近期手术组，2001年～2010年），以判断两组间各项数据是否存在统计学差异。（二）成人心脏瓣膜病术后早期危险因素变迁：1、入选患者与第一部分相同，选取术后早期发生率最高的5个终点事件为研究对象：1）、院内死亡：患者行心脏瓣膜病后因任何原因在院死亡者；2）、急性肾功能衰竭：心脏瓣膜术后住院期间内发生急性肾功能衰竭者；3）、术后延迟拔管（PMV）：心脏瓣膜术后行气管内插管呼吸机辅助呼吸时间＞24小时者；4）、二次手术：心脏瓣膜手术后因任何原因在同一次住院期间内再次行心脏大血管相关手术者；5）、术后ICU时间延长：心脏瓣膜手术后ICU住院时间＞5天者。2、首先将患者分为A组（早期手术组，1991-2000）及B组（近期手术组，2001-2010）；其次，应用统计学方法，针对不同的终点事件，分别筛选两组患者的危险因素；最后，将两组患者针对不同终点事件筛选出的有意义的危险因素进行比较，分析危险因素的变迁及其影响程度的变化。3、临床变量的选择主要参照STS于2009年最新发布的瓣膜病风险预测模型。另外根据研究目的需要，加入手术相关信息。变量的取值方式依据我国的具体情况作部分修改。（三）风湿性心脏瓣膜病手术风险预测模型的建立：1、在前两部分患者群的基础上，筛选单纯风湿性心脏瓣膜病患者3889例为研究总体。根据左侧房室瓣的手术部位，将入选患者按瓣膜手术方式分为二尖瓣手术组、主动脉瓣手术组及二尖瓣及主动脉瓣联合手术组三个亚组，从各入选患者已收集的临床变量中选取可能与手术死亡相关的危险因素，并确定各临床变量的取值方式。2、将入选患者随机分为建模亚库（占全体60%）和验证亚库（占全体40%），应用建模亚库数据建立模型：首先通过二分法筛选进入模型的临床变量，再通过logistic回归分析方法建立模型。3、通过建模亚库、验证亚库及三个亚组患者的实际死亡率与预测死亡率相对比来完成对已建立模型预测能力的检验，即通过Hosmer-Lemeshow卡方检验反映模型预测的符合程度，通过ROC曲线下面积反映模型预测的鉴别效度。4、在风险预测模型最终确定后，根据模型中各危险因素的权重系数β及其变量类型共同构建风险预测的评分标准。【结果】（一）成人心脏瓣膜手术20年回顾性分析：1、共有6300例成人心脏瓣膜手术病例纳入研究，A组1991例，B组4309例。心脏瓣膜病的总体发展趋势为患者数量逐年增加，女性患者比例总体大于男性患者。年龄＞50岁的患者所占比例逐年增加，从1991年的15.3%增加到2010年的55.3%，1998年后开始出现年龄＞70岁的患者。无症状患者的比例增加，患者从出现症状到就诊的平均时间缩短，患者就诊时心功能NYHA分级Ⅲ-Ⅳ级的比例减少。同时，术前合并高血压、高血脂、糖尿病、冠状动脉粥样硬化性心脏病、慢性肺部疾病及脑血管疾病的患者比例也显著增多。同期施行瓣膜合并CABG术的比例显著增长。2、病因构成方面，瓣膜病仍以风湿性病变为主，但退行性瓣膜病的比例不断增长。随之而来的变化是合并心房颤动的比例减少，二尖瓣成形术及主动脉瓣置换术所占比例增多，双瓣置换术比例减少。3、手术方面，由于技术的进步，体外循环时间、主动脉阻断时间及辅助循环时间较前明显缩短（P<0.05）。二尖瓣及主动脉瓣置换术中生物瓣膜的应用比例越来越高。二次心脏手术的救治率明显改善。4、手术疗效方面，近十年间，患者术后早期死亡率（P<0.05）、术后早期发生急性肾功能衰竭率（P<0.05）、术后呼吸机辅助时间（P<0.05）、术后二次手术率（P<0.05）及术后ICU时间延长率（P<0.05）均比前十年明显减少。（二）成人心脏瓣膜病术后早期危险因素变迁：1、A组共有患者1991例，平均年龄42.92±10.78岁，男性965例（48.5%），女性1026（51.5%）。死亡113例（5.7%），术后发生急性肾功能衰竭58例（2.8%），延迟拔管642例（32.2%），二次手术84例（4.2%），ICU时间延长963例（48.4%）。B组共有患者4309例，平均年龄48.85±12.33岁，男性1988例（46.1%），女性2321例（53.9%）。死亡183例（4.2%），术后发生急性肾功能衰竭93例（2.2%），延迟拔管678例（15.7%），二次手术135例（3.1%），ICU时间延长745例（17.3%）。2、既往瓣膜手术是影响A组患者院内死亡(2.47，95%CI1.31-4.66)、术后延迟拔管(2.43,95%CI1.53-3.84)及ICU时间延长(3.06,95%CI1.76-5.31)的独立危险因素，但均不构成B组患者术后早期终点事件的危险因素。手术状态是A组患者术后早期死亡（2.27,95%CI1.08-4.79）及B组患者术后ICU时间延长（2.23,95%CI1.21-4.09）的独立危险因素。上述危险因素主要对A组患者的预后有较大意义。3、同期CABG是影响A组患者术后早期死亡最重要的危险因素（11.76,95%CI3.48-39.76）。虽然也是B组患者术后早期死亡的危险因素（1.95,95%CI1.13-3.37），但影响程度已没有那么显著；4、糖尿病是B组患者术后延迟拔管（1.23，95%CI1.00-1.50）及ICU时间延长（1.28，95%CI1.05-1.56）的独立危险因素。高血压史是B组患者术后急性肾功能衰竭（1.82,95%CI1.02-3.24）的独立危险因素。既往脑栓塞史是B组患者术后早期死亡的独立危险因素（2.09，95%CI1.13-3.87）。上述危险因素主要对B组患者的早期预后有意义；5、年龄、心功能NYHA分级、左室射血分数（EF）、体外循环时间及合并同期其他心脏手术这几个危险因素，对两组患者均有意义且影响程度无明显变化。（三）风湿性心脏瓣膜病手术风险预测模型的建立：1、所建立的风险预测模型共发现7个危险因素：心功能NYHA分级≥Ⅱ级（3.36，2.42-4.67）、术前肌酐值＞110mmol/L（2.69，1.51-4.79）、既往胸痛史（2.33,1.07-5.11）、手术状态（2.32,0.94-5.73）、既往高血压史（2.24,1.19-4.23）、术前危重状态（2.14,1.27-3.60）及年龄＞50岁（1.57,1.18-2.09）。2、建模亚库、验证亚库及三个亚组患者的Hosmer-Lemeshow卡方检验的P值均大于0.05且ROC曲线下面积均大于0.70，提示已建立的风险预测模型具有较满意的预测符合程度及鉴别效度，其预测准确性良好。3、评分方法：年龄51-60岁：1分、61-70岁：2分、＞70岁：3分；高血压史：1分；肌酐＞110umol/L：4分；NYHA分级Ⅱ级：2分、Ⅲ级：4分、Ⅳ级：6分；既往胸痛史：1分；术前危重状态：2分；限期手术：2分、急诊手术：4分。【结论】1、A组患者术前合并症状的比例较高，症状持续的时间长，患者的心功能分级较差。而B组患者平均发病年龄较A组升高，术前合并高血压、糖尿病、高血脂、吸烟史及冠心病的比例增加，同期合并CABG术的比例明显上升。我国瓣膜病仍以风湿性病变为主要病因，但呈逐渐下降的趋势，而退行性瓣膜病的比例逐渐增加。近年来我国综合诊疗水平不断提高。表现在患者术中体外循环时间及主动脉阻断时间明显缩短。术后早期死亡率、延迟拔管率、二次手术率及ICU时间延长率均明显下降。目前主要存在的问题是：患者平均年龄不断增加，高龄患者的比例也呈逐年上升趋势。对这部分患者的诊治虽有进步但仍困难较大，表现为术后死亡率及并发症发生率较高。2、影响成人心脏瓣膜手术早期死亡及并发症的危险因素处在动态变化之中，表现在：1）、对A组患者有意义而对B组患者不再有意义的危险因素有：既往瓣膜手术史，手术状态（择期、限期、急诊）；2）、影响程度减弱的危险因素有：同期冠状动脉旁路移植术（CABG）；3）、对A组患者无意义而对B组患者有意义的危险因素有：糖尿病、高血压、脑梗塞史、肌酐值＞110mmol/L；4）、对两组患者均有意义且影响程度无明显变化的有：年龄、心功能NYHA分级、左室射血分数（EF）、体外循环时间、同期其他心脏手术。3、针对我国瓣膜病的特点，参考其他权威瓣膜风险预测模型的结果，建立了一套适合自身的成人风湿性心脏瓣膜手术风险预测模型，确定了相应的在院死亡相关的危险因素及术前风险评估的评分方法，同时也为今后多中心手术风险预测模型的建立提供一定的参考。
前言
心脏瓣膜病是心脏外科常见疾病之一，据统计全球每年开展心脏瓣膜手术约27.5 万例。在欧美等发达国家，心脏瓣膜手术量仅次于冠状动脉旁路移植手术，占所有心脏手术的 20-35%。近年来欧美发达国家冠状动脉旁路移植（CoronaryArtery Bypass Grafting，CABG）手术量无明显变化，而心脏瓣膜手术量在逐年升高。其术后早期死亡率为 4-8%，是冠状动脉旁路移植手术的 2 倍。而在我国及许多发展中国家，心脏瓣膜手术仍是占据第一位的心脏手术类型，其中风湿性心脏瓣膜病占大多数。近年来，随着社会经济发展、医疗预防普及和社会日趋老龄化等原因，风湿性心脏瓣膜病发病率呈下降趋势，老年性退行性瓣膜病和缺血性心脏瓣膜病的发病率日益增高。
和冠心病的诊断与治疗相比较，心脏瓣膜病的外科治疗所面临的问题更加复杂。不仅要求手术医师技术娴熟，在手术麻醉、体外循环、术后监护等方面亦有严格的要求，影响手术效果的因素多种多样。首先，瓣膜病分为左心系统的主动脉瓣、二尖瓣疾病和右心系统的肺动脉瓣、三尖瓣疾病。不同部位的瓣膜疾病其病因、临床表现、治疗方法及预后存在差别。其次，引起瓣膜病变的病因多样，主要有风湿性瓣膜病、退行性瓣膜病、先天性瓣膜病、感染性心内膜炎累及瓣膜病变、缺血性瓣膜病及其他病因引起的继发性瓣膜病等。不同病因的心脏瓣膜病其流行病学、病理生理学、临床表现及手术方式均有所差异。再次，瓣膜病的手术方式多样，主要是单瓣膜或联合瓣膜的瓣膜成形或瓣膜置换术，同时也可合并心脏大血管手术、CABG 术、先天性心脏畸形矫正术等其他心血管手术。最后，心脏瓣膜手术在不断走向成熟的同时，也在尝试开辟新的方向。心脏外科医师对瓣膜疾病特征的认识在不断深入，相关手术方式在日趋成熟，诊疗相关的硬件设施更加先进与便利，手术麻醉、体外循环及术后监护技术在不断改进。越来越多的瓣膜病患者选择接受外科手术治疗，部分医生也开始为高龄、肾功能不全等高危瓣膜病患者进行心脏外科手术。上述问题决定了影响心脏瓣膜手术的危险因素多种多样，且随着年代的变更而不断变化。
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第一部分成人心脏瓣膜手术 20 年回顾性分析
心脏瓣膜病（Heart Valve Disease，HVD）是心脏外科常见疾病之一。在泰西等发达国度，心脏瓣膜手术量仅次于冠状动脉旁路移植手术（Coronary ArteryBypass Grafting，CABG），占全部心脏手术的 20～35%。而在我国及很多生长中国度，瓣膜手术还是占据第一位的心脏手术范例。我国开展心脏瓣膜外科治疗已有近 50 年汗青，自上世纪 90 年月起手术量渐渐增长，诊疗技能日趋成熟。在这20 年当中，心脏瓣膜病的盛行病学特性及外科诊疗技能都在不停产生变革。
第一，心脏瓣膜病的病因构成在发生变化。目前我国心脏瓣膜病仍以风湿性心脏瓣膜病变为主。但是，近年来随着社会经济发展、医疗预防普及人均寿命延长、人口日益老龄化等原因，风湿性心脏瓣膜病呈下降趋势，老年性退行性瓣膜病和缺血性心脏瓣膜病日益增多。
第二，心脏瓣膜疾病的诊疗技术在不断改进。随着心脏超声、CT 及造影技术的不断进步，心脏瓣膜病的诊断更加准确；临床医师的手术技术逐渐成熟；麻醉、心肌保护、体外循环及术后监护等环节的不断改进使得心脏瓣膜病的外科治疗更加顺利；人造心脏瓣膜由最早的球笼瓣发展到目前血流动力学更加合理的双叶机械瓣，而生物瓣的质量也在不断提高。这些诊疗技术的变化一方面使得心脏瓣膜手术变得更加安全，死亡率逐渐降低；另一方面使得手术指征不断放宽，存在高龄、肾功能不全等高危险因素的瓣膜手术病例也在不断增加。而这些高危患者的出现也为心脏瓣膜手术带来了新的风险。
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一、 研究对象与方法
（一） 研究对象
长海医院胸心外科 1991 年 1 月至 2010 年 12 月期间，共施行各类心脏瓣膜手术 6636 例。本研究以成人左心系统瓣膜为主要病变的患者为研究对象，去除年龄小于 18 岁患者 237 例，去除单纯三尖瓣及肺动脉瓣手术患者 99 例，最终入选 6300 例，包括风湿性心脏瓣膜病、退行性心脏瓣膜病、先天性心脏瓣膜病、缺血性心脏瓣膜病、感染性心脏瓣膜病、继发性心脏瓣膜病、外伤性心脏瓣膜病、医源性心脏瓣膜病、扩张性心肌病、肥厚型心肌病及自身免疫性疾病累及瓣膜疾病者。其中包括同期行 CABG 手术、同期大血管手术、同期先天性心脏病矫治手术及其他心脏大血管手术的患者。
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（二） 患者基本临床资料
共有 6300 例以左心系统病变为主的成人心脏瓣膜病患者纳入本研究。其中男性 2953 例（46.9%），女性 3347 例（53.1%）。平均年龄 40.0±12.2 岁，年龄最大 79 岁。50 岁及以下患者 3585 例（56.9%），51～60 岁患者 1766 例（28.0%），61～70 岁患者 823 例（13.1%），70 岁以上患者 127 例（2.0%）。术前有吸烟史患者 610 例（9.7%），术前合并高血压 581 例（9.2%），糖尿病 164 例（2.5%），高脂血症 302 例（4.8%），慢性肺部疾病 42 例（0.7%），心房纤维性颤动 3049例（48.4%），感染性心内膜炎患者 207 例（3.3%）。既往行心脏瓣膜手术 227例（3.6%），既往 PCI 术 7 例（0.1%），无既往 CABG 手术患者，既往其他手术72 例（1.1%）。术前心功能 NYHA 分级Ⅰ级 116 例（1.8%），Ⅱ级 1452 例（23.0%），Ⅲ级 4132 例（65.6%），Ⅳ级 538 例（8.5%），心功能 NYHA 分级信息缺失 62例（1.0%）。超声心动图左室射血分数（EF）≤30% 18 例（0.3%），EF 31～50%795 例（12.6%），EF＞50% 5486 例（87.1%）。择期手术 6239 例（99.0%），限期手术 35 例（0.6%），急诊手术 17 例（0.3%），手术状态信息缺失 9 例（0.1%）。同期大血管手术 153 例（2.4%），同期 CABG 术 204 例（3.2%），同期先天性心脏畸形矫正术 178 例（2.8%），同期心房颤动矫治手术 76 例（1.2%），同期其他心血管手术 637 例（10.1%）。术后早期院内死亡 296 例（4.7%），术后延迟拔管（Prolonged Mechanical Ventilation, PMV）1320 例（21.0%），术后因各种原因二次手术 219 例（3.5%）。
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第二部分 成人心脏瓣膜病术后早期危险因素变迁 ..........64-92
一、研究对象与方法 ................64-68
二、 结果 ................68-84
三、讨论 ..................84-89
四、 结论 ................89-90
参考文献 ................90-92
第三部分 成人风湿性心脏瓣膜病手术风险预测模型的建立
本研究前两部分重点描述了 20 年来成人心脏瓣膜病的疾病特征变化，通过相关统计学方法分析了影响不同时期患者早期预后的风险因素变迁。从前文看出，尽管病因方面存在变化，但我国瓣膜病仍以风湿性瓣膜病变为主。目前许多重要报道的研究对象均来自发达国家,其患者群主要以退行性瓣膜病变为主，风湿性心脏瓣膜病的发生率较低。本文前两部分及多项报道均已提到[1,2]，两种病因的患者其平均发病年龄、病理生理特点及手术方式等方面均有较大差别。所以实际上目前尚无专门针对风湿性心脏瓣膜病的风险预测模型的报道。目前国外瓣膜病风险预测模型的发展已比较成熟。近年来多项权威报道均建议细分风险预测模型，针对不同病因、不同瓣膜病变部位及不同瓣膜手术方式，建立各自的风险预测模型[3-5]。
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总结
1、A 组患者术前合并症状的比例较高，症状持续的时间长，患者的心功能分级较差。而 B 组患者平均发病年龄较 A 组升高，术前合并高血压、糖尿病、高血脂、吸烟史及冠心病的比例增加，同期合并 CABG 术的比例明显上升。我国瓣膜病仍以风湿性病变为主要病因，但呈逐渐下降的趋势，而退行性瓣膜病的比例逐渐增加。近年来我国综合诊疗水平不断提高。表现在患者术中体外循环时间及主动脉阻断时间明显缩短。术后早期死亡率、延迟拔管率、二次手术率及 ICU时间延长率均明显下降。
目前主要存在的问题是：患者平均年龄不断增加，高龄患者的比例也呈逐年上升趋势。对这部分患者的诊治虽有进步但仍困难较大，表现为术后死亡率及并发症发生率较高。
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本文编号：9537
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