翟春曉,王曉軍,余永明,王藝丹,徐良棟,叢曉,申曉倩,李虹,梁英,郝恩魁
臨床研究
心臟超聲參數(shù)積分系統(tǒng)對(duì)慢性左心室收縮功能減低心力衰竭患者一年再入院的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
翟春曉,王曉軍*,余永明,王藝丹,徐良棟,叢曉,申曉倩,李虹,梁英,郝恩魁
目的: 本研究旨在建立并使用心臟超聲參數(shù)積分系統(tǒng)(超聲積分系統(tǒng))對(duì)慢性左心室收縮功能減低(LVSD)心力衰竭(心衰)患者進(jìn)行1年再入院風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。 方法: 收集并整理我院2007-01至2016-01期間連續(xù)9年慢性LVSD患者412例,以1年內(nèi)再入院為本研究終點(diǎn)。412例患者常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查數(shù)據(jù)包括 2007-01至2014-12用于建立超聲積分系統(tǒng)280例,2015-01至2016-01用于超聲積分系統(tǒng)的驗(yàn)證132例。依據(jù)采集的7項(xiàng)指標(biāo)并分組:(1)左心室內(nèi)徑: 0 組(n=290)和1 組(n=122);(2)二尖瓣反流: 0 組(n=203)、1 組(n=138)和 2 組(n=71);(3)三尖瓣反流: 0 組(n=302)、1 組(n=90)和 2 組(n=20);(4)LVEF: 0 組(n=272)和 1 組(n=140);(5)肺動(dòng)脈收縮壓: 0 組(n=282)和 1 組(n=130);(6) 心包積液: 0 組(n=347 )和1 組(n=65);(7)胸腔積液: 0組(n=261)、1組(n=86)和2組(n=65)。使用COX回歸分析對(duì)超聲參數(shù)進(jìn)行篩查,并通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)因子(HR)計(jì)算超聲積分系統(tǒng)權(quán)重值,利用超聲積分系統(tǒng)對(duì)LVSD患者1年內(nèi)再入院進(jìn)行分析,并與傳統(tǒng)超聲參數(shù)進(jìn)行受試者工作特征(ROC)曲線分析比較。最后通過(guò)驗(yàn)證數(shù)據(jù)集對(duì)超聲積分系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。 結(jié)果:超聲積分系統(tǒng)分值如下:左心室內(nèi)徑>60 mm=1分,三尖瓣反流1組=1分,三尖瓣反流2組=3分,二尖瓣反流1組=2分,二尖瓣反流2組=4分,胸腔積液1組=2分,胸腔積液2組=3分,心包積液=1分。超聲積分系統(tǒng)COX回歸分析發(fā)現(xiàn),不同組間LVSD患者1年內(nèi)再入院率的HR分別為1.552、3.347、4.562,組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。超聲積分系統(tǒng)的預(yù)測(cè)能力采用ROC曲線下面積(AUC)進(jìn)行評(píng)價(jià)(建模數(shù)據(jù): 70.0%,95%CI:0.640~0.761;驗(yàn)證數(shù)據(jù):70.4%,95%CI:0.616~0.792),最佳積分閾值為 4 分。 結(jié)論:超聲積分系統(tǒng)能夠很好的預(yù)測(cè)LVSD患者 1年再入院風(fēng)險(xiǎn),并優(yōu)于傳統(tǒng)單項(xiàng)超聲參數(shù)。
超聲心動(dòng)描記術(shù);心室功能障礙,左; COX回歸分析
(Chinese Circulation Journal, 2017,32:1194.)
心力衰竭(心衰)是各種心臟疾病的終末階段,左心室收縮功能減退(LVSD)是心衰最常見病因(約占60%),隨著我國(guó)人口老齡化, LVSD心衰的患病率逐年上升,預(yù)后差和再入院率較高,反復(fù)再入院占據(jù)了大量的醫(yī)療資源,給家庭及社會(huì)帶來(lái)了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1]。有研究表明,慢性心衰30天、1年的再入院率分別為22%、63%,防止高頻再入院可改善患者預(yù)后及控制醫(yī)療成本[2,3]。有研究提出臨床積分系統(tǒng),有助心衰早期診斷、預(yù)后評(píng)估,但大多數(shù)指標(biāo)為主觀指標(biāo)[4,5]。與臨床其他指標(biāo)相比,心臟超聲參數(shù)是客觀、量化、穩(wěn)定的指標(biāo),對(duì)LVSD心衰患者的預(yù)后及長(zhǎng)期再入院預(yù)測(cè)有更好的作用。超聲心動(dòng)圖現(xiàn)已成為預(yù)測(cè)、管理LVSD心衰患者的一項(xiàng)重要手段[6,7]。本研究旨在通過(guò)建立心臟超聲參數(shù)積分系統(tǒng)(超聲積分系統(tǒng))分析和預(yù)測(cè)LVSD心衰患者1年再入院風(fēng)險(xiǎn)。
臨床資料: 選取2007-01至2016-01我院因LVSD心衰急性發(fā)作入院患者433例,其中失訪21例,共隨訪412例(95.15%),以 1 年內(nèi)再次心衰入院作為終點(diǎn),共225例患者發(fā)生終點(diǎn)事件。以2007-01至2014-12的280例患者用于建立超聲積分系統(tǒng)[其中男性160例(57%),平均年齡(69±12)歲,1年內(nèi)再入院156例(56%)]。以2015-01至2016-01的132例患者用于超聲積分系統(tǒng)的驗(yàn)證[其中男性72例(55%),平均年齡(71±13)歲,1年內(nèi)再入院69例(52%)]。
納入標(biāo)準(zhǔn):(1)患者因心衰急性發(fā)作入院,符合典型心衰癥狀的臨床表現(xiàn); (2)左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)<50%;(3)診斷為缺血性心肌病或擴(kuò)張性心肌病。
排除標(biāo)準(zhǔn):(1)其后發(fā)生了急性心肌梗死;(2)急性心肌炎、先天性心臟病、酒精性心臟病、慢性阻塞性肺疾?。唬?)心臟瓣膜?。唬?)原發(fā)性心包積液。入院后行常規(guī)生化血液檢查,超聲心動(dòng)圖檢查于病情穩(wěn)定3天后進(jìn)行。412例患者在隨診1年時(shí),發(fā)生再入院的納入和排除標(biāo)準(zhǔn)同前。
治療方法:根據(jù)美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)(ACC)/ 美國(guó)心臟協(xié)會(huì)(AHA)美國(guó) 2007 年心衰指南為治療方案。院內(nèi)治療:以強(qiáng)心苷類藥物、利尿劑和血管活性藥物為主, 同時(shí)應(yīng)用血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)/血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑(ARB)、β 受體阻滯劑和螺內(nèi)酯,保持水電解質(zhì)穩(wěn)定,配合支持療法,如果合并感染,配合使用藥敏試驗(yàn)的抗生素,治療時(shí)間為7~10 天。院外治療:藥物為主,如洋地黃、利尿劑、螺內(nèi)酯、ACEI/ARB 和 β 受體阻滯劑,2~4 周門診復(fù)查。
超聲心動(dòng)圖檢查及分組:412例患者入院后,癥狀初步緩解后3天行超聲心動(dòng)圖檢測(cè) , 采集的7項(xiàng)指標(biāo)及分組:(1)左心室內(nèi)徑:①0 組(n=290):左心室內(nèi)徑≤ 60 mm;② 1 組(n=122): 左心室內(nèi)徑>60 mm。(2)二尖瓣反流:① 0 組(n=203): 反流束面積/ 左心房面積 <19%;② 1 組(n=138):20% ≤反流束面積 / 左心房面積≤ 40%;③2組(n=71):反流束面積 / 左心房面積> 41%。(3)三尖瓣反流:①0 組(n=302):反流束面積 / 左心房面積 <19%;② 1 組(n=90):20% ≤反流束面積 / 左心房面積≤ 40%;③2 組(n=20):反流束面積 / 左心房面積> 41%。(4)LVEF:① 0組(n=272):LVEF ≥ 35%;② 1組(n=140):LVEF < 35%。(5)肺動(dòng)脈收縮壓:① 0組(n=282):肺動(dòng)脈收縮壓≤50mmHg(1mmHg=0.133 kPa);②1 組(n=130):肺動(dòng)脈收縮壓>50 mmHg。(6)心包積液:①0組(n=347 ):無(wú)心包積液;②1 組(n=65):有心包積液。(7)胸腔積液:①0組(n=261):無(wú)胸腔積液;②1組(n=86):一側(cè)胸腔積液;③2組(n=65):雙側(cè)胸腔積液。
隨訪:2007-01 至 2016-01 期間通過(guò)住院和門診病歷和電話訪談對(duì)412例患者進(jìn)行隨訪,每3個(gè)月在門診或電話聯(lián)系進(jìn)行評(píng)估,再入院事件以再次因心衰入院。
各組患者平均1年內(nèi)再入院時(shí)間比較(表1):(1)左心室內(nèi)徑組內(nèi)間比較(P=0.004)、二尖瓣反流組內(nèi)比較(P=0.000)、三尖瓣反流組內(nèi)比較(P=0.000)、胸腔積液組內(nèi)比較(P=0.003)、心包積液組內(nèi)比較(P=0.001)、肺動(dòng)脈收縮壓組內(nèi)組間比較(P=0.004),患者 1 年內(nèi)再入院時(shí)間均呈下降趨勢(shì),差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。(2)LVEF 組內(nèi)間比較(P=0.784),患者1年內(nèi)再入院時(shí)間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
多項(xiàng)超聲參數(shù)COX回歸分析(表2):結(jié)果顯示左心室內(nèi)徑、三尖瓣反流、二尖瓣反流、胸腔積液、心包積液是LVSD患者1年內(nèi)再入院的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。
表1 280例(建模)患者在不同組別中平均1年內(nèi)再入院時(shí)間比較(log-rankα=0.05)
表2 多項(xiàng)超聲參數(shù)COX回歸分析
超聲積分系統(tǒng)建立與評(píng)價(jià):根據(jù)對(duì)有意義參數(shù)進(jìn)行多因素COX回歸分析確定的HR,HR-1代表與對(duì)照組(0組)相比增加的1年內(nèi)再入院風(fēng)險(xiǎn)率,將左心室內(nèi)徑的HR-1設(shè)定為1分,其他相關(guān)變量的HR-1以左心室內(nèi)徑為參照轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的整數(shù)。超聲積分系統(tǒng)的分值范圍是0~12,其中左心室內(nèi)徑> 60 mm =1分,三尖瓣反流1組=1分,三尖瓣反流2組=3分,二尖瓣反流1組=2分,二尖瓣反流2組=4分,胸腔積液1組=2分,胸腔積液2組=3分,心包積液=1分。超聲積分系統(tǒng)四分類Kaplan-Meier生存曲線(圖1)。
超聲積分系統(tǒng)COX回歸分析: 采用 COX回歸分析結(jié)果顯示,不同組間LVSD患者1年內(nèi)再入院率有顯著差異:超聲積分系統(tǒng)(1組vs 0組)[HR=1.552,95% CI:1.066~2.259,P=0.022), 超聲積分系統(tǒng)(2組 vs 0組 ) [HR=3.374,95% CI:2.161~5.185,P=0.000),超聲積分系統(tǒng)(3組 vs 0組)[HR=4.562,95%CI:2.517~8.269,P=0.000)。
圖1 超聲積分系統(tǒng)四分類Kaplan-Meier生存曲線
ROC曲線分析(圖2): 結(jié)果表明超聲積分系統(tǒng)的 AUC 為 70.0%,95%CI:0.640~0.761,最佳積分閾值為4分。
圖2 超聲積分系統(tǒng)和各項(xiàng)超聲參數(shù)對(duì)280例患者1年內(nèi)再入院預(yù)測(cè)的受試者工作特征曲線
1年內(nèi)再入院預(yù)測(cè)結(jié)果(表3):用 ROC 曲線分析超聲積分系統(tǒng)和各項(xiàng)超聲參數(shù)對(duì)280例患者1年內(nèi)再入院特異性及敏感性均高于單項(xiàng)超聲指標(biāo)。
超聲積分系統(tǒng)驗(yàn)證:使用超聲積分系統(tǒng)對(duì)132例驗(yàn)證病例的超聲指標(biāo)進(jìn)行賦值,并繪制ROC曲線與建模數(shù)據(jù)曲線比較(圖3),結(jié)果顯示驗(yàn)證數(shù)據(jù)模型AUC為70.4%,95%CI:0.616~0.792,最佳積分閾值為4分。以上結(jié)果與建模數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果相似,說(shuō)明系統(tǒng)預(yù)測(cè)性能良好,可有效預(yù)測(cè)LVSD患者預(yù)后。
表3 用ROC曲線分析超聲積分系統(tǒng)和各項(xiàng)超聲參數(shù)對(duì)280例患者1年內(nèi)再入院預(yù)測(cè)結(jié)果
圖3 驗(yàn)證數(shù)據(jù)和建模數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)1年內(nèi)再入院的受試者工作特征曲線
許多因素可增加LVSD患者心衰再入院風(fēng)險(xiǎn),目前已證實(shí)的再入院高危因素有年齡>80歲、缺血性心衰、液體潴留、低鈉血癥、腎功能衰竭史、血肌酐≥1.5 mg/dl、B型利鈉肽≥1023.90 ng/L等[8-12],這些因素的出現(xiàn)提示患者可能需要再次入院接受治療,通過(guò)有意義的預(yù)測(cè)指標(biāo)對(duì)再入院高危因素早期識(shí)別尤為必要。
隨著床旁超聲和便攜式超聲設(shè)備的推廣,超聲心動(dòng)圖檢查作為一個(gè)簡(jiǎn)便、可靠的評(píng)估手段被廣泛應(yīng)用于LVSD患者的臨床篩查、診斷和治療。近年來(lái),已有多項(xiàng)研究使用心臟超聲參數(shù)對(duì)LVSD患者血流動(dòng)力學(xué)進(jìn)行評(píng)估,并對(duì)預(yù)后和再入院進(jìn)行預(yù)測(cè)分析[8,13-15],公認(rèn)的超聲參數(shù)有二尖瓣反流、三尖瓣反流、肺動(dòng)脈收縮壓、LVEF等,這些指標(biāo)對(duì)LVSD患者短期再入院預(yù)測(cè)有重要價(jià)值。有研究認(rèn)為預(yù)測(cè)LVSD患者1年內(nèi)再入院的心臟超聲參數(shù)指標(biāo)包括二尖瓣反流、三尖瓣反流、心包積液,其中二尖瓣反流、心包積液為1年內(nèi)再入院的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[16]。但是以上幾種指標(biāo)是相互獨(dú)立的,彼此權(quán)重不同,其特異性和敏感性不高。本研究將多項(xiàng)心臟超聲參數(shù)指標(biāo)綜合分析,計(jì)算各自的權(quán)重來(lái)建立超聲積分系統(tǒng),旨在對(duì)LVSD患者的一年內(nèi)再入院風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估做出更好的評(píng)價(jià),通過(guò)此系統(tǒng)進(jìn)行出院評(píng)估,制定全面的出院計(jì)劃和門診隨診,有利于降低LVSD患者的再入院率。
另外,對(duì)不同方法間的ROC曲線和AUC值的比較分析結(jié)果表明,超聲積分系統(tǒng)對(duì)心衰患者1年內(nèi)再入院的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估效果明顯優(yōu)于單項(xiàng)指標(biāo),其準(zhǔn)確性和敏感性均有顯著提高,具有較高的臨床實(shí)用價(jià)值和理論研究意義。另一方面,由于在超聲積分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,各參數(shù)權(quán)重的設(shè)定依賴于人工經(jīng)驗(yàn),這對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和泛化能力產(chǎn)生消極影響。隨著數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的不斷發(fā)展,利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立心衰生存預(yù)測(cè)模型,對(duì)心衰患者進(jìn)行預(yù)后評(píng)估,逐漸成為心衰研究的熱點(diǎn)[17]。在未來(lái)的研究中,我們將利用機(jī)器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)挖掘算法,評(píng)估參數(shù)的重要性,融合多超聲參數(shù),進(jìn)一步優(yōu)化超聲系統(tǒng),建立超聲參數(shù)與心衰之間的映射關(guān)系。因此,超聲心動(dòng)圖是可以有輸出各種有效數(shù)據(jù)的基礎(chǔ),有助于疾病預(yù)測(cè)、篩查、診斷、治療評(píng)估,能提供大量有效、可靠原始數(shù)據(jù),對(duì)LVSD患者1年內(nèi)再入院風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、生存分析評(píng)估有重大價(jià)值和挖掘潛力。未來(lái)隨著人工智能發(fā)展,以該數(shù)據(jù)平臺(tái)為主,結(jié)合其他體系指標(biāo),比如腎功能指標(biāo),有望構(gòu)建心衰早期篩查、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的計(jì)算機(jī)模型和精準(zhǔn)醫(yī)療平臺(tái)。
總之,超聲心動(dòng)圖可以提供豐富的臨床有效數(shù)據(jù),為L(zhǎng)VSD的預(yù)測(cè)、篩查、診斷、治療和預(yù)后評(píng)估提供大量信息。本文基于超聲心動(dòng)圖建立的超聲積分系統(tǒng),對(duì)LVSD患者1年內(nèi)再入院的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。但由于影響心衰患者預(yù)后的因素較多,為提高預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性和適用性,有必要融合多指標(biāo)體系,進(jìn)一步開展多中心大樣本量研究,以構(gòu)建更適合臨床心衰患者的預(yù)后評(píng)估系統(tǒng)。
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Risk Assessment of Echocardiography Parameter Scoring System for 1 Year Re-admission in Patients With Left Ventricular Systolic Dysfunction
ZHAI Chun-xiao, WANG Xiao-jun, YU Yong-ming, WANG Yi-dan, XU Liang-dong, CONG Xiao, SHEN Xiao-qian, LI Hong,LIANG Ying, HAO En-kui.
Department of Clinical Medical School, Weifang Medical College, Weifang (261053), Shandong, China
HAO En-kui, Email: haoenkui@sdu.edu.cn
Objective: To establish an echocardiography parameter scoring system for assessing the risk of 1 year re-admission in patients with left ventricular systolic dysfunction (LVSD).
Methods: A total of 412 chronic LVSD patients treated in our hospital from 2007-01 to 2016-01 were studied and the end point event was 1 year re-admission. The data included in 280 patients from 2007-01 to 2014-12 for establishing the scoring system and 132 patients from 2015-01 to 2016-01 for verifying the system. Based on 7 echocardiography parameters,the patients were divided into 7 sets of groups:①Left ventricular diameter (LVD): Group0, n=290 and Group1, n=122;②Mitrial regurgitation (MR): Group0, n=203, Group1, n=138 and Group2, n=71; ③Tricuspid regurgitation (TR): Group0,n=302, Group1, n=90 and Group2, n=20;④LVEF: Group0, n=272 and Group1, n=140;⑤Pulmonary artery systolic pressure: Group0, n=282 and Group1, n=130; ⑥Hydropericardium: Group0, n=347 and Group1, n=65; ⑦Hydrothorax:Group 0, n=261, Group1, n=86 and Group2, n=65. The parameters were identified by COX regression analysis, weighted value of scoring system was calculate by hazard ratio (HR), predictive value for1 year re-admission was assess by ROC curve and finally, scoring integration was verified by validation data group.
Results: The integration score was calculated as follows: LVD>60mm=1 point; TR: Group1=1 point and Group2=3 points; MR: Group1=2 points and Group2=4 points; Hydrothorax: Group1=2 points and Group2=3 points;Hydropericardium=1 point. COX regression analysis indicated that for 1 year re-admission: HR=1.552 in Group1 vs Group0,HR=3.374 in Group2 vs Group0 and HR=4.562 in Group3 vs Group0, all P<0.05. The AUC of ROC for establishing the data was 70.0% (95% CI 0.640-0.761) and for verifying the data was 70.4% (95% CI 0.616-0.792); the best integration score was 4 points.
Conclusion: Echocardiography parameter scoring system may better predict the risk of 1 year re-admission in LVSD patients which is superior to single echocardiography parameter.
Echocardiography; Ventricular dysfunction, left; COX regression analysis
2014 年山東省科技發(fā)展計(jì)劃(2014GSF118187)
261053 山東省濰坊市,濰坊醫(yī)學(xué)院 臨床醫(yī)學(xué)院( 翟春曉 ) ;山東大學(xué)附屬千佛山醫(yī)院 心內(nèi)科(王曉軍、李虹、梁英、郝恩魁); 山東大學(xué)(余永明、王藝丹);德州市人民醫(yī)院 急診科(徐良棟);濟(jì)南市中心醫(yī)院 心內(nèi)科(叢曉);煙臺(tái)毓璜頂醫(yī)院 神經(jīng)外科監(jiān)護(hù)室(申曉倩)
翟春曉 碩士研究生 研究方向?yàn)樾牧λソ呋A(chǔ)和臨床研究 Email:zhaichunxiao123@126.com 通訊作者:郝恩魁 Email:haoenkui@sdu.edu.cn*為共同第一作者
R541.4
A
1000-3614(2017)12-1194-05
10.3969/j.issn.1000-3614.2017.12.013
2017-02-07)
(編輯:梅平)