縮窄性心包炎超聲特征的logistic回歸分析

李國英,徐明,劉玲玲,黃泳淇

縮窄性心包炎(constrictivepericarditis,CP)是由心包增厚、疤痕、無彈性以及不規(guī)則鈣化等原因導致的心室舒張期充盈受限的一類疾病,起病隱匿,臨床癥狀缺乏一定的特異性,易被漏診或誤診,故對該疾病早期診斷及時治療仍存在一定的挑戰(zhàn)。超聲心動圖因其操作簡便、使用 方便、無輻射等優(yōu)點廣泛應用于臨床,仍是目前診斷CP首選影像學檢查方法[1-2]。本研究基于臨床及超聲心動圖指標建立logistic回歸模型,旨在為臨床快速早期診斷提供依據(jù)。

材料與方法

1.臨床資料

回顧性分析2012年1月-2022年4月因疑似CP在我院就診的116例患者的病例資料。其中,男80例,女36例,年齡14～93歲,平均(55.54±17.53)歲。主要臨床表現(xiàn)為不明原因的胸悶、氣促、咳嗽、雙下肢水腫和腹脹等。CP組均行心包切除術,術前行超聲心動圖檢查;非CP組(對照組)均行經(jīng)胸超聲心動圖檢查,同時行CT、MRI和/或PET等影像學檢查,并結合心導管或病理活檢排除CP。

CP組78例,其病因包括結核60例(77%)、手術后6例(7.7%)和特發(fā)12例(15.4%);非CP組38例,其中限制型心肌病9例,心律失常14例(左束支傳導阻滯8例,起搏異常6例),右心功能不全12例,嚴重三尖瓣反流3例。CP組中,男59例(7%),女19例(23%),年齡17～88歲,平均(56.27±16.78)歲;非CP組中,男21例(55%),女17例(45%),年齡14～93歲,平均(54.05±19.11)歲。

2.檢查方法

使用 Philips IE33、Philips IE Elite或Philips EPIQ 7C彩色多普勒超聲診斷儀,心臟探頭頻率為2.5～5.0 MHz。所有測量和評估均由不知道診斷結果的≥2位超聲醫(yī)師(診斷經(jīng)驗>5年)一致確認。

診斷CP的主要超聲心動圖征象[3]:①心包增厚(>3 mm)、鈣化伴回聲增強。結合經(jīng)胸超聲心動圖及高頻超聲檢查,主要觀察右室前壁、心尖及左室后壁的心包是否增厚,房室環(huán)部位有無回聲增強、鈣化。②雙房增大,雙心室大小正?；蚱?。重點參照2016年《中國成年人超聲心動圖檢查測量指南》所公布的各心腔正常參考值范圍以及結合心尖四腔心切面觀察四腔比例進行綜合判斷。③室間隔抖動征。主要利用M型記錄室間隔運動情況,重點觀察有無舒張早期室間隔的異常抖動。④二尖瓣(mitral valve,MV)舒張早期峰值血流速度(E)與舒張晚期峰值血流速度(A)的比值(E/A)>2。⑤二尖瓣舒張早期E峰在吸氣時較平靜呼吸時減小率△Emv[△Emv=(E-E吸)/E]>25%。⑥測量MV環(huán)隔室間隔側及外側壁舒張期組織位移速度(記為隔e'和側e'),隔e'>8 cm/s或隔e'>側e'。⑦心室形變,心室出現(xiàn)“束腰狀”或“管狀”狹窄。

患者取左側臥位和平臥位,經(jīng)胸骨旁、心尖和劍突下三個聲窗進行二維成像。經(jīng)常規(guī)左心室長軸切面、左室短軸切面、心尖四腔心切面進行探查,結合M型、脈沖多普勒超聲和組織多普勒成像(tissue doppler imaging,TDI)技術進行觀察和測量。重點觀察舒張期室間隔與左室壁的運動情況,記錄左心室射血分數(shù)(ejection fraction,EF)和每搏輸出量(stroke volume,SV);心尖四腔心切面觀察內容:四腔比例是否正常,心室有無扭曲、形變;結合PWI,測量二尖瓣舒張早期峰值血流速度(E)與舒張晚期峰值血流速度(A)速度及吸氣后第一次心跳時舒張早期峰值血流速度E吸;結合TDI,測量MV環(huán)隔e'和側e'。

3.統(tǒng)計學方法

使用SPSS 22.0統(tǒng)計學軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。計量資料服從正態(tài)分布者采用均數(shù)±標準差表示,組間比較采用t檢驗;不服從正態(tài)分布者采用中位數(shù)M(Q25～Q75)表示,組間比較采用Wilcoxon符號秩和檢驗;計數(shù)資料的組間比較采用Pearson χ2檢驗。多因素分析和回歸模型的建立采用二元logistic逐步回歸分析,以P<0.05作為進入模型的標準。

結 果

1.單因素分析

CP組和非CP組之間臨床和超聲表現(xiàn)的比較結果見表1。兩組間年齡的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),性別構成的差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),CP組中男性患者更多見。

CP組與非CP組之間EF和SV值的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);雙房增大(雙室大小正?；蚱?和E/A>2的出現(xiàn)率在兩組間的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);心包增厚、室間隔抖動征、心室變形和吸氣后△Emv>25%、隔e'>8 cm/s以及隔e'>側e'這6個變量在CP組中的出現(xiàn)率均顯著高于非CP組(P<0.01)。其中,有8例房顫患者二尖瓣血流速度變化無法觀測,故無法評估其△Emv是否大于25%。

圖1 CP患者,男,48歲。a)胸骨旁長軸切面超聲M型圖,顯示室間隔舒張早期出現(xiàn)切跡征象,即室間隔抖動征(箭);b)PWI顯示二尖瓣血流頻譜,測量呼氣時E峰(紅箭)及吸氣后E峰(黃箭)的峰值,計算吸氣后E峰峰值較呼氣E峰峰值的變化率(△Emv)。 圖2 CP患者,男,57歲,TDI顯示二尖瓣環(huán)周圍組織隨心動周期的變化情況。a)室間隔側組織位移速度e'>8cm/s;b)側壁組織位移速度e'>8cm/s。 圖3 聯(lián)合模型和3個變量診斷CP的ROC曲線。室間隔抖動征、吸氣△Emv>25%、隔e'>8cm/s和聯(lián)合模型診斷CP的AUC分別為0.799、0.764、0.771和0.931。

2.多因素分析

根據(jù)單因素分析結果,CP組與非CP組比較,P<0.05的變量有心包增厚、室間隔抖動征、心室變形、吸氣后△Emv>25%、隔e'>8 cm/s和隔e'>側e'。以CP為因變量,將這6個變量作為自變量,進行邏輯回歸分析,結果顯示室間隔抖動征、深吸氣后△Emv>25%和e'>8 cm/s是CP的獨立影響因素(P<0.05),詳見表2。因吸氣后△Emv>25%這一指標在房顫患者(n=8)中無法獲取,故參與多因素分析的總樣本量為108例(CP組72例,非CP組36例)。

表2 超聲特征預測CP的多因素分析結果

3.Logistic回歸模型

以是否為CP為因變量,將CP的獨立影響因素進行l(wèi)ogistic逐步回歸,建立CP的診斷模型:Logit(P)=-3.166+2.758X1+2.832X2+2.255X3。對其進行霍斯默檢驗,自由度=5,P=0.664。其中,X1為室間隔抖動征(0:無;1:有),X2為深吸氣后△Emv(0:≤25%;1:>25%),X3為隔e'(0:≤8;1:>8)。

應用此回歸模型診斷CP,當Logit(P)>0.5則評估為CP,Logit(P)≤0.5則評估為非CP,最終此模型在本組樣本中診斷CP符合率為89.8%(96/108);單獨診斷時,ROC曲線下室間隔抖動征、深吸氣△Emv>25%、隔e'>8 cm/s AUC分別為0.799、0.771、0.764,室間隔抖動征的診斷效能略優(yōu)于其他兩者。以此回歸模型診斷CP在ROC曲線下AUC為0.931(表3和圖4),優(yōu)于前面三者單獨診斷,表明該診斷模型診斷效能良好。

表3 各超聲指標與聯(lián)合應用的診斷效能

討 論

近年來,隨著超聲成像質量的提高和超聲醫(yī)師對縮窄性心包炎認識的深入,超聲檢查可更早診斷CP。國外已有學者采用現(xiàn)有的超聲診斷標準對心衰患者進行CP診斷[4],而目前國內尚未看到類似的研究。在歐美國家本病的主要病因為特發(fā)性和病毒性心肌炎(占42%～49%)以及心臟手術(11%～37%),結核或化膿性心包炎僅占3%～6%[5];而在其他國家,結核仍是最常見的病因[6]。不同病因可能導致患者的影像學表現(xiàn)存在一定差異,本研究主要針對結核性心包炎的超聲心動圖指標,其該模型更能體現(xiàn)結核性心包炎的特點。

本研究中多因素回歸分析結果表明,室間隔抖動征是診斷CP的影響因素。由于心包增厚和纖維化,胸內和心內壓力分離以及固定空間內室間隔依賴,從而產(chǎn)生了室間隔舒張早期的來回擺動。觀察室間隔及左室壁運動情況是所有超聲心動圖檢查中的常規(guī)觀察項目,所以室間隔抖動征通常是診斷縮窄性心包炎的第一線索,且本研究中其診斷敏感度高達81.9%,特異度約為78.8%,這與既往研究結果基本一致[7]。因室間隔抖動征在CP中很常見,但左束支傳導阻滯、起搏異?；蛴沂夜δ苷系K時也會出現(xiàn)[8],本研究中非CP組也因有9例患者出現(xiàn)上述3種情況之一,術前超聲疑似為CP,故不能將此征象視為CP的特異性征象。

本研究中,深吸氣后△Emv>25%診斷CP的敏感度較低,僅66.7%,但其特異度達86.1%,可能因為部分患者左室充盈壓升高使得呼吸導致的左心室壓力變化較小而不能被顯示,或者心包嚴重鈣化包裹心臟,使得胸腔壓力的改變無法對心室充盈產(chǎn)生明顯影響,此時這一指標診斷CP的敏感性不高,但是其特異性很好。另外,CP患者舒張早期血流速度加快,即E峰增高,而舒張晚期血流速度較慢,即A峰較低,E/A比值顯著增大[9],但在本研究中單因素分析結果顯示E/A>2診斷CP的價值不高(P<0.05)。

此外,本研究結果顯示TDI檢測的二尖瓣環(huán)運動速度e'>8 cm/s是診斷CP的獨立影響因素。對這一指標進行分析,是參考了Choi等[10]的研究結果,他們認為室間隔側e'>8 cm/s可用于診斷CP。本研究中其中的CP的敏感性達81.9%,但特異度較低,僅72.2%。e'值是超聲心動圖檢查中用于無創(chuàng)性評估心肌舒張功能的常用指標,e'值減小一般與心肌疾病導致的心力衰竭相關,通常不會出現(xiàn)在CP患者中。CP患者的心室在舒張期橫向擴張受限,使得其縱向運動代償性增加,所以其e'值常表現(xiàn)為正?；蛟龈?。而另一項超聲特征“瓣環(huán)逆轉”即隔e'>側e',在本次研究中雖然單因素分析中有其統(tǒng)計學差異(P<0.01),但在多因素分析中該因素分析結果P>0.05而被排除。

心包增厚是診斷CP的直接征象,但是經(jīng)胸超聲心動圖對心包增厚或鈣化的檢出率較低[11-12],這可能由于肺與心臟的強反射界面,導致對心包增厚和鈣化的識別存在明顯的局限性;另外,心包增厚的不規(guī)則性分布,也將導致對心包的識別存在局限性。部分經(jīng)驗不足的醫(yī)師可能將患者心包脂肪墊與增厚的心包相混淆,而出現(xiàn)誤診或漏診。本研究中只選取了經(jīng)胸超聲心動圖對心包的觀察結果,未將經(jīng)食道超聲對心包增厚的檢出情況納入分析。在CP組中發(fā)現(xiàn)心包鈣化率(9%)低,與相關文獻報道一致[11]。綜上所述,經(jīng)胸超聲心動圖對心包增厚和心包鈣化的檢測能力有限。

本研究中經(jīng)多因素logistic回歸分析建立預測模型,其診斷CP的AUC為0.931,符合率為89.8%,診斷效能好,診斷價值高。與臨床實際診斷過程相比,將眾多超聲指標精簡和量化,更容易被超聲醫(yī)師學習和掌握,可以為臨床快速、早期診斷和及時治療CP提供依據(jù)。

本研究存在的局限性:目前臨床上CP屬于較少見的心血管疾病,國內多為病例報道或小樣本研究,本研究樣本量相對較多,但總的來說樣本量還是較小,尤其是非CP組,使得結果可能存在一定的偏倚;其次,本研究是在單一機構中進行的回顧性研究,不同診斷水平的醫(yī)師對CP的超聲特征的認識水平存在差異,在留取圖像時可能存在主觀偏差;第三,本研究中選取的超聲征象和測量指標是臨床實踐中廣泛采用的,所選用的閾值未經(jīng)外部驗證,可能會導致對診斷準確性的高估。