The prognostic value of left ventricular global function index in patients with acute myocardial infarction
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摘要: 目的 探讨左心室整体功能指数(LVGFI)对接受经皮冠状动脉介入(PCI)治疗的急性心肌梗死(AMI)患者发生主要不良心血管事件(MACE)的预测价值，并比较其与左心室射血分数(LVEF)的预测效能。方法 回顾性收集2020年12月—2022年6月于我院确诊并行PCI治疗的AMI患者209例，所有患者均在术后48 h内行常规心脏超声，并计算LVGFI。随访PCI术后1年MACE发生情况。采用多因素Cox回归分析评估LVGFI与临床结局的相关性，应用受试者工作特征(ROC)曲线比较LVGFI及LVEF对MACE的预测价值。结果 随访期间共有43例(20.6%)患者发生MACE。MACE组LVGFI水平显著低于非MACE组(P < 0.001)。Cox回归分析结果显示，调整混杂因素后LVGFI仍是预测MACE的独立因子(HR=0.796，95%CI：0.642~0.989，P < 0.001)。ROC曲线结果显示，LVGFI和LVEF预测MACE的曲线下面积(AUC)分别为0.822、0.745，灵敏度分别为88.6%、67.5%，特异度分别为62.8%、74.4%。Kaplan-Meier生存分析表明，LVGFI < 22.37%组患者生存率低于LVGFI≥22.37%组(log rank P < 0.001)。结论 LVGFI是AMI患者PCI术后发生MACE的独立预测因子，且较LVEF表现出更好的预测性能。Abstract: Objective To investigate the predictive value of the left ventricular global function index(LVGFI) for major adverse cardiovascular events(MACE) in patients with acute myocardial infarction(AMI) undergoing percutaneous coronary intervention(PCI), and to compare its predictive efficacy with left ventricular ejection fraction(LVEF).Methods Two hundred and nine AMI patients who underwent PCI in our hospital from December 2020 to June 2022 were included. All patients underwent routine cardiac ultrasound within 48 hours after the procedure, and LVGFI values were calculated. The occurrence of MACE within one year after PCI surgery was followed up. The Multiple factor Cox regression analysis was used to evaluate the correlation between LVGFI and clinical outcomes. The receiver working characteristic curve(ROC) was used to analyse the predictive value of LVGFI and LVEF on MACE.Results Forty-three patients(20.6%) occurred MACE during the follow-up period. The LVGFI level in the MACE group was significantly lower than that in the non-MACE group(P < 0.001). Cox regression analysis showed that LVGFI was still an independent factor for predicting MACE(HR=0.796, 95%CI: 0.642-0.989, P < 0.001). The ROC curve analysis showed that the AUC of LVGFI and LVEF in predicting MACE were 0.822 and 0.745, the sensitivities were 88.6% and 67.5%, and the specificities were 62.8% and 74.4%, respectively. Kaplan-Meier survival analysis showed that the survival rate of the LVGFI < 22.37% group was lower than that of the LVGFI≥22.37% group (log rank P < 0.001).Conclusion LVGFI is an independent predictor of MACE in AMI patients after PCI, and shows better predictive performance compare with LVEF.
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急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)是急性冠状动脉(冠脉)闭塞引起的一种心肌坏死，已成为人类住院和死亡的主要病因之一[1]。尽管近年来经皮冠脉介入(percutaneous coronary intervention，PCI)的发展有效改善了AMI患者心肌血流灌注，但仍有部分患者出现主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular events，MACE)，影响预后[2]。因此，及时发现与AMI患者不良预后相关因素，对改善预后、更好地指导治疗具有重要意义。
研究表明，AMI患者的心肌损伤伴随着左心室功能和心肌结构的显著改变[3]。左心室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)是迄今为止评价心功能最常用的超声心动图指标。然而，LVEF仅关注心功能状态，不能全面反映左心室大小及质量等结构信息，重要的是，左心室质量和其他左心室结构参数已被证明与心肌梗死的预后相关[4]。这些局限性促使人们寻找新的左心室功能综合指标，其中，左心室整体功能指数(left ventricular global function index，LVGFI)是最有前途的指标之一[5]。该指标包含心功能和形态学信息，可反映不同程度左心室重构时的心脏表现，已被证明是预测健康人群及特殊人群(如ST段抬高型心肌梗死患者)发生MACE的可靠指标[6-7]。但由于LVGFI尚未被常规测量或报道，其预测价值是否优于LVEF尚有争议[7]。本研究旨在探讨LVGFI对AMI患者PCI术后发生MACE的预测价值，并比较其与LVEF的预测效能，为临床早期预测和防治AMI后MACE的发生提供参考。
1. 对象与方法
1.1 对象
回顾性纳入2020年12月—2022年6月在福建医科大学附属第一医院心内科住院的AMI患者209例，其中，男176例，女33例，年龄28~94岁，平均年龄(62.5±11.4)岁。纳入标准：①符合《第四次心肌梗死全球统一定义(2018)》[8]；②均于入院24 h内行PCI治疗。排除标准：①既往有冠脉支架植入术或冠脉旁路移植手术史；②既往有先天性心脏病、心肌病、瓣膜性心脏病等其他心脏疾病；③合并血液系统疾病、风湿免疫系统疾病、恶性肿瘤；④合并严重肝肾功能不全；⑤相关临床资料缺失。本研究经福建医科大学附属第一医院医学伦理委员会批准(No：闽医大附一伦理医技审[2015]084-2号)。
1.2 资料收集
病史资料采集：查阅病例，记录患者入院时的病史，包括年龄、性别、体质指数(body mass index，BMI)、收缩压(systolic blood pressure，SBP)、舒张压(diastolic blood pressure，DBP)、心率、ST段抬高型心肌梗死(ST segment elevation myocardial infarction，STEMI)、Killip分级、病变血管数、发病至PCI时间、罪犯血管，以及实验室参数，包括N末端B型利钠肽前体(N-terminal B-type natriuretic peptide，NT-proBNP)、心肌肌钙蛋白I(cardiac troponin I，cTnI)。
1.3 超声心动图检查
采用Philips IE Elite超声诊断仪，配备S5-1探头(频率1.0~5.0 MHz)，统一由一位有经验的超声医师进行测定。所有患者于PCI术后48 h内行超声心动图图像采集和分析，测量室间隔厚度(interventricular septal thickness，IVST)、左心室后壁厚度(left ventricular posterior wall thickness，LVPWT)。采用Devereux公式计算左心室质量(left ventricular mass，LVM)及左心室质量指数(left ventricular mass index，LVMI)；双平面法获得左心室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume，LVEDV)、左心室收缩末期容积(left ventricular end-systolic volume，LVESV)及LVEF，所有参数均测量3次取平均值。
LVGFI的计算根据Mewton等[5]发表的公式：
LVGFI=LVSV(mL)LVGV(mL)×100% LVGFI = LVEDV-LVESV [( LVEDV + LVESV)/2+LVM/1.05] ×100% 1.4 临床终点及患者随访
对所有纳入研究的患者进行PCI术后12个月的随访，包括院内和院外随访，出院后由经过培训的医生每3个月进行1次电话和(或)门诊随访。终点事件MACE定义为心源性死亡、心力衰竭、再发心肌梗死和非计划再次血运重建。
1.5 统计学处理
采用SPSS 26.0和R 4.3.0软件进行统计分析。正态分布的连续性变量采用X ± S表示，组间比较采用t检验；非正态分布变量采用M(Q1，Q3)表示，组间比较采用非参数秩和检验；分类变量用百分数表示，组间比较采用χ2检验。运用Cox回归分析筛选MACE发生的独立预测因子。绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线比较LVGFI、LVEF的预测效能。采用Kaplan-Meier生存曲线评估不同LVGFI水平的AMI患者的生存率，采用log rank检验进行组间比较。P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 非MACE组与MACE组患者临床资料比较
随访期间共有43例(20.6%)患者发生MACE，其中心力衰竭21例、再发心肌梗死19例、心源性死亡3例；MACE组多为左前降支病变；与非MACE组相比，MACE组的STEMI比例、Killip≥2级比例、NT-proBNP及cTnI水平均高于非MACE组(均P < 0.05)；两组患者年龄、性别、BMI、SBP、DBP、心率、病变血管数、发病至PCI时间比较均差异无统计学意义。见表 1。
表 1 非MACE组和MACE组临床资料及超声心动图参数比较Table 1 Comparison of basic data and echocardiographic parameters between the non-MACE group MACE and MACE group例(%), X ± S, M(Q1, Q3) 项目 非MACE组(166例) MACE组(43例) P 年龄/岁 62.7±10.9 61.7±13.1 0.588 男性 136(81.9) 40(93.0) 0.123 BMI/(kg/m2) 25.0±3.3 24.4±3.0 0.313 SBP/mmHg 122.7±17.5 118.6±17.1 0.383 DBP/mmHg 73.5±10.3 71.9±12.1 0.463 心率/(次/min) 72.9±11.2 76.2±15.1 0.119 STEMI 66(39.8) 32(74.4) < 0.001 Killip≥2级 17(10.2) 25(58.1) < 0.001 病变血管数≥2支 119(71.7) 35(81.4) 0.198 发病至PCI时间/h 4.8(3.0，10.2) 5.1(3.4，7.2) 0.490 罪犯血管 0.018 左前降支 68(41.0) 26(60.5) 左回旋支 41(24.7) 3(7.0) 右冠脉 57(34.3) 14(32.6) NT-proBNP/(pg/mL) 395.4(158.3，1 118.0) 968.5(382.5，2 325.0) 0.001 cTnI/(ng/mL) 0.6(0.1，2.6) 2.3(0.7，8.3) < 0.001 IVST/mm 1.0(0.9，1.1) 1.1(0.9，1.2) 0.051 LVPWT/mm 0.9±0.1 1.0±0.2 0.072 LVEDV/mL 116.0±27.9 116.4±31.4 0.927 LVESV/mL 44.4(35.3，58.1) 55.6(41.0，70.4) 0.010 LVSV/mL 63.9(56.1，75.4) 55.2(49.0，59.6) < 0.001 LVMI/(g/m2) 93.7±20.4 107.1±40.3 0.041 LVEF/% 57.8±7.6 50.0±9.7 < 0.001 LVGFI/% 26.9±3.7 21.3±4.5 < 0.001 | Show Table
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2.2 非MACE组与MACE组基线超声心动图参数比较
MACE组患者LVGFI、LVEF和LVSV显著降低，LVESV、LVMI显著升高(均P < 0.05)。两组间LVEDV、IVST及LVPWT比较差异无统计学意义。见表 1。
2.3 AMI患者发生MACE的影响因素
以是否发生MACE作为终点指标，将STEMI、Killip≥2级、罪犯血管、NT-proBNP、cTnI、LVESV、LVSV、LVMI、LVEF、LVGFI纳入Cox生存分析。多因素Cox回归分析显示，调整多因素后，LVGFI与Killip≥2级仍是MACE发生的独立危险因素。见表 2。
表 2 PCI术后MACE发生影响因素的Cox回归分析Table 2 Influencing factors of MACE after PCI analyzed by Cox regression analysis参数 单因素 多因素 HR(95%CI) P HR(95%CI) P STEMI 3.76(1.89~7.46) < 0.001 1.153(0.510~2.608) 0.733 Killip≥2级 7.26(3.94~13.36) < 0.001 2.659(1.229~5.751) 0.013 罪犯血管 0.76(0.53~1.09) 0.132 NT-proBNP 2.44(1.46~4.06) 0.001 0.978(0.756~1.102) 0.225 cTnI 1.08(1.03~1.12) 0.001 1.034(0.983~1.087) 0.197 LVESV 1.02(1.01~1.03) 0.005 0.982(0.926~1.041) 0.534 LVSV 0.95(0.93~0.98) < 0.001 1.007(0.944~1.074) 0.841 LVMI 1.02(1.01~1.02) 0.001 0.999(0.977~1.023) 0.959 LVEF 0.93(0.90~0.95) < 0.001 0.971(0.828~1.140) 0.721 LVGFI 0.78(0.73~0.83) < 0.001 0.796(0.642~0.989) < 0.001 | Show TableDownLoad:
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2.4 LVGFI与LVEF的预测效能评估
ROC曲线分析显示，LVGFI、LVEF预测MACE的曲线下面积(AUC)分别为0.822、0.745，截断值分别为22.37%、56.67%，灵敏度分别为88.6%、67.5%，特异度分别为62.8%、74.4%。表明LVGFI对MACE的预测价值较LVEF更高。见图 1。
2.5 不同LVGFI水平患者的Kaplan-Meier生存分析
根据截断值，将患者分为LVGFI < 22.37%与LVGFI≥22.37%两组，Kaplan-Meier分析显示，在12个月的随访期间，LVGFI < 22.37%组生存率低于LVGFI≥22.37%组(log rank P < 0.001)。见图 2。
3. 讨论
本研究发现AMI经PCI治疗后发生MACE的患者48 h内的LVGFI水平明显低于非MACE患者。其次，LVGFI是预测MACE发生的独立危险因素，与LVEF相比，LVGFI在预测MACE方面表现出更好的性能。
尽管近年来随着PCI再灌注技术的发展，AMI患者病死率显著降低，但MACE发生率仍然较高，严重影响预后。及时识别高危患者，预防MACE发生，已成为临床医生面临的新挑战。LVEF是迄今为止评价心功能最重要的指标，被广泛用于危险分层，但其在预测MACE的预后方面存在争议，尤其是在LVEF保留的患者中[9]。此外，LVEF没有完全考虑左心室心肌本身的重塑过程，而任何左心室病理性重塑都与不良预后密切相关。事实上，在本研究中，LVEF及LVMI仅在单因素分析中显示出对MACE的预测价值，而在多因素分析中不显著，这一结果表明，对不良结局的全面预测需要的不仅仅是单一的结构或功能测量。因此，结合了左心室功能与结构的LVGFI能够合理、全面地描述心脏性能，可能是一个改善结果预测的新参数。
LVGFI最初由Mewton等[5]提出，是首个全面整合左心室大小和质量以及整体收缩功能信息的新指标。在Mewton等的研究中，LVGFI在预测健康个体不良心血管事件方面的表现优于LVEF。随后，一项急性冠脉综合征(ACS)患者预后的研究也支持了这一点[10]。在本研究中，MACE组48 h内的LVGFI较非MACE组显著降低，这可能是由于LVGFI与心肌梗死后心肌损伤程度密切相关，LVGFI受损的患者往往具有较大的梗死面积以及较少的心肌保留，导致预后较差。较大的梗死区与每搏输出量降低相关，而心肌梗死后左室容积增加导致不良重塑，从而影响LVGFI。此外，多因素Cox回归分析显示，LVGFI是与MACE风险独立相关的预测因子，并且相较于LVEF在预测MACE方面表现出更优越的诊断性能。这些结果强调了利用LVGFI整合心脏重塑的左心室结构成分来评估左心室心脏功能和长期预后的优势，与LVEF相比，包含不良心肌重构结构成分的左室功能指标可能具有更大的预后价值。
虽然LVGFI最初衍生自心脏磁共振(CMR)，但与CMR相比，超声心动图具有更大的临床适用性，通过使用超声心动图中的标准参数可轻松计算LVGFI，无需额外的测量和技术，这使得LVGFI在临床诊断实践中广泛应用成为可能。在本研究中，当LVGFI < 22.37%时，MACE发生率显著提高，这一临界值与既往同样使用超声心动图评估LVGFI的研究结果相近[10-11]，但略低于Reinstadler等[7]的研究队列(22.37% vs 29%)，主要原因如下：首先，Reinstadler等[7]的研究应用CMR获取LVGFI，两种成像方式的不同可能是造成LVGFI差异的原因；其次，本研究人群为亚洲人，而Reinstadler等[7]的研究人群为白种人，这种结果偏差提示LVGFI可能受到成像模式以及患者种族的影响，今后还需进行更深入的大型队列研究。
本研究的不足之处在于样本量少，且为回顾性单中心研究，研究结果可能存在偏倚；此外，由于持续的重构过程，LVGFI可能随着再灌注后的时间而改变；因此今后需要在梗死后的不同时间点和使用不同的无创成像技术进一步研究，以证实LVGFI的临床价值。
综上所述，LVGFI是预测AMI患者PCI术后发生MACE有力的独立预测因子，其预测性能可能优于LVEF，可作为心血管疾病患者筛查、监测及风险分层的新参数。
利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突
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图 1 LVGFI及LVEF预测MACE发生的ROC曲线
Figure 1. ROC curves for MACE occurrence predicting by LVGFI and LVEF
图 2 LVGFI < 22.37%与LVGFI≥22.37%患者的Kaplan-Meier生存曲线
Figure 2. Kaplan-Meier survival curves in groups with LVGFI < 22.37% or LVGFI≥22.37%
表 1 非MACE组和MACE组临床资料及超声心动图参数比较
Table 1. Comparison of basic data and echocardiographic parameters between the non-MACE group MACE and MACE group
例(%), X ± S, M(Q1, Q3) 项目 非MACE组(166例) MACE组(43例) P 年龄/岁 62.7±10.9 61.7±13.1 0.588 男性 136(81.9) 40(93.0) 0.123 BMI/(kg/m2) 25.0±3.3 24.4±3.0 0.313 SBP/mmHg 122.7±17.5 118.6±17.1 0.383 DBP/mmHg 73.5±10.3 71.9±12.1 0.463 心率/(次/min) 72.9±11.2 76.2±15.1 0.119 STEMI 66(39.8) 32(74.4) < 0.001 Killip≥2级 17(10.2) 25(58.1) < 0.001 病变血管数≥2支 119(71.7) 35(81.4) 0.198 发病至PCI时间/h 4.8(3.0，10.2) 5.1(3.4，7.2) 0.490 罪犯血管 0.018 左前降支 68(41.0) 26(60.5) 左回旋支 41(24.7) 3(7.0) 右冠脉 57(34.3) 14(32.6) NT-proBNP/(pg/mL) 395.4(158.3，1 118.0) 968.5(382.5，2 325.0) 0.001 cTnI/(ng/mL) 0.6(0.1，2.6) 2.3(0.7，8.3) < 0.001 IVST/mm 1.0(0.9，1.1) 1.1(0.9，1.2) 0.051 LVPWT/mm 0.9±0.1 1.0±0.2 0.072 LVEDV/mL 116.0±27.9 116.4±31.4 0.927 LVESV/mL 44.4(35.3，58.1) 55.6(41.0，70.4) 0.010 LVSV/mL 63.9(56.1，75.4) 55.2(49.0，59.6) < 0.001 LVMI/(g/m2) 93.7±20.4 107.1±40.3 0.041 LVEF/% 57.8±7.6 50.0±9.7 < 0.001 LVGFI/% 26.9±3.7 21.3±4.5 < 0.001
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表 2 PCI术后MACE发生影响因素的Cox回归分析
Table 2. Influencing factors of MACE after PCI analyzed by Cox regression analysis
参数 单因素 多因素 HR(95%CI) P HR(95%CI) P STEMI 3.76(1.89~7.46) < 0.001 1.153(0.510~2.608) 0.733 Killip≥2级 7.26(3.94~13.36) < 0.001 2.659(1.229~5.751) 0.013 罪犯血管 0.76(0.53~1.09) 0.132 NT-proBNP 2.44(1.46~4.06) 0.001 0.978(0.756~1.102) 0.225 cTnI 1.08(1.03~1.12) 0.001 1.034(0.983~1.087) 0.197 LVESV 1.02(1.01~1.03) 0.005 0.982(0.926~1.041) 0.534 LVSV 0.95(0.93~0.98) < 0.001 1.007(0.944~1.074) 0.841 LVMI 1.02(1.01~1.02) 0.001 0.999(0.977~1.023) 0.959 LVEF 0.93(0.90~0.95) < 0.001 0.971(0.828~1.140) 0.721 LVGFI 0.78(0.73~0.83) < 0.001 0.796(0.642~0.989) < 0.001
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图(2)
表(2)
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