急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)和其伴随的心力衰竭(heart failure，HF)仍然是主要的公共卫生问题之一，在全球范围内也是主要的死亡原因之一[1]。AMI后的左心室重构(ventricular remodeling，VR)是一个响应心肌损伤的动态过程，与较高的心衰和心血管死亡发生风险相关[2]。经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention surgery，PCI)是近年来最有效的治疗方法[3]，但是尽管联合冠心病二级预防措施，如使用β-肾上腺素能阻滞剂、血管紧张素转换酶(angiotensin converting enzyme，ACE)抑制剂、他汀类药物和阿司匹林等药物之后，仍有一部分患者发生VR，并最终发展为HF[4]。AMI后可在24~72 h内发生早期心室重构(early ventricular remodeling，EVR)，其特征以左心室大小、形态、结构和功能的异常为主，临床表现为左心室扩大、心脏超声左室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)降低和局部室壁活动异常等[5]。EVR的发生是影响AMI后进一步心脏事件发展和长期预后的主要因素。在患者出现HF症状之前，多表现为无症状的结构和功能异常，即无症状左心室收缩功能障碍(left ventricular systolic dysfunction，LVSD)。LVSD是EVR的主要表现，AMI后并发LVSD的患病率高达30%~60 %[6]。AMI后的VR可分为2个阶段：EVR发生在AMI发病后24~72 h[7]，而晚期心室重构发生在心梗后数周或数月内[8]。虽然EVR被认为是维持心脏收缩期血流量和心泵功能的一种保护性机制，但这一现象也会导致总体左心室功能的受损，最终加重HF。然而，在临床实践中，基于已知的决定因素，如梗死面积、梗死部位或LVEF等，无法准确地预测VR及其严重程度[9]。并且，由于部分EVR患者无明显临床症状，容易因无法及时诊断最终导致病情加重。虽然B型脑利钠肽(B-type natriuretic peptide，BNP)和超声心动图、心脏磁共振成像(cardiac magnetic resonance imaging，CMRI)被报道用于AMI后VR的评估诊断[10]，但它们也存在诸多局限性，包括高昂的经济和时间成本以及动态监测困难等。因此，当务之急是寻找新的预测因子来有效识别AMI后VR患者，尤其是无症状的患者。
心电心音图是一种自动量化心音、额外心音、心脏收缩时间间隔等指标的新技术，具有方便和高效的特点。这种简单和无创的技术主要是作为HF的替代诊断方法[11-12]，也被应用于诊断冠状动脉疾病和心律失常[13-14]等心血管疾病。前期研究报道过心音图参数第四心音(fourth heart sound, S4)结合ST-T变化可以提高冠状动脉疾病的诊断效果[15]。然而，它对AMI后VR的预测作用仍然不清楚。因此，本研究主要探索心电心音图在AMI后EVR的预测能力。
1 资料与方法 1.1 研究对象选取重庆医科大学附属第三医院心血管内科2021年6月至2022年2月收治的102例AMI患者。纳入标准：①急性ST段抬高型心肌梗死(ST-elevation myocardial infarction，STMEI)和急性非ST段抬高型心肌梗死(non-ST-elevation myocardial infarction，NSTME)；②入院后24 h内接受PCI手术。排除标准：①预激综合征、房室传导阻滞、束支传导阻滞；②高血压性心脏病、心脏瓣膜病、先天性心脏病、心肌病、心内膜炎；③慢性阻塞性肺疾病(COPD)；④机械通气的患者；⑤伴严重肝脏和肾功能不全；⑥起搏器植入术后患者；⑦精神疾病。参与者或其家属均签署知情同意书。本研究符合《赫尔辛基宣言》相关条款，经重庆医科大学附属第三医院伦理委员会审查和批准(2021年科伦审第33号)。入选患者分为两组：EVR组(LVEF<50%，50例)和对照组(LVEF≥50%，52例)，分组按照《急性心肌梗死后心室重构防治专家共识》中早期心室重构的诊断流程进行[10]。
1.2 观测指标收集入组患者的一般信息，包括性别、年龄、体质量指数(body mass index，BMI)、血压、血脂、血糖情况，以及NT-proBNP、心脏超声、心电图、心电心音图等检查结果，所有结果在入院72 h内完成并记录。心脏彩超LVEF测定及心电心音图参数采集均在PCI术后完成。
心电心音图是近年来开发应用的一项新技术，通过将双传感器放置在标准的前胸导联的V3和V4位置，对患者进行至少10 s的检测及数据处理[16]。在这个过程中使用统一的计算机数字信号处理程序，同时记录心音、心电图信号，并量化心音、附加的心音和其他有关心脏收缩的相关指标。该算法通过了盲法试验中专家对心音解读的验证。涉及的心电心音图参数包括：①心脏电机械激动时间(electro mechanical activation time, EMAT)，即心电图QRS波起点Q波开始到第一心音(first heart sound，S1)的二尖瓣组成部分的时间；②电机械激动时间比值(electromechanical activation time divided by the cardiac cycle length，EMATc)：EMAT与心动周期R-R的比值，表示EMAT所占的心动周期的比例，EMAT延长或EMATc增加提示左心室功能受损；③左心室收缩时间(left ventricular systolic time，LVST)，即心电心音图的S1至第二心音(second heart sound，S2)的时间；④左室收缩时间比值(left ventricular systolic time divided by the cardiac cycle length，LVSTc)：LVST与心动周期R-R的比值，表示LVST所占的心动周期的比例，LVST延长或LVSTc增加显示左心收缩功能减退；⑤第三心音(third heart sound, S3)：出现在心室舒张早期、快速充盈期之末，一般认为S3的出现是由于心室快速充盈的血流自心房冲击室壁，使心室壁、腱索和乳头肌突然紧张、振动所致。S3强度量化为0~10，S3强度＞5预示存在心脏舒张功能不全。⑥第四心音(S4)：出现在心室舒张末期、收缩期前，一般认为S4的产生与心房收缩致房室瓣及其相关结构(瓣膜、瓣环、腱索和乳头肌)突然紧张、振动有关，S4强度量化为0~10，S4强度＞5预示存在心脏舒张功能不全。⑦心脏收缩功能障碍指标(systolic dysfunction index，SDI)：是QRS持续时间、QR区间、EMAT和RR间期的数学组合，经非线性变换后并被映射到一个0~10的尺度上，SDI＞5预示LVEF＜50%。
1.3 心电心音图检查方法患者安静平卧位休息5 min左右，保持呼吸平稳。将心电心音图仪(ACG, 河南善仁科技有限公司)电极按照常规十二导联心电图方法连接于胸前及四肢导联位置，其中V3及V4导联放置心电图及心音图双重感受器，同步记录心音及心电信号2 min，信号采集完毕后应用心电心音分析软件分析相关数据，对每位患者进行至少3次连续的记录，计算EMAT、EMATc、LVST、LVSTc、SDI及S3强度、S4强度。
1.4 统计学分析使用R语言(第4.1.2版)进行统计学分析。连续变量以x±s表示，正态分布数据的组间比较采用t检验，偏态分布数据的组间比较采用Mann-Whitney U检验；分类变量以频率和百分数表示，采用卡方检验。采用二元logistic回归分析确定AMI后EVR的独立预测因素，采用前向和后向法进行变量筛选。通过计算方差膨胀因子(varionce inflation factor, VIF)检查最终模型中的预测因子间的共线性。绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线，根据预测EVR的曲线下面积(area under the curve，AUC)以及敏感度、特异度、阳性似然比(LR+)和阴性似然比(LR-)评估预测因子的预测效能。双侧检验，P<0.05被认为差异具有统计学意义。
2 结果 2.1 EVR组与对照组的基线数据共纳入102例患者，EVR组50例，对照组52例。两组患者的基线数据和心电心音图参数见表 1。两组BMI、吸烟情况、血压、血糖、LDL-C和cInI差异均无统计学意义。EVR组的年龄高于对照组(P=0.013)，血清NT-proBNP显著高于对照组(P<0.001)，心室舒张末期内径(left ventricular end diastolic dimension，LVEDD)和左心室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume，LVEDV)也大于对照组(P<0.001)，提示EVR组有明显的左心室扩大并伴有血流动力学的改变。在心电心音图参数中，与对照组相比，EVR组心率、EMATc、LVSTc、S4、SDI均显著升高(P<0.05)。两组QRS持续时间、EMAT、LVST、S3差异均无统计学意义。值得一提的是，EMATc和LVSTc是EMAT和LVST与RR间期的比值，提示矫正后的比值，而不是代表原始时间的EMAT和LVST，能更好地反映两组的差异性。
| 变量 | 对照组(n=52) | EVR组(n=50) | P值 |
| 性别 | 0.001 | ||
| 男 | 49(94.23) | 35(70.00) | |
| 女 | 3(5.77) | 15(30.00) | |
| 年龄/岁 | 58.38±14.59 | 64.84±11.92 | 0.013 |
| BMI/(kg/m2) | 24.60±1.76 | 23.90±2.27 | 0.176 |
| 吸烟 | 40(76.92) | 33(66.00) | 0.221 |
| SBP/mmHg | 137.65±23.07 | 138.84±23.29 | 0.685 |
| DBP/mmHg | 81.87±11.70 | 82.10±14.04 | 0.952 |
| 血糖/(mmol/L) | 9.27±4.49 | 8.23±3.33 | 0.288 |
| LDL-C/(mmol/L) | 3.16±0.84 | 3.14±0.82 | 0.984 |
| NT-proBNP/(pg/mL) | 535.95±1 080.10 | 1 923.68±3 678.32 | <0.001 |
| cTnI/(ng/mL) | 10.53±17.33 | 12.08±16.43 | 0.401 |
| STEMI | <0.001 | ||
| 前壁 | 7(13.46) | 17(34.00) | |
| 后壁 | 2(3.85) | 0(0.00) | |
| 侧壁 | 0(0.00) | 2(4.00) | |
| 下壁 | 23(44.23) | 7(14.00) | |
| 右室 | 0(0.00) | 1(2.00) | |
| NSTEMI | 20(38.46) | 23(46.00) | <0.001 |
| 心率/(次/min) | 72.12±11.27 | 79.04±13.19 | 0.014 |
| QRS/mm | 92.38±15.82 | 99.64±24.76 | 0.317 |
| LVEDD/mm | 45.06±4.02 | 49.08±5.79 | <0.001 |
| LVEDV/mL | 101.46±15.44 | 121.06±28.78 | <0.001 |
| LVEF/% | 63.60±6.49 | 50.88±9.20 | <0.001 |
| 左室壁运动异常 | 0(0.00) | 50(100.00) | <0.001 |
| EMAT/ms | 89.75±18.73 | 94.86±15.40 | 0.178 |
| EMATc/% | 9.67±1.73 | 13.08±2.28 | <0.001 |
| LVST/ms | 309.21±27.92 | 298.32±30.47 | 0.235 |
| LVSTc/% | 36.60±3.80 | 38.66±4.22 | 0.007 |
| S3 | 3.21±1.21 | 3.62±2.05 | 0.676 |
| S4 | 4.49±2.00 | 5.17±1.76 | 0.012 |
| SDI | 3.11±1.03 | 4.17±1.89 | 0.002 |
| BMI：体质量指数；SBP：收缩压；DBP：舒张压；LDL-C：低密度脂蛋白胆固醇；NT-proBNP：氨基末端脑利钠肽前体；cTnI：心肌肌钙蛋白；STEMI: ST段抬高型心肌梗死；NSTEMI：非ST段抬高型心肌梗死；LVEDD：左室舒张末期内径；LVEDV：左室舒张末期容积；LVEF：左室射血分数；EMAT：心脏电机械激动时间；EMATc：心脏电机械激动时间比值；LVST：左室收缩时间；LVSTc：左室收缩时间比值；S3：第三心音；S4：第四心音；SDI：收缩功能障碍指数。 | |||
2.2 多因素logistic回归分析EVR预测因素
收集的数据均纳入logistic回归模型，采用前向和后向法进行变量筛选。男性(OR=53.20, 95%CI: 3.80~1 349.00，P=0.007)、EMAT(OR=2.62, 95%CI: 1.77~4.30，P<0.001)和LVEDD(OR=1.19, 95%CI: 1.03~1, 42，P=0.029)是多变量调整后EVR的独立和显著的预测因素(表 2)。值得注意的是，尽管P=0.087，SDI仍保留在最终的回归模型中，表明仍应考虑SDI值在EVR诊断中的贡献。
| 变量 | OR | 95% CI | P值 |
| 性别 | |||
| 女 | — | — | |
| 男 | 53.20 | 3.80~1 349.00 | 0.007 |
| 吸烟 | |||
| 否 | — | — | |
| 是 | 5.48 | 0.74~59.80 | 0.120 |
| EMATc | 2.62 | 1.77~4.30 | <0.001 |
| SDI | 1.51 | 0.97~2.57 | 0.087 |
| LVEDD | 1.19 | 1.03~1.42 | 0.029 |
| EMATc：心脏电机械激动时间比值；LVEDD：左室舒张末期内径；SDI：收缩功能障碍指数。 | |||
2.3 预测因子与不同变量之间的共线性分析
通过计算方差膨胀因子(VIF)，检验最终模型中3个预测因子与其他变量的共线性。所有变量与EMATc、LVEDD和SDI之间的VIF均小于10.0(图 1)，提示这些变量与EMATc、LVEDD和SDI之间均未出现多重共线性。
|
| A：EMATc与其他变量之间的共线性分析；B：LVEDD与其他变量之间的共线性分析；C：SDI与其他变量之间的共线性分析 图 1 方差膨胀因子评估变量之间的共线性 |
2.4 预测因子的预测效果
对EMATc、LVEDD和SDI绘制受试者工作特征(ROC)曲线并计算曲线下面积(AUC)。EMATc预测EVR的AUC为0.892 (图 2)，在这3个预测因子中最高；LVEDD和SDI的AUC分别为0.697和0.682(图 2)。
|
| 图 2 预测因子的受试者工作特征曲线 |
2.5 心电心音图参数预测性能比较
通过计算约登指数来确定预测的最佳截断值，并计算敏感度、特异度、阴性似然比和阳性似然比来评价预测性能。EMATc的最佳截断值为11.50，其敏感度为76.0%，特异度为80.8%，是EVR的最佳预测因子(表 3)。与EMATc相比，SDI的特异度接近，为80.8%，但敏感度较低，为54.0%(表 3)。当截断值设置为49.50 mm时，LVEDD具有较高的特异度(86.5%，表 3)，说明其对排除诊断具有较高的意义。
| 参数 | 截断值 | 敏感度 | 特异度 | LR+ | LR- |
| EMATc | 11.50 | 0.760 | 0.808 | 3.952 | 0.297 |
| LVEDD | 49.50 | 0.480 | 0.865 | 3.566 | 0.601 |
| SDI | 3.45 | 0.540 | 0.808 | 2.808 | 0.570 |
| EMATc：心脏电机械激动时间比值；LVEDD：左室舒张末期内径；SDI：收缩功能障碍指数。 | |||||
3 讨论
AMI后EVR与心衰和死亡风险增加有关，其中相当一部分患者无明显症状以致难以及时诊断[17]。本研究证明了心电心音图作为识别AMI后EVR患者的非侵入性替代方法之一的预测价值。本研究的关键发现是EMATc和LVEDD在调整其他协变量的影响后仍作为独立的EVR预测因素。EMATc被认为是EVR的最佳预测因子，预测AUC高达0.892。当截断值设为11.50，EMATc预测EVR的敏感度和特异度为分别76.0%和80.8%。LVEDD的截断值设为49.50 mm时，特异度可高达到86.5%，适合作为一项排除诊断指标。
在临床实践中，对于AMI后LVSD的预测和鉴别仍然是亟待解决的难题。循环血清生物标志物被报道有助于AMI后VR的诊断和预后的预测[18]。临床上应用于AMI患者的生物标志物包括BNP，但它的诊断效能有限且相关研究结果不一致。有研究显示，心肌梗死急性期第7天的血浆BNP浓度大于100 pg/mL，可独立预测AMI后30 d发生VR的可能性；心肌梗死后第30~90天持续BNP浓度增高，对于判断AMI后6个月的VR有效[19]。另一项研究发现，NT-proBNP>115 pmol/L可以很好地识别出现左心室扩张的患者，预测AUC=0.771 9[20]。因此，BNP作为预测生物标志物的获取时间点至关重要，这与FERTIN等[21]的结论，高BNP水平与各时间点的VR相关一致，但对于AMI后期的意义更大。因此，未来还应开展血清BNP实时动态监测以进行连续时间点研究，以进一步揭示BNP否对EVR的预测能力。
目前，对EVR的诊断在全世界范围内尚无明确共识。根据中国医师协会胸痛专家委员会发起的专家共识[10]，AMI患者入院后需及时行高敏肌钙蛋白、NT-proBNP检查，有条件可行ST2检查，检查结果异常的患者应进行经胸心脏超声或心脏磁共振成像(CMRI)以评估左室收缩功能，若LVEF<50%，提示AMI后伴有EVR。简而言之，血清生物标志物用于初步筛选心梗后VR，然后以LVEF<50%作为主要标准。在台湾省，患者术后用双平面超声心动图测量左室收缩末期容积(LVESV)，如果AMI患者从最初检测的数据到随访的6个月内LVESV增加>15%，则诊断为VR[22]。一些专家建议，如患者有AMI后无症状的LVSD，LVEF<50%，则诊断梗死后心室重构[23]。也有人支持将左室舒张末期容积(LVEDV)增加20%用于诊断心室重塑[24]。CMRI是目前公认的作为测量心室容积、壁厚、左室质量和测量LVEF的金标准，准确性优于心脏超声，但心脏超声使用简单，便捷性、安全性高，且可动态观察心脏的结构和功能等特点，是临床评价心脏收缩与舒张功能首选的方法[25]。但对于AMI患者而言，大部分患者无法耐受MRI检查，应慎重考虑。总体而言，EVR的诊断流程仍有改善的空间。
本研究的局限性：首先本研究样本量有限，在基线数据及心音图参数logistic回归分析中，男性作为EVR预测因素其OR值较大，与入组总体样本量不够有关，对照组纳入女性患者数量偏少。其次，本研究未在连续时间点获得BNP水平，无法为BNP预测EVR提供更多的证据。本研究的优势：选用的心电心音图检测为非侵入性的快速检测，是理想的EVR筛查手段。总之，本研究证实EMATc和LVEDD对EVR患者的独立预测能力，为临床实践中EVR患者的诊断提供了依据。
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