2020, Vol. 29
2 苏州大学附属第一医院急诊医学科（创伤中心）215006
2 Emergency Department, the First Affiliated Hospital of Soochow University, Suzhou 215006, China
单纯性颅脑创伤（isolated traumatic brain injury，iTBI）具有较高的发病率、致残率和病死率，已成为当今世界严重威胁着人类生命健康的公共卫生问题[1]。目前对于iTBI尤其是中重型iTBI的救治仍然存在诸多挑战，其救治的关键便是颅内压力的控制和适当脑灌注压的维持[2]。合适的心输出量是颅脑创伤后维持脑血流量的重要因素，而颅脑创伤后如并发心脏收缩功能不全则会影响脑血流量的维持，从而导致继发性脑损害[3]。有研究表明，其他神经损伤性疾病（如自发性蛛网膜下腔出血）早期便存在高血压和收缩功能不全, 若并发心脏收缩功能不全，则患者预后更差[4]。目前，虽有研究关注到颅脑外伤后患者伤后存在心肌损伤[5]，但影响iTBI患者并发心脏收缩功能不全的相关因素以及心脏收缩功能不全对患者预后的影响仍不明确。为此，笔者进行了一项前瞻性观察研究，以提高对iTBI后并发收缩功能障碍潜在机制的认识，并为预防iTBI后心脏收缩功能障碍的发生和改善预后提供可能的治疗方向。
1 资料与方法 1.1 病例纳入及排除标准采用前瞻性观察研究方法，选择苏州大学附属第一医院急诊创伤中心2017年1月至2018年10月收治的中、重度iTBI患者。纳入标准：⑴18岁 < 年龄 < 65岁；⑵有头部外伤病史，GCS评分 < 13分；⑶伤后24 h内行经胸超声心动图检查；⑷除头部以外的其他部位简明损伤评分（AIS）≤3分。排除标准：⑴在评估前心脏骤停的患者；⑵有心脏病病史或有与心脏收缩功能障碍相关的全身重大疾病（肝硬化、大于2期慢性肾病、HIV、化疗史、大于2期慢性阻塞性肺病、肺动脉高压或脑血管病史）患者；⑶需要输血复苏的患者；⑷外院转入，诊疗资料不完整者；⑸24 h内未行经胸超声心动图检查即已死亡或自动出院者；⑹拒绝参加本研究者。
1.2 伦理学本研究符合医学伦理学标准，并经医院伦理委员会审批（伦理审批号：2017-011），所有检测及治疗均获得患者或家属知情同意。
1.3 心脏收缩功能障碍定义及超声心动图检查采用Vivid iq心血管彩色超声机（GE公司，美国）。患者入院后24 h内，由专业的心脏超声科医师采用床旁经胸超声心动图评估心脏左室收缩功能。心脏超声科医师对所有患者的病情不知情。依据超声心动图测定的左室射血分数（EF值）和室壁节段性运动异常（regional wall motion abnormality, RWMA）。其中RWMA测定选用标准左室短轴和长轴观（心尖四腔观，心尖两腔观，胸骨旁四腔观），注重运用二维超声，显示室壁病变局部节段性运动异常所构成心室整体的向心性非协调性运动; 以及非向心性矛盾样运动。运用M型超声对病变局部及相邻室壁进行连续扫查, 观察室壁节段性运动异常的典型特征。依据检查结果将患者分为心脏收缩功能正常组（EF≥50%和无RWMA, n=100）和收缩功能不全组（EF < 50%或RWMA, n=23）。
1.4 血标本检测及临床资料收集患者入院后6 h内从肘静脉抽取静脉血，采用Roche CO. base 411检测仪（罗氏公司，美国）检测血清高敏肌钙蛋白T（high-sensitivity cardiac troponin T，hs-cTnT）水平，收集并记录患者患者GCS评分、入院时收缩压、心率、临床治疗因素（镇静药物、血管活性药的使用等）、是否开颅手术治疗、住院期间临床结局（生存或死亡）。
1.5 临床救治患者入院后，参考颅脑创伤临床救治指南[6]，予以保持呼吸道通畅，必要时行呼吸支持，维持SaO2 > 90%，二氧化碳分压（PaCO2）35~40 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），维持血流动力学稳定, 发生低血压时使用去甲肾上腺素[0.02~2 μg/（kg·min）]维持收缩压 > 90 mmHg，体温控制在35.0~37.5℃。有颅内压力监护指征的患者予以颅内压探头植入，渗透性治疗（甘露醇或高渗盐水）控制颅内压力（22 mmHg以内），维持适当的脑灌注压（50~70 mmHg），镇痛镇静治疗，有手术指征的行开颅手术治疗（包括开颅清创、颅内血肿清除术、颅内血肿清除术+去骨瓣减压术、去大骨瓣减压术、凹陷性骨折整复术等），以及防治感染，营养支持、维持内环境稳定等。
1.6 统计学方法应用SPSS 22.0对数据进行统计学分析。正态分布的计量数据以均数±标准差（Mean±SD）表示，两组间比较采用LSD-t检验；计数资料以频数（百分比）表示，采用χ2检验或Fisher精确概率法检验。采用多因素logistic回归模型分析入院时GCS评分、hs-cTnT等相关指标对单纯性创伤性脑损伤患者并发心功能不全的影响，以似然比（OR）描述变量与结局的关系, 列出95%可信区间（95%CI）。以P < 0.05为差异有统计学意义。用ROC曲线评价入院时相关指标对患者并发心功能不全的预测价值。
2 结果 2.1 一般人口学资料和临床特征本组病例中男95例，女28例；年龄19~65岁，（40.1±17.3）岁。致伤原因：车祸伤79例，坠落伤30例，其他包括重物砸伤、跌倒伤以及被人打伤等共14例；闭合性损伤113例，开放性损伤10例；中枢神经系统影像学检查主要表现：蛛网膜下腔出血73例，硬膜外血肿23例，硬膜下血肿16例，脑内血肿5例，弥漫性轴索损伤6例，中线移位（> 5 mm）45例。住院期间总共死亡34例。
收缩功能不全组入院时收缩压、心率、hs-cTnT、镇静药物的使用率均高于收缩功能正常组（P < 0.05）。收缩功能不全组GCS评分低于收缩功能正常组（P < 0.05）, 重度颅脑损伤组心功能不全的发生率高于中度组（P < 0.01）。
2.2 影响患者并发心脏收缩功能不全的因素分析以患者入院后是否并发心功能不全为应变量，以单因素分析有意义（P < 0.5）的变量为自变量进行逐步Logistic回归分析。结果显示，患者入院时血清hs-cTnT水平（OR=1.054，95%CI：1.009~1.101；P=0.002）、GCS评分（OR=0.640，95%CI：0.445~0.920；P=0.016）、心率（OR=1.129，95%CI：1.001~1.516；P=0.038）是严重多发伤患者入院后发生心功能不全的独立危险因素，见表 2。
| 指标 | 心脏收缩功能不全组（n=23） | 心脏收缩功能正常组（n=100） | t/χ2值 | P值 |
| 年龄（Mean±SD） | 39.5±12.4 | 43.3±13.3 | 0.178 | 0.188 |
| 男性（例，%） | 17（73.9） | 78（78.0） | 0.178 | 0.673 |
| GCS评分（Mean±SD） | 5.3±1.9 | 7.1±2.8 | -3.899 | 0.001 |
| 中度9~12分（例，%） | 3（7.1） | - | ||
| 重度3~8分（例，%） | 20（25.1）a | - | ||
| 入院时心率（次/min, Mean±SD） | 96.1±26.3 | 82.7±12.3 | 2.346 | 0.028 |
| 入院时收缩压(mmHg, Mean±SD) | 147.3±23.3 | 134.5±19.9 | 2.682 | 0.008 |
| 入院时血氧饱和度(%, Mean±SD) | 96.1±4.5 | 97±2.89 | 1.262 | 0.218 |
| 使用镇静药物（例，%） | 20（87.1） | 84（84.0） | 5.642 | 0.018 |
| 使用渗透性治疗（例，%） | 21（95.6） | 91（91.0） | 0.542 | 0.462 |
| hs-cTnT（pg/mL, Mean±SD） | 16.48±8.17 | 8.99±5.50 | 4.101 | 0.001 |
| 入院时Hct(%，Mean±SD) | 37.9±4.06 | 38.0±3.69 | 0.966 | 0.336 |
| 使用升压药物（例，%） | 7（30.4） | 30（30） | 0.002 | 0.967 |
| 开颅手术治疗（例，%） | 9（39.1） | 36（36） | 0.066 | 0.797 |
| 注：GCS为格拉斯哥评分；hs-cTnT为高敏肌钙蛋白T；Hct为红细胞压积；a与中度组相比心功能不全的发生率更高（P < 0.01） | ||||
| 因素 | B | S.E. | Wald | P值 | OR | 95%CI |
| GCS评分 | -0.447 | 0.186 | 5.795 | 0.016 | 0.640 | 0.445~0.920 |
| 收缩压 | 0.023 | 0.014 | 2.865 | 0.091 | 1.024 | 0.996~1.052 |
| 心率 | 0.047 | 0.018 | 6.831 | 0.009 | 1.048 | 1.012~1.086 |
| 高敏肌钙蛋白T | 0.131 | 0.047 | 7.741 | 0.005 | 1.140 | 1.040~1.251 |
心脏收缩功能不全组患者住院期间病死率高于收缩功能正常组（52.5% vs 22%，P=0.004）。
2.4 入院时相关指标对iTBI患者并发心功能不全的预测价值以入院时血清hs-cTnT水平、心率、GCS评分为检验变量，以是否发生心功能不全为状态变量，ROC曲线（图 1）显示，入院时血清hs-cTnT水平ROC曲线下面积最大（0.863），见表 3。
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| 图 1 各临床指标的ROC曲线 Fig 1 ROC curve of clinical indexes |
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| 指标 | AUC | 标准误 | P值 | 95%CI |
| 高敏肌钙蛋白T | 0.863 | 0.047 | < 0.01 | 0.772~0.955 |
| 心率 | 0.624 | 0.103 | 0.118 | 0.422~0.827 |
| GCS评分 | 0.650 | 0.083 | 0.059 | 0.488~0.812 |
尽管创伤性颅脑损伤患者并发其他器官损害者很常见，但对于其并发心脏功能损害的报道较少。Prathep等[7]研究发现，若以是否发生EF值下降或出现RWMA来定义心功能不全，排除既往存在心脏基础疾病的情况下，iTBI患者住院期间有27%并发心脏收缩功能不全，且影响患者院内病死率。本研究参照其心功能不全定义，发现在既往心功能正常的单纯性创伤性颅脑损伤患者伤后早期也可并发心功能不全，发生率约为18.7%，其同样影响患者院内病死率。
既往研究表明[8]，蛛网膜下腔出血等非创伤性神经损害患者常并发心功能不全。其机制可能是，神经损伤后，引起的颅内压力增高，神经内分泌通路的激活，导致机体交感-肾上腺髓质系统过度兴奋，儿茶酚胺分泌水平增高，引起环磷酸腺苷介导的钙离子超载，缺血-再灌注损伤，收缩带坏死，造成心功能障碍。目前，iTBI伤后并发心功能不全的具体机制仍未完全明确。Krishnamoorthy等[9]的研究发现，iTBI并发心脏功能障碍患者入院时高血压和心动过速，入院12 h后血压、心率降低。本研究也发现，心脏收缩功能不全组入院时心率和收缩压高于心脏收缩功能正常组。有基础研究表明[10]，儿茶酚胺过度释放引起的血压升高是心脏收缩功能障碍和血流动力学紊乱的前兆，iTBI患者48 h内儿茶酚胺水平的过度释放预示着患者的不良预后。此外，有研究表明，β受体阻滞剂可以减轻iTBI患者儿茶酚胺的过度释放状态，从而改善患者预后[11]。这些研究提示，iTBI患者对其伤后早期交感兴奋和儿茶酚胺过度释放的不良应激反应可能是这类患者并发心脏功能障碍的原因。儿茶酚胺过度释放常导致动脉血压和心率升高，而高血压通过血管源性水肿导致脑损伤，同时也造成心肌的损伤。
GCS评分是颅脑损伤患者病情严重程度评估、预后判断的常用指标之一。目前已知中枢神经对心脏活动的支配有着明确的神经传导通路，下丘脑、黑质-红核系统、脑干副交感神经核团均参与支配心脏活动，垂体-下丘脑轴亦对调节心脏血管的功能有重要作用。本研究发现，重度颅脑损伤患者心功能不全发生率高于中度颅脑损伤患者。进一步的多因素分析显示，GCS评分低是TBI患者并发心功能不全的独立危险因素。这可能是由于严重颅脑损伤发生后，颅脑损伤局部颅内压的增高、低位大脑和下丘脑神经内分泌通路的激活，中枢神经对心脏和血管的直接控制和间接调控发生紊乱，从而导致继发性心肌损害[12]。因此，对于重度颅脑损伤（GCS < 8）患者，更应警惕心功能不全的发生。
肌钙蛋白是心肌损伤的特异性标志物，既往研究发现，其他的急性脑损害（如自发性蛛网膜下出血）患者，存在肌钙蛋白升高、左室射血分数（EF）减少[13]。如并发心脏功能障碍，则会导致血管痉挛、低血压、肺水肿，从而增加脑缺血风险。在这类患者中，肌钙蛋白升高对预测心脏功能障碍的敏感度和特异度都很高。相比于传统的肌钙蛋白，hs-cTnT有更高的灵敏度，在健康人群或心肌损伤早期患者中即可被检测出，在心血管疾病的筛查和危险分层中具有重要的意义。本研究发现，iTBI患者并发心功能不全患者入院时hs-cTnT水平高于心功能正常组。由于本组病例hs-cTnT检测都在急诊室进行（入院6 h内），要早于超声心动图的检查时间（24 h内），所以本研究绘制ROC曲线以分析hs-cTnT对iTBI患者并发心功能不全的预测价值，结果发现hs-cTnT升高对预测iTBI患者并发心脏功能不全的敏感度和特异度较高，提示对于hs-cTnT升高的iTBI患者，应尽早行超声心动图检查已准确评估其心脏功能。
发生低血压的iTBI患者需要使用升压药物以提高血压和脑灌注压，以预防和治疗脑缺血。然而，目前仍然缺少升压药物在此类情形中应用的相关依据，而且各种药物的作用可能相互冲突。本研究也提示，iTBI并发心脏功能异常在既往无心脏病史的患者中其实并不少见，升压药物对这部分患者的作用也需要做相应的评估。而心脏超声检查则可以准确地评估患者心脏收缩功能，为更精确地选择血管活性药物提供参考。
本研究发现，TBI患者并发心功能不全住院期间病死率要高于心功能正常组。这可能是由于心输出量是影响脑血流的关键因素之一，而iTBI并发心功能不全后，心输出量下降，后期的低血压、心律失常，最终造成脑血流量下降加重继发性脑损害，影响患者预后[12]。因为心功能异常与iTBI患者住院期间病死率相关，所以，可能iTBI患者伤后心肌保护与神经功能保护同样重要。
本研究并没有评估iTBI患者的舒张功能，心脏舒张功能的评估有利于指导液体复苏、血管活性药物治疗的疗效，减少肺水肿发生的风险；另外，仍需要进一步的研究来阐明TBI患者儿茶酚胺过度释放的时程，以及这种过度释放与心脏功能障碍、其他脏器功能损伤的关系。
综上所述，iTBI患者即使既往无心脏病史，伤后早期亦可并发心脏收缩功能不全。iTBI并发心脏收缩功能不全患者通常入院早期心率、收缩压更高，GCS评分更低，住院期间病死率更高。在入院早期应密切关注相关血流动力学指标及心肌损伤指标，必要时行超声心动图检查以准确评估其心脏功能。
利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突
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