引言
先天性心脏病(CHD)是最常见的先天性畸形之一,其中简单病变如房间隔缺损(ASD)、室间隔缺损(VSD)和动脉导管未闭(PDA)占很大比例。随着介入技术的进步,经皮经导管封堵术已成为治疗简单CHD的首选方法,因其具有微创、恢复快、无需体外循环等优势。然而,术后早期患儿仍面临环境转变、操作刺激、分离焦虑等多重应激源,且心脏结构刚完成修复,血流动力学系统进入再平衡阶段。此时心率(HR)和血压的过度波动可能增加心肌耗氧、诱发缺血、导致电生理不稳定,甚至可能影响封堵器稳定性。
心率-压力乘积(RPP)定义为心率与收缩压(SBP)的乘积,是评估心肌负荷和耗氧量的成熟替代指标。在儿科心脏围术期,RPP常用于评估心肌氧供与需氧的平衡。对于经导管封堵术后的患儿,有效监测由疼痛或焦虑驱动的术后早期血流动力学变异性至关重要。追踪RPP趋势有助于更准确地评估心肌负荷,从而优化镇静镇痛策略。
为减轻术后应激、维持血流动力学稳定,围术期镇静方案日趋标准化。右美托咪定(DEX)是一种高选择性α2-肾上腺素能受体激动剂,具有镇静、抗焦虑和交感抑制特性,通常不引起明显的呼吸抑制。通过减少交感神经输出和增强迷走神经张力,DEX可降低心率和适度降低血压,从而减少RPP和心肌耗氧需求。舒芬太尼(SF)是一种强效阿片类药物,可确保稳定的镇痛效果。DEX与SF联用可在抑制术后交感神经兴奋的同时提供充分的镇静和镇痛,此组合在儿科心脏监护中广泛应用。
然而,即使在相同方案下,血流动力学降低的幅度在个体间也存在显著差异,这表明基线自主神经状态和相对心率水平可能影响对镇静剂的反应。儿童正常心率范围随年龄变化显著,例如婴儿静息心率可达120-140次/分,而学龄儿童通常为80-100次/分。因此,仅凭绝对值评估心动过速或心动过缓缺乏跨年龄组的可比性。为此,需要一个年龄标准化的指标来量化个体心率相对于同年龄正常值的偏差。Z评分在儿科人体测量学中广泛应用,它利用总体均值和标准差(SD)对测量值进行标准化,从而消除了年龄和性别的影响。将入住儿科重症监护室(PICU)时的心率转换为Z评分(HR Z评分),提供了基线心率“相对大小”的客观度量,为分析其对血流动力学反应的影响提供了统一的尺度。
目前,关于HR Z评分在儿科心脏镇静管理中应用的研究仍然有限。现有文献主要关注DEX下的一般血流动力学趋势,很少有研究探讨基线HR Z评分与术后RPP、平均动脉压(MAP)和心率变化之间的定量关联。此外,HR Z评分是否与安全性结局(如心动过缓风险)相关,以及是否能作为识别在标准化方案下可能出现显著血流动力学变化的儿童的指标,目前尚不清楚。
因此,本研究旨在在采用标准化DEX+SF镇静方案的简单CHD经导管封堵术患儿中,引入HR Z评分作为年龄标准化指标。具体而言,我们试图验证基线HR Z评分是否会改变术后早期RPP和心率的轨迹,以及不同基线HR特征的MAP轨迹是否具有可比性。
材料与方法
研究设计与参与者
这项单中心回顾性队列研究分析了2023年6月至2025年8月期间接受经导管封闭术并入住PICU的简单CHD患儿的临床数据。纳入标准:(1)年龄0-16岁;(2)诊断为简单CHD(ASD、VSD或PDA)并成功进行经皮封堵;(3)术后在手术室立即拔除气管插管,随后转入PICU,在标准化静脉镇静镇痛方案(DEX+SF)下进行监护。排除标准:(1)需要手术修复或合并心外手术的复杂CHD;(2)介入失败或发生严重术中并发症(如穿孔、大出血、封堵器移位)需转为外科手术;(3)术前存在严重血流动力学不稳定(如心力衰竭、休克)或术后需要机械通气、ECMO或大剂量血管活性药物支持;(4)严重肝/肾功能障碍或中枢神经系统病变;(5)缺少计算RPP或HR Z评分所需的关键监测数据。本研究获得了医院伦理委员会批准。鉴于研究使用去识别化数据的回顾性性质,豁免了知情同意要求。
麻醉与术后镇静方案
所有手术均在全身麻醉下进行。麻醉诱导和维持由主治麻醉医师管理,本分析未对此进行分层。手术后,在确认呼吸和循环稳定后,于手术室拔管。转入PICU后,患者按照科室标准化镇静镇痛方案进行管理:(1)负荷剂量:DEX在10-15分钟内以0.5-1.0微克/千克输注,SF以0.1-0.3微克/千克给予。剂量在此范围内由主治医师根据体重和恢复情况进行滴定。(2)维持输注:DEX以0.2-0.6微克/千克/小时持续输注,SF以0.03-0.05微克/千克/小时持续输注。目标镇静水平为Ramsay评分2-3分,FLACC评分0-1分。输注速率根据临床评估动态调整。(3)撤药:输注通常持续至次日上午,并逐渐减量。本研究重点关注前8小时;后续详细调整未作分析。对于明显躁动,给予救援性咪达唑仑;若FLACC评分升高,则使用非阿片类镇痛药处理爆发性疼痛。T0定义为开始DEX负荷剂量前,在PICU入院时记录的第一组稳定生命体征。这些测量在患儿仰卧位、自主呼吸,并且在转运后初步稳定(通常在到达PICU后的前5-10分钟内)后获得。
监测与数据收集
使用多参数监护仪进行连续监测,包括心电图、心率、无创血压、脉搏血氧饱和度(SpO2)和呼吸频率。血流动力学数据在四个标准化时间点提取:PICU入院时(T0)、1小时(T1)、4小时(T4)和8小时(T8)。心率-压力乘积(RPP)计算为心率×收缩压(SBP),单位记为次/分·毫米汞柱。不良事件从病历中提取。心动过缓定义为记录的、低于年龄特异性正常值下限的心率发作持续≥30秒和/或临床团队判断具有临床意义,符合基于儿科高级生命支持指南的机构实践。低血压定义为收缩压或平均动脉压(MAP)低于年龄特异性正常值下限20%以上,并伴有低灌注的临床症状。
HR Z评分的计算与分组
使用Z评分方法对基线心率进行标准化。年龄特异性参考值(均值和范围)来源于《儿科住院医师手册》,该手册提供了中国儿童人群的特定标准。由于手册报告的是正常区间而非LMS参数或完整的分布统计,标准差的近似计算公式为SD ≈ (上限 - 下限)/4,前提是假设报告的正常范围大致对应于均值±2 SD。基线HR Z评分计算为:HR Z = (HR(T0) - 年龄平均心率)/年龄心率SD。由于儿科心率分布可能偏离正态分布,且手册中的“正常范围”可能与±2 SD不完全一致,因此这些HR Z评分应解释为近似的标准化指数,而非基于大规模流行病学数据集得出的精确百分位数。患者被分为低Z组(Z < -1.0)、正常Z组(-1.0 ≤ Z ≤ 1.0)和高Z组(Z > 1.0)。
统计分析
使用SPSS进行数据分析。连续变量以均值±标准差或中位数(四分位距)表示,分类变量以计数(百分比)表示。主要结局是入住PICU后四个时间点(T0、1小时、4小时、8小时)心率-压力乘积(RPP)的轨迹,而心率、收缩压和MAP轨迹则作为次要/机制性结局进行分析。对于纵向分析,数据集被重构为长格式(每名患者四次观察)。拟合线性混合模型(LMM),将时间(分类变量)、基线HR Z评分(连续变量)以及时间×HR Z评分交互项作为固定效应,并将年龄作为协变量纳入。重复测量之间的受试者内相关性使用非结构化相关(UNR)协方差矩阵作为主要结构建模;对于RPP模型,进行了使用AR(1)协方差结构的敏感性分析,以评估对协方差假设的稳健性。考虑到年龄与体重之间的相关性,拟合了一个替代线性混合模型,用体重作为协变量替换年龄。在进一步限制于有完整DEX负荷剂量记录的患者的完全病例敏感性分析中,将DEX负荷剂量、体重和手术时长作为额外协变量纳入。作为额外的敏感性分析,在RPP混合模型(校正年龄)中用PICU入院时的基线心率(T0时心率)替换HR Z评分,以评估主要轨迹发现是否依赖于Z评分的标度方法。使用Satterthwaite近似法估计分母自由度。双侧p < 0.05被认为具有统计学显著性。
镇静剂量数据(DEX负荷和/或维持剂量、SF剂量、救援性咪达唑仑)因记录不完整,一小部分患者无法获得。这些缺失数据被假设为相对于血流动力学结局是随机缺失的。因此,涉及镇静剂量的分析是作为完全病例分析进行的,而所有96名患者都纳入了主要血流动力学分析。安全性结局(心动过缓和低血压)进行描述性总结;考虑到心动过缓事件数量少且无低血压事件,未优先进行安全性终点的正式组间假设检验。
结果
基线特征
按HR Z评分分组的基线特征显示,在整个队列中,中位年龄为5.0岁,中位体重为18.4千克。高Z组儿童往往比低Z组儿童年龄更大、体重更重。性别分布和基础诊断(ASD/PDA/VSD)在各组间相似,手术时间在各组间也无显著差异。正如分组定义所预期的,T0时的基线心率随HR Z评分类别逐步增加,因此基线RPP在低Z组最低,在高Z组最高。相比之下,PICU入院时的基线SBP和MAP在三组间大体相似,差异无统计学显著性。
镇静镇痛剂量
在标准化DEX+SF方案下(临床医生在预设剂量范围内滴定),各HR Z评分组的镇静镇痛剂量大体相当。DEX负荷剂量的记录可用于77/96名患者;在有完整记录的患者中,低Z组、正常Z组和高Z组的平均DEX负荷剂量分别为0.95±0.14微克/千克、0.94±0.18微克/千克和0.81±0.23微克/千克,显示出组间存在适度差异。前4小时的平均DEX维持速率在94/96名患者中可用,且各组间无显著差异。SF负荷剂量记录可用于84/96名患者,SF负荷和维持剂量在各组间相似。5/96名患者使用了救援性咪达唑仑,组间无显著差异。在探索性分析中,基线HR Z评分与PICU入院后前4小时的平均DEX维持速率无显著相关,表明临床医生并未根据入院HR Z评分系统性地调整早期维持输注速率;尽管未记录T0时的疼痛评分,但在1小时、4小时和8小时评估的FLACC评分在各组间无统计学显著差异,表明观察期间镇痛效果相当。
血流动力学时间过程描述
在入住PICU后的前8小时内,心率从T0时的101.02±12.03次/分下降到T8时的81.04±15.57次/分,RPP从9,792.20±1,404.90次/分·毫米汞柱下降到7,799.13±1,610.01次/分·毫米汞柱,最大的下降发生在头4小时内。收缩压在各个时间点保持稳定(约96-97毫米汞柱),而MAP从T0时的70.63±7.54毫米汞柱小幅下降至T8时的67.80±7.75毫米汞柱。相应地,从T0到T4,RPP的平均变化约为-1,800次/分·毫米汞柱,伴随着心率平均降低约18次/分,而同时间间隔内收缩压和MAP的平均变化很小,表明心肌负荷的早期降低主要是由心率驱动,而非压力驱动。
混合模型轨迹分析
使用线性混合模型评估基线HR Z评分是否在标准化DEX+SF方案下改变术后早期血流动力学轨迹。在针对年龄校正的RPP主要模型中,时间×HR Z评分交互项显著,表明基线HR Z评分改变了术后早期心肌负荷的轨迹。机制性分解显示,心率的时间×Z评分交互项显著,而收缩压或MAP的交互项不显著,支持基于基线HR Z评分的不同RPP轨迹主要由心率动态变化驱动,而非血压变化;在本队列中,收缩压和MAP的时间×HR Z评分交互项无统计学显著性。
敏感性分析得出一致结果。当在RPP模型中用T0时的绝对心率替换基线HR Z评分时,时间×心率交互项仍然显著,效应估计值相似,表明主要轨迹发现不依赖于特定的Z评分标度方法。在另一个用体重替换年龄作为协变量的线性混合模型中,RPP的时间×HR Z评分交互项仍具有统计学显著性且幅度相似,而体重本身并不是RPP轨迹的显著预测因子。在进一步限制于有完整DEX剂量记录患者的完全病例敏感性分析中,纳入体重、DEX负荷剂量和DEX维持剂量作为协变量,时间×HR Z评分交互项再次高度显著,而体重、DEX负荷剂量和DEX维持剂量均非RPP轨迹的显著预测因子。在所有这些模型中,RPP的时间×HR Z评分交互项均保持统计学显著,而体重和DEX剂量变量始终不是显著预测因子。
安全性结局
96名患者中有9名(9.4%)发生心动过缓。按HR Z评分类别,低Z组1/12名患者(8.3%)、正常Z组5/56名患者(8.9%)和高Z组3/28名患者(10.7%)发生心动过缓,组间无显著差异。整个队列的最低心率为68.5次/分,而发生心动过缓的患者中,最低心率为55.0次/分。研究期间未观察到低血压事件。无心动过缓发作记录到需要药物干预、起搏或停用DEX+SF方案;事件是短暂的,经保守处理,无需特殊治疗。
讨论
本研究描述了在标准化DEX+SF镇静方案管理下,简单CHD患儿经导管封堵术后早期血流动力学的变化,并探讨了基线年龄标准化心率(HR Z评分)是否与早期血流动力学轨迹相关。RPP在入住PICU后的前4小时内大幅下降,随后在4至8小时之间变化较小,这种模式主要由心率降低驱动,而收缩压保持稳定,MAP仅显示适度变化。使用线性混合模型,基线HR Z评分显著改变了RPP的时间过程,并且该交互项在AR(1)协方差结构下仍然稳健。机制性分析进一步显示心率的时间×Z评分交互项显著,而收缩压或MAP的交互项不显著,支持不同的RPP轨迹主要由心率动态变化驱动,而非血压变化。
本队列观察到的RPP总体时间动态与先前描述DEX镇静对儿科心脏患者血流动力学影响的报告一致。RPP的早期下降与镇静/镇痛开始后的交感抑制一致,通常表现为心率降低伴收缩压相对维持。作为心肌耗氧和负荷的间接指标,RPP降低提示心肌负荷减少。值得注意的是,在整个队列中MAP保持在临床可接受范围内,且未观察到低血压事件,表明在本研究使用的剂量范围内,DEX+SF方案降低了心肌需求,且无临床意义的灌注压受损证据。对于术后血流动力学再平衡期的儿童,这种特征可能有利于平衡早期恢复期间的心肌氧供与需氧。
引入HR Z评分提供了一种年龄标准化的方法来捕捉个体间相对于年龄特异性正常值的基线心率状态差异。在本研究队列中,基线HR Z评分较高的儿童在同一方案下表现出更大幅度的早期心率和RPP降低。这种差异在PICU入院后早期就很明显,随后减弱,这与混合模型中观察到显著的时间×Z评分交互项一致。虽然较高的基线HR Z评分可能反映了更强的镇静前交感激活或围入院期应激,但这些机制在本回顾性研究中未直接测量,应谨慎解读。值得注意的是,高Z组接受的基于体重的DEX负荷剂量略低于低Z组,但仍表现出更大的早期降低,表明基线心率状态可能超越剂量本身,导致血流动力学反应的异质性。在用T0时绝对心率替换HR Z评分的敏感性分析中,时间×基线心率交互项仍然显著且效应估计值相似,支持主要轨迹发现不依赖于特定的Z评分标度方法,且年龄标准化增加了额外的解释价值。总之,主要和敏感性线性混合模型结果支持,基线HR Z评分与术后早期RPP轨迹之间的关联是稳健的,不太可能用年龄与体重的差异或标准化方案内DEX剂量的微小变化来解释。
关于安全性,9.4%的患者发生心动过缓,而未观察到低血压事件。发生心动过缓病例的最低心率为55.0次/分,无发作需要药物干预、起搏、停用DEX+SF方案或其他特殊治疗。鉴于事件数量少,本研究不足以评估罕见不良事件的预测因素;因此,HR Z评分是否能帮助识别临床显著心动过缓或低心输出量风险更高的儿童,需要在更大规模的前瞻性队列中加以证实。
局限性
本研究存在若干局限性。首先,这是一项单中心回顾性分析,样本量适中,不能排除选择偏倚;因此,外部有效性需在更大规模、多中心队列中确认。其次,HR Z评分来源于《儿科住院医师手册》中的年龄特异性参考范围,由于LMS参数不可用,特别是针对中国人群,标准差是从正常范围近似得出的。此方法假设报告的正常范围大致对应于均值±2 SD,且每个年龄层内心率分布大致正态。实际上,儿科心率分布可能偏离正态,手册“正常范围”可能与±2 SD不完全对应,较宽的年龄分层可能引入额外的SD估计误差。因此,本研究的HR Z评分应解释为近似的年龄标准化指数,而非精确的总体百分位数。未来的工作中,使用基于LMS的参考曲线或从大规模流行病学数据得出的Z评分,将有助于改进年龄标准化心率的评估。第三,镇静方案允许临床医生在预设范围内滴定,且部分患者的负荷剂量记录不完整,这限制了我们所有分析中完全校正剂量的能力;不能排除适应症导致的残留混杂。然而,在包含DEX维持和负荷剂量作为协变量的完全病例敏感性模型中,HR Z评分(或T0时心率)与时间的交互作用仍然显著,而DEX负荷剂量本身并不是RPP轨迹的显著预测因子。第四,RPP是心肌负荷的成熟替代指标,但我们没有并发生化标志物、超声心动图数据或自主神经张力的直接测量来验证机制性解释。第五,基线测量(T0)是在拔管和转入PICU后不久获得的;残留麻醉效应、围入院期应激或未测量因素可能影响了基线心率和血压。最后,不良事件罕见,限制了识别罕见安全性结局预测因素的统计效能。需要进行具有标准化剂量记录、更丰富的围术期协变量和多模式监测的前瞻性研究,以完善和验证这种年龄标准化的风险分层方法。
结论
在简单CHD儿童经导管封堵术后采用标准化DEX+SF镇静镇痛方案下,以RPP反映的心肌负荷在入住PICU后的前4小时内大幅下降,随后变化较小,同时灌注压得以维持,且未观察到低血压事件。基线HR Z评分与术后早期RPP轨迹相关,机制性分析表明该效应主要由心率动态变化驱动,而非收缩压或MAP的变化。HR Z评分作为本研究中心率的近似年龄标准化指标,可作为一种实用指标,帮助预测哪些儿童在此方案下可能经历更大的早期心率和RPP降低,从而可能为监护强度提供参考。未来需要开展具有标准化围术期数据采集和更广泛患者群体的多中心前瞻性研究,以验证其普遍性,并探索将年龄标准化心率指标与血流动力学指数相结合是否能为