前縱隔腫瘤患者術后呼吸和循環系統并發癥的風險預測模型

顧 韡 王 委 邱郁薇 朱宏偉 徐美英 吳鏡湘

縱隔可分為前、中、后3部分。臨床上患者的縱隔腫瘤多位于前縱隔，以淋巴瘤、良性腫瘤、生殖細胞腫瘤較為常見，其解剖位置與氣道、大血管和心臟等重要器官關系密切[1]。絕大多數前縱隔腫瘤需要通過手術切除，手術操作可能累及或損傷心、肺、大血管和氣道等。既往研究[2]發現，成年縱隔腫瘤患者術中、術后呼吸和循環系統并發癥的發生率分別為3.8%和10.5%。并發癥可致術后30 d死亡率和平均住院日增加，對患者造成健康和經濟損失[3]。然而，目前尚缺乏針對前縱隔腫瘤術后并發癥的相關研究。本研究擬通過回顧性分析前縱隔腫瘤患者的臨床資料，探究前縱隔腫瘤患者術后呼吸和循環系統并發癥及其危險因素，并構建預測前縱隔腫瘤患者術后呼吸和循環系統并發癥的列線圖模型，有助于早期干預并發癥，改善患者圍術期的轉歸。

1 對象與方法

1.1 研究對象 本研究為單中心回顧性研究。納入2019年1—12月在上海市胸科醫院接受縱隔腫瘤手術的患者；患者年齡≥18歲，ASA分級Ⅰ至Ⅲ級，術前診斷為前縱隔腫瘤。本研究符合2013年修訂的《赫爾辛基宣言》。

1.2 方法 根據納入標準，通過上海市胸科醫院電子病歷系統和麻醉信息系統(北京易飛華通)搜索患者信息。記錄患者一般資料(住院號、性別、年齡、BMI、ASA分級、腫瘤類型)；術前基礎疾病(高血壓、糖尿病、冠心病)；術前檢查，包括：常規實驗室檢查(血紅蛋白、白蛋白、血糖)，心電圖，胸部CT或MRI(縱隔腫物最大徑、肺不張、心包積液、主氣道受壓面積≥50%)，超聲心動圖(肺動脈壓力)，肺功能(阻塞性通氣障礙、限制性通氣障礙)；手術情況(手術時間、手術方式為開胸或胸腔鏡手術、是否置換上腔靜脈或屬支血管、術中出血量)。

記錄主要結局指標和次要結局指標。主要結局指標指術后呼吸和循環系統并發癥，包括低氧血癥、呼吸衰竭、肺部感染、心力衰竭、肺動脈栓塞、心肌梗死。次要結局指標指術后住院日和ICU治療日。將發生呼吸和(或)循環系統并發癥的患者納入并發癥組，其余患者為非并發癥組。

1.3 術后呼吸和循環系統并發癥定義 術后呼吸和循環系統并發癥定義為手術結束至出院期間發生的呼吸和(或)循環系統并發癥。低氧血癥指paO2/FiO2≤300 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)[4]。呼吸衰竭指術后無創呼吸支持≥48 h或再次氣管插管呼吸機支持48 h[5]。肺部感染指胸片新發或進展性肺部浸潤病灶，合并下列兩項之一者即可診斷：①體溫≥38.3 ℃；②白細胞計數>12×109/L；③膿性氣管支氣管分泌物[6]。心力衰竭指腦鈉肽(BNP)>100 ng/L。肺動脈栓塞須經CT肺動脈造影、肺動脈造影、超聲心動圖等影像學證據診斷。心肌梗死的診斷標準為第四版全球通用心肌梗死定義，或者冠狀動脈(簡稱冠脈)CTA或DSA確診的心肌梗死。

2 結 果

2.1 兩組患者各項指標比較 本研究最終共納入499例行手術治療的前縱隔腫瘤患者，男260例(52.1%)、女239例(47.9%)；年齡為(50.1±14.5)歲。術后57例(11.4%)患者發生呼吸和(或)循環系統并發癥，其中44例(8.8%)患者發生1種并發癥，包括18例低氧血癥，12例心力衰竭，7例肺部感染，6例呼吸衰竭，1例肺動脈栓塞；13例(2.6%)患者發生2種并發癥，包括低氧血癥合并心力衰竭7例，肺部感染合并心力衰竭3例，呼吸衰竭合并心力衰竭3例。并發癥組中男性36例(63.2%)，年齡為(53.7±13.5)歲，BMI為(24.1±3.5) kg/m2，腫瘤最大徑為(8.0±5.3) cm；非并發癥組中男性224例(50.7%)，年齡為(49.7±14.5)歲，BMI為(23.8±3.5) kg/m2，腫瘤最大徑為(5.2±2.8) cm，并發癥組年齡和腫瘤最大徑顯著大于非并發癥組(P值分別<0.05、0.01)，兩組間性別構成和BMI的差異均無統計學意義(P值均>0.05)。并發癥組與非并發癥組術前ASA分級、高血壓、限制性通氣障礙、腫瘤類型構成、心律失常、主氣道受壓面積≥50%、肺動脈高壓、心包積液、肺不張，術中人工血管置換占比、出血量，開胸手術占比，手術時間的差異均有統計學意義(P值均<0.05)。見表1、2。

表1 并發癥組與非并發癥組患者術前情況比較 [n(%)]

表2 并發癥與非并發癥組患者手術情況和腫瘤類型構成比較

2.2 前縱隔腫瘤患者術后呼吸和循環系統并發癥影響因素的logistic回歸分析 以上述差異有統計學意義的因素為自變量，術后呼吸和循環系統并發癥為因變量，進行多因素logistic回歸分析，結果顯示年齡、主氣道受壓面積≥50%、限制性通氣障礙、心包積液、手術方式、手術時間是前縱隔腫瘤患者術后呼吸和循環系統并發癥發生的影響因素(P值均<0.10)。見表3。

表3 前縱隔腫瘤患者術后呼吸和循環系統并發癥影響因素的 logistic 回歸分析

2.3 前縱隔腫瘤患者術后呼吸和循環系統并發癥列線圖模型的建立與應用 將logistic回歸分析篩選出來的影響因素(年齡、主氣道受壓面積≥50%、限制性通氣障礙、心包積液、手術方式、手術時間)用于建立前縱隔腫瘤手術后呼吸和循環系統并發癥的列線圖模型。見圖1。計算得到最大約登指數為0.555，其對應列線圖模型中風險概率最佳界值為0.193。例如，某擇期行縱隔腫瘤切除術患者年齡為50歲(25分)、存在中度限制性通氣障礙(35分)、手術方式為開胸手術(15分)、手術時間250 min(30 分)，則該患者的列線圖模型總分為25+35+15+30=105分，其對應的風險概率為0.5(>風險概率界值0.193)，屬于高危患者。

2.4 前縱隔腫瘤患者術后呼吸和循環系統并發癥列線圖的預測效能評價 繪制ROC曲線，分析結果顯示，本研究構建的前縱隔腫瘤患者術后呼吸和循環系統并發癥列線圖模型的AUC為 0.842(95%CI：0.780～0.905，P<0.01)，見圖2，說明預測效能較好。

圖1 預測前縱隔手術后呼吸和循環系統并發癥列線圖模型

圖2 危險因素預測術后呼吸和循環系統并發癥的ROC曲線

2.5 兩組患者次要結局指標的比較 并發癥組的患者術后住院日、ICU治療日分別為9.0(7.0，16.5)和4.0(1.0，7.5) d，均高于非并發癥組的4.0(3.0，6.0)和0(0， 0) d，兩組間的差異均有統計學意義(P值均<0.01)。

3 討 論

成人前縱隔腫瘤切除術后呼吸和循環系統并發癥與眾多因素有關。前縱隔與氣道、大血管和心臟等重要器官關系密切，既往針對前縱隔腫瘤切除術后呼吸和循環系統并發癥的研究甚少，因此將前縱隔手術的術前和術中因素納入本研究，構建預測前縱隔腫瘤患者術后呼吸和循環系統并發癥的列線圖模型，對于預防術后呼吸和循環系統并發癥可能有所裨益。

將列線圖的影響因素分為術前和術中兩大類。在術前因素中，主氣道受壓面積≥50%、限制性通氣障礙、心包積液、年齡與術后呼吸和循環系統并發癥的發生相關。術前主氣道受壓面積≥50%的主要原因是縱隔腫瘤長期壓迫氣道，氣道受壓軟化，切除腫瘤和拔除氣管導管后氣道塌陷，易發生呼吸系統并發癥。Shamberger等[7]的研究亦發現，在兒童前縱隔腫瘤手術中，術前CT檢查示氣管橫截面受壓>50%的患者可出現呼吸困難癥狀，術后呼吸和循環系統并發癥發生增多。術前肺功能檢查發現限制性通氣功能障礙，其主要原因是縱隔腫瘤壓迫肺實質，導致肺不張，有效通氣不足，術后肺實質無法完全復張，從而發生呼吸系統并發癥，這與Béchard等[2]和Redford等[8]的觀點一致。術前影像學檢查發現心包積液，心包積液使心肌長期受壓，導致心律不齊、舒張期充盈受限，甚至心包填塞等，術后受損的心肌無法快速恢復，造成術后呼吸和循環系統并發癥的發生難以避免，這與文獻[8-9]報道相一致。此外，隨著年齡增長，心肺功能儲備降低，術后呼吸和循環系統并發癥發生的概率增加，可能是多種因素作用的結果。

本研究結果提示，術中因素中手術方式和手術時間與術后呼吸和循環系統并發癥的發生相關。與胸腔鏡手術相比，開胸手術存在創傷大、手術時間長、術中出血量多、切口創傷大等劣勢[10-11]。術中的創傷和出血易引起術后心肌酶譜指標升高，肺部炎癥因子分泌增多。因此，術后呼吸和循環系統并發癥與手術方式、手術時間密切相關。

以往的相關研究均探討了該手術術后并發癥發生的獨立危險因素。本研究采用了列線圖模型，該模型是一種可視化、個性化的預測分析統計學模型，它通過計算基于回歸模型的各影響因子對目標臨床事件的影響評分，得到個體預測值，用于指導臨床診療決策。本研究還通過計算約登指數來評價模型的真實性。指數越大說明模型的效果越好，真實性越大。本模型最大約登指數為0.555，并以此確定預測術后發生呼吸和循環并發癥的最佳界值為0.193。

本研究尚存在不足之處。首先，本研究為回顧性研究，可能存在術后并發癥的數據丟失，遺漏發生并發癥的患者。其次，本研究以成人患者為研究對象，并未對兒童患者進行研究。最后，本研究的手術由不同外科醫師完成，手術方式和手術時間并無統一標準，可能會對結果產生影響。最后，由于單中心的手術數量限制，本預測模型只進行了數據內部驗證，未來可以通過外部數據進一步加以驗證研究。

綜上所述，本研究中57例(11.4%)成人患者行前縱隔腫瘤切除術后發生了呼吸和(或)循環系統并發癥，并發癥組術后住院時間和ICU治療時間較非并發癥組延長。基于年齡、主氣道受壓面積≥50%、限制性通氣障礙、心包積液、手術方式、手術時間等6個影響因素構建的列線圖能較為準確的預測前縱隔腫瘤患者術后呼吸和循環系統并發癥。因此，為了減少成人患者術后呼吸和循環系統并發癥，建議術前改善心包積液，增加肺功能鍛煉，利用放射、化學治療等手段縮小腫瘤對呼吸系統的影響，盡可能采用胸腔鏡手術，以縮短手術時間和減少出血創傷等不利影響。