老年急性肺損傷患者列線圖預(yù)后模型的構(gòu)建

陳嬋，梁飛宇，張靜，楊靜雯，施璇，杜曉紅，蘇華芳

溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，浙江 溫州 325015，1.老年病科；2.放化療科

急性肺損傷（acute lung injury，ALI）通常是由于感染、休克或創(chuàng)傷等非心源性因素引起的肺毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和肺泡上皮細(xì)胞損傷，隨病情加重常進(jìn)展為急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS），繼而導(dǎo)致急性呼吸衰竭，在老年患者中病死率極高[1]。有效評(píng)估老年ALI病情，及時(shí)制定正確的診療策略，有助于改善患者臨床預(yù)后。肺損傷預(yù)測(cè)評(píng)分（lung injury prediction score，LIPS）、序貫器官衰竭評(píng)分（sequential organ failure score，SOFA）與急性生理學(xué)慢性健康狀況評(píng)分系統(tǒng)II（acute physiologyand chronic health evaluation scoring system，APACHE II）常用于ALI嚴(yán)重程度評(píng)估[2-4]，但其特異性與敏感性均較低。列線圖（nomogram）是一種新型可視化的統(tǒng)計(jì)學(xué)模型，具有直觀、預(yù)測(cè)效能好等優(yōu)點(diǎn)，在臨床醫(yī)學(xué)研究中逐漸得到推廣應(yīng)用[5]。本研究擬通過(guò)分析老年ALI患者死亡風(fēng)險(xiǎn)因素，構(gòu)建預(yù)測(cè)其短期預(yù)后的列線圖模型，為臨床老年ALI防治策略提供理論依據(jù)。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 通過(guò)結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言，從美國(guó)大型重癥監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)（MIMIC-III數(shù)據(jù)庫(kù)）中篩選出年齡≥60歲的ALI患者，提取其入院生命體征、入院首日實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)等數(shù)據(jù)。回顧性收集溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院2010年12月至2020年12月期間收住入院的老年ALI患者臨床資料。入選標(biāo)準(zhǔn)：住院時(shí)間≥24 h，年齡≥60歲，符合ALI診斷標(biāo)準(zhǔn)。本研究通過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)，患者或患者家屬均簽署了知情同意書(shū)。

表1 兩組患者一般資料比較

1.2 方法

1.2.1 數(shù)據(jù)分組與模型構(gòu)建：美國(guó)MIMIC-III數(shù)據(jù)庫(kù)中325例符合納入標(biāo)準(zhǔn)的老年ALI患者為建模組，回顧性收集的138例老年ALI患者為驗(yàn)證組。建模組數(shù)據(jù)用于構(gòu)建預(yù)測(cè)老年ALI死亡風(fēng)險(xiǎn)列線圖預(yù)后模型，驗(yàn)證組數(shù)據(jù)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ托阅堋Ｍㄟ^(guò)單因素、多因素logistic回歸篩選出死亡獨(dú)立危險(xiǎn)因素，結(jié)合臨床實(shí)際將有意義變量納入列線圖預(yù)后模型。

1.2.2 模型驗(yàn)證：通過(guò)建模組數(shù)據(jù)進(jìn)行模型內(nèi)部驗(yàn)證，驗(yàn)證組數(shù)據(jù)進(jìn)行模型外部驗(yàn)證，分別采用ROC曲線中曲線下面積（area under curve，AUC）和校準(zhǔn)圖評(píng)價(jià)模型的區(qū)分度和校準(zhǔn)度。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 采用R軟件4.3和SPSS23.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與繪圖。正態(tài)分布計(jì)量資料用±s表示，兩組間比較用t檢驗(yàn)；非正態(tài)分布計(jì)量資料采用M（P25，P75）表示，兩組間比較用Mann-Whitney檢驗(yàn)；分類資料用頻數(shù)表示，組間比較用χ2檢驗(yàn)。死亡危險(xiǎn)因素和風(fēng)險(xiǎn)列線圖用logistic回歸分析，預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)變量用列線圖模型，效能評(píng)價(jià)用ROC曲線。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料情況 2組一般資料比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表1。

2.2 老年ALI患者死亡危險(xiǎn)因素logistic回歸分析 單因素logistic回歸分析顯示最低收縮壓、最低指尖氧飽和度、血漿白蛋白及24 h尿量減少，血乳酸、PT升高為老年ALI患者30 d內(nèi)死亡危險(xiǎn)因素（P＜0.05）。多因素logistic回歸分析顯示最低收縮壓降低、血乳酸和PT升高為其30 d內(nèi)死亡危險(xiǎn)因素（P＜0.05），見(jiàn)表2。

2.3 死亡風(fēng)險(xiǎn)列線圖預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建 根據(jù)多因素logistic回歸分析結(jié)果，結(jié)合臨床實(shí)際，將有意義的變量納入老年ALI患者預(yù)后列線圖構(gòu)建，患者30 d內(nèi)死亡風(fēng)險(xiǎn)與各變量評(píng)分總分值成正比，各變量評(píng)分及風(fēng)險(xiǎn)見(jiàn)圖1。

2.4 列線圖預(yù)測(cè)效能評(píng)價(jià) 建立的預(yù)測(cè)模型AUC為0.712（95%CI=0.656～0.767），見(jiàn)圖2A；通過(guò)Bootstrap法繪制內(nèi)部校準(zhǔn)圖，其校準(zhǔn)曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線接近，見(jiàn)圖2B，表明該列線圖預(yù)測(cè)模型在內(nèi)部數(shù)據(jù)中具有良好預(yù)測(cè)價(jià)值。驗(yàn)證組的列線圖AUC為0.753（95%CI=0.671～0.836），見(jiàn)圖3A；其校準(zhǔn)曲線同樣接近標(biāo)準(zhǔn)曲線，見(jiàn)圖3B，表明該列線圖預(yù)測(cè)模型在外部數(shù)據(jù)中具有良好預(yù)測(cè)價(jià)值。

表2 老年ALI患者死亡危險(xiǎn)單因素及多因素logistic回歸分析

圖1 老年ALI患者30 d內(nèi)死亡風(fēng)險(xiǎn)列線圖

3 討論

眾多研究表明，高齡是影響各種疾病死亡預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[6-7]。本研究以老年患者為研究對(duì)象，通過(guò)logistic回歸分析表明，年齡不是老年ALI死亡預(yù)后危險(xiǎn)因素，但根據(jù)臨床實(shí)際情況，仍將其視為老年ALI患者短期死亡預(yù)后危險(xiǎn)因素。生命體征做為臨床病情評(píng)估的重要指標(biāo)，常用于急危重癥患者不良預(yù)后預(yù)測(cè)模型構(gòu)建[8]。本研究結(jié)果表明，患者入院首日最低收縮壓降低是老年ALI死亡風(fēng)險(xiǎn)因素，且在列線圖中的預(yù)測(cè)權(quán)重最大，提示低血壓是老年ALI死亡的最主要危險(xiǎn)因素。尿量是反映腎臟有效灌注的重要指標(biāo)，其受收縮壓影響較大，收縮壓越低，腎臟有效灌注量越少，繼而導(dǎo)致尿量逐漸減少。本研究示血乳酸增多，可能與循環(huán)衰竭、低灌注低氧狀態(tài)有關(guān)。與此同時(shí)，ALI患者呼吸或循環(huán)衰竭患也會(huì)導(dǎo)致組織缺氧，后者可極大地增加血乳酸酸中毒風(fēng)險(xiǎn)。研究表明，ALI患者會(huì)出現(xiàn)凝血與纖溶系統(tǒng)異常[9]，本研究同樣發(fā)現(xiàn)老年ALI患者PT延長(zhǎng)可增加死亡風(fēng)險(xiǎn)。上述研究表明，低血壓、少尿、高乳酸血癥和凝血功能異常等是老年ALI患者重要預(yù)后不良因素，穩(wěn)定生命體征是ALI患者臨床救治的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

圖2 列線圖的內(nèi)部驗(yàn)證區(qū)分度和校準(zhǔn)度

圖3 列線圖的外部驗(yàn)證區(qū)分度和校準(zhǔn)度

以往常用LIPS評(píng)分預(yù)測(cè)ALI患者預(yù)后[10-11]，該評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的變量因素較多，實(shí)際操作及推廣應(yīng)用難度較大，而采用單一新型生物分子標(biāo)志物預(yù)測(cè)疾病預(yù)后，其特異度和敏感度往往較低，且通常較難在基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)推廣普及，嚴(yán)重影響其臨床應(yīng)用價(jià)值[12-14]。本研究通過(guò)最低收縮壓、血乳酸水平、24 h尿量及PT等5個(gè)變量，建立老年ALI患者死亡風(fēng)險(xiǎn)列線圖模型，利用簡(jiǎn)便的數(shù)字界面實(shí)現(xiàn)死亡危險(xiǎn)評(píng)分計(jì)算。結(jié)果表明，該預(yù)測(cè)模型可快速有效預(yù)測(cè)患者短期死亡事件發(fā)生概率，其模型AUC大于0.7，表明其具有良好的區(qū)分度及較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)能力。校準(zhǔn)圖示校準(zhǔn)曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線相近，說(shuō)明其預(yù)測(cè)能力較穩(wěn)定，校準(zhǔn)度高。同時(shí)，利用我院數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗(yàn)證，其結(jié)果表明仍有良好的預(yù)測(cè)價(jià)值。

綜上所述，本研究通過(guò)篩選的5個(gè)變量因素，構(gòu)建老年ALI死亡預(yù)測(cè)列線圖模型，此模型評(píng)分將有助于臨床醫(yī)師評(píng)估判斷老年ALI患者預(yù)后，指導(dǎo)臨床盡早制定救治決策，以提高老年ALI患者診療水平。