顱腦手術患者全麻蘇醒期發生低氧血癥護理預警模型的建立與驗證

鄭喬 鮑潔

(江蘇省人民醫院，江蘇 南京 210029)

顱腦手術是外科系統最普遍的手術之一，可有效降低相關患者的傷殘率和死亡率[1]。但由于患者大多術前病情危急，常伴有呼吸中樞功能不全，循環功能障礙，且手術位置供血豐富，入路復雜，時間冗長，因而術后出現并發癥是較為普遍的臨床現象[2]。顱腦手術常在全麻狀態下完成，術后因麻醉劑、肌松劑等藥物仍存在一定的殘留效應，導致患者在麻醉蘇醒期極易引發并發癥[3]。低氧血癥是全麻術后常見的并發癥，發生率為8%～50%[4-5]，國內研究[6]顯示有1.9%的神經外科患者麻醉恢復期會發生低氧血癥。低氧血癥主要表現為血氧分壓(PaO2)及血氧飽和度下降，可直接影響到患者的轉歸和預后，甚至危及患者的生命安全[7]。目前，有關顱腦術后發生低氧血癥的研究大多集中在原因分析及護理干預等方面[8-9]，鮮有關于篩選相關預測因子和構建預警模型的報道。列線圖是一種基于多因素回歸模型、由帶有刻度的長短不一的線段在同一平面上繪制而成的預警模型，近年來，憑借著其對風險事件良好的預測能力，在臨床得到廣泛運用[10-11]?；诖?，本研究擬在篩查顱腦手術患者發生全麻蘇醒期低氧血癥的影響因素的基礎上建立列線圖預警模型，旨在為臨床改進護理干預措施、改善顱腦患者預后提供參考。

1 資料與方法

1.1一般資料 分別選取2019年10月-2020年6月和2020年7月-2020年9月于我院行全麻下顱腦外科手術的患者作為訓練集(n=119)和驗證集(n=38)。納入標準：(1)年齡≥18歲。(2)初次行顱腦手術治療。(3)術后進入腦外復蘇室進行復蘇。(4)病歷資料完整。排除標準：(1)既往有精神類疾病者。(2)合并惡性腫瘤或免疫系統疾病者。(3)合并心、肺、肝及腎等器質性病變者。(4)術后直接送往ICU資料不完善者。本研究已經醫院倫理委員會審批通過[批準文號：蘇省醫倫審 (2019)年第(017)號]。本研究最終納入157例顱腦手術患者，顱內動脈瘤20例，腦膜瘤8例，椎體內占位42例，基底節占位7例，鞍區占位5例，橋小腦占位10例，腦室占位17例，小腦占位7例，動靜脈血管畸形7例，腦積水23例，其他11例。全麻蘇醒期發生低氧血癥43例(27.4%)，非低氧血癥114例(72.6%)。入選患者中訓練集119例，驗證集38例，采用樣本量計算公式n=[(Ζα/2)2×P×(1-P)]/δ2[17]，對訓練集進行樣本量驗證，其中Ζα/2為統計量，置信度為95%時等于1.96，P為陽性率估計值，根據本研究低氧血癥發生率設置為30%，δ為誤差值設置為10%。經計算抽樣量應為80.67例，考慮10%的脫落率，則應接觸樣本量約為90例(<119例)，故此次分組中訓練集樣本量充足，可用于危險因素篩選。訓練集和驗證集的基線資料比較差異均無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。見表1。

表1 訓練集和驗證集的基線資料比較

1.2方法

1.2.1研究方法 所有患者均采用靜脈+靜吸復合麻醉行顱腦手術。術畢帶氣管導管進入腦外復蘇室，入室后繼續用麻醉機支持呼吸，拔管前待患者循環穩定時抽動脈血做血氣分析。由專業麻醉護士待患者配合指令，無躁動、自主呼吸恢復肌力時嚴格根據拔管指征進行拔管，并給予鼻導管吸氧3～6 L/min，維持15 min后進行脫氧觀察，血氧飽和度至少維持在92%則無需特殊處理。以PaO2/FiO2≤300 mmHg(1 mmHg≈0.133 kPa)作為低氧血癥的診斷標準[12]。

1.2.2資料收集方法 參照既往相關研究[6,8,13-14]，由醫院神外科和麻醉科專家組共同制定調查問卷表，Cronbach′s α系數為0.82。具體項目包括(1)一般資料：性別、年齡、BMI、吸煙、飲酒、高血壓、糖尿病、冠心病、高血脂、慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease，COPD)、美國麻醉師協會(American society of anesthesiologists，ASA)分級、手術時間、麻醉時間。(2)蘇醒期相關資料：氣道是否通暢(是否能不借助面罩、喉罩、口咽通氣管、鼻咽通氣管、氣管切開置管等醫療干預自行保持通暢)、意識恢復程度(機體對呼名、輕拍、擠壓三角肌等外界刺激反應能力)、是否有術后躁動(是否有不按指令行動或發生不自主運動、定向障礙等腦功能障礙表現)。采用改良的觀察者警覺性/鎮靜評估量表(The observer's assessment of alertness/sedation scale，OAA/S)評分評估患者的意識恢復程度[15]，計分：1分(正常呼名應答正常)、2分(正常呼名應答反應遲鈍)、3分(反復大聲呼名才有應答)、4分(反復大聲呼名無應答，對輕拍身體才有應答)、5分(僅對擠壓三角肌有反應)，將1～2分界定為恢復良好，3～5分界定為恢復不良。采用Riker躁動評分評估患者是否有術后躁動[16]，計分：1分(不能喚醒。對惡性刺激無或僅有輕微反應)、2分(非常鎮靜。對軀體刺激有反應，不能交流及服從指令)、3分(鎮靜。嗜睡，語言刺激或輕搖可喚醒并能服從簡單指令)、4分(安靜合作。容易喚醒，服從指令)、5分(躁動。焦慮或身體躁動，言語提示勸阻可安靜)，6分(非常躁動。需保護性束縛并反復語言提示勸阻)，7分(危險躁動。床上碾壓掙扎，試圖拔管)，將1～4分界定為無躁動，5～7分界定為有躁動。

1.3統計學方法 采用SPSS 22.0軟件進行數據統計分析，計數資料和計量資料組間比較分別采用χ2/t檢驗，采用Logistic回歸方程分析顱腦手術全麻蘇醒期發生低氧血癥的影響因素，P<0.05為差異有統計學意義。采用R語言(R3.5.3)軟件包和rms 程序包構建列線圖模型。采用Bootstrap 法做內外部驗證，采用一致性指數(C-index)、校正曲線和ROC曲線評估模型的預測效能。

2 結果

2.1顱腦手術全麻蘇醒期發生低氧血癥的單因素分析 訓練集中發生低氧血癥的有32例，基于此將患者分為低氧血癥組(n=32)和非低氧血癥組(n=87)。對比2組資料發現，2組性別、飲酒、糖尿病、冠心病、高血脂、COPD、ASA分級、手術時間、麻醉時間等資料差異均無統計學意義(P>0.05)，而年齡、BMI、吸煙、高血壓、氣道是否通暢、OAA/S評分和Riker躁動評分資料間差異有統計學意義(P<0.05)，見表2。

表2 顱腦手術全麻蘇醒期發生低氧血癥的單因素分析

2.2顱腦手術全麻蘇醒期發生低氧血癥的多因素logistic回歸分析 以低氧血癥發生情況為因變量(發生=1，未發生=0)，以單因素分析中有統計學意義的項目(年齡、BMI、吸煙、高血壓、氣道是否通暢、OAA/S評分和Riker躁動評分)為自變量，進行二分類logistic回歸分析，結果顯示：年齡項P>0.05，故予以剔除，最后篩選出BMI≥24、吸煙、高血壓、氣道不通暢、OAA/S評分≥3分和Riker躁動評分≥5分是顱腦手術全麻蘇醒期發生低氧血癥的獨立危險因素(P<0.05),見表3。

表3 顱腦手術全麻蘇醒期發生低氧血癥的多因素logistic回歸分析

2.3預測顱腦手術全麻蘇醒期發生低氧血癥的列線圖風險模型的建立與驗證 本研究基于篩選出的危險因素建立了預測顱腦手術全麻蘇醒期發生低氧血癥的列線圖模型，見圖1。模型驗證結果顯示：訓練集和驗證集的C-index分別為0.861和0.796；校正曲線均趨近于理想曲線，見圖2；訓練集和驗證集的ROC曲線下面積(AUC)分別為0.875(95%CI0.833～0.892)和0.826(95%CI0.787～0.873)，見圖3，表明構建的列線圖模型具有良好的預測精準度。

圖1 預測顱腦手術全麻蘇醒期發生低氧血癥的列線圖風險模型

圖2 列線圖模型的校正曲線驗證

圖3 列線圖模型的ROC曲線驗證

3 討論

顱腦手術患者多為危重癥患者，由于全麻引起的中樞神經系統抑制和一定程度的肌肉松弛，外加手術過程中的損傷性刺激，導致患者術后易發生并發癥。本研究顯示仍有27.4%的患者在全麻蘇醒期發生低氧血癥，介于既往報道中8%～50%的術后低氧血癥發生率[4-5]，與 Chigurupati等[18]報道的26%相近，掌握全麻蘇醒期發生低氧血癥的影響因素對防控顱腦術后并發癥和改善患者預后具有重要意義。

3.1顱腦手術全麻蘇醒期發生低氧血癥的危險因素分析 本次研究中顯示BMI≥24、吸煙、高血壓、氣道不通暢、OAA/S評分≥3分和Riker躁動評分≥5分是顱腦手術全麻蘇醒期發生低氧血癥的危險因素。

3.1.1BMI Khirfan等[14]報道,低氧血癥在BMI高的人群中分布更廣，與本文結果一致。分析原因，可能是BMI≥24的超重患者通常胸壁肥厚，肺順應性較差，較正常人呼吸需克服阻力更大，能量消耗更多。而術后患者在全麻蘇醒期心肺功能較弱，難以承受以往的負荷，故更易罹患低氧血癥[19]。

3.1.2吸煙與氣道不暢 患者術后痰量較多且黏稠，術前長期吸煙會影響呼吸道黏膜清除功能，導致氣道內分泌物不易排出，從而易發生氣道痙攣和內分泌物堵塞，引起呼吸不暢。同時，舌根后墜及血塊阻塞等也會引起呼吸道機械性阻塞，導致患者術后氣道不能自行保持通暢，故吸煙和氣道不暢的患者因肺泡換氣不足引起低氧血癥的風險更大。

3.1.3高血壓 高血壓患者可能由于長期的高血壓狀態使血流動力系統紊亂，可引起心肌重塑，耗氧量增加，導致潛在的氧合系統損傷，從而易因血氧飽和度低而誘發低氧血癥[20]。橋小腦占位切除術及動脈瘤夾閉術等顱腦手術的暴露時間較長，可由于術中操作和麻醉藥物蓄積等原因造成患者在全麻蘇醒期意識恢復不良，易導致誤吸、肺炎感染及中樞性呼吸功能障礙等，從而誘發低氧血癥。全麻蘇醒期患者的感覺已部分恢復，但大腦功能由于殘留的麻醉藥物未能完全同步恢復，從而使部分患者在受到傷口疼痛、留置導管等不適刺激時會產生躁動癥狀。躁動患者耗氧量增加，氣道維持欠佳，可造成限制性通氣障礙，較非躁動者更易發生低氧血癥。研究中還顯示低氧血癥組中老年人的占比顯著高于非低氧血癥組，但多因素分析中因年齡項P>0.05而被剔除，可能與樣本量不足和變量之間存在交互作用有關。

3.2基于風險因素構建的列線圖護理模型能有效預警全麻蘇醒期發生低氧血癥的風險概率 本研究中列線圖主要由風險指標、變量賦分和預測風險3部分組成，每項風險指標均有一條對應線段，線段端點表示指標分類情況，線段長度反映了該指標對全麻蘇醒期發生低氧血癥的貢獻大小，線段長度與多因素分析結果中的優勢比成正比，參照評分標準軸均可得到對應的賦分值。列線圖3個部分簡潔明了，可讀可視，相比于李連鎮等[21]報道中以代數方程形式建立的預測低氧血癥風險的模型，省去了繁瑣的數學運算，具有方便快捷、易于理解的優勢。同時，為避免模型的過度擬合，本研究采用了多種驗證方式對模型進行評估，結果顯示，訓練集和驗證集的C-index分別為0.861和0.796，校正曲線均趨近于理想曲線，AUC分別為0.875(95%CI0.833～0.892)和0.826(95%CI0.787～0.873)，表明模型具有良好的準確度和區分度，相較于鞠帆等[22]單一采用ROC曲線的驗證方式，此次得到的模型嚴謹性更強，更具有臨床實用性。護理人員可通過顱腦手術患者各指標情況個體化預測其并發低氧血癥的風險，及早甄別高風險人群，將其列為全麻蘇醒期護理的重點管理對象，亦應密切觀察其呼吸幅度、頻率和生命體征。

綜上所述，BMI≥24、吸煙、高血壓、氣道不通暢、OAA/S評分≥3分和Riker躁動評分≥5分是顱腦手術全麻蘇醒期發生低氧血癥的危險因素，依此構建的列線圖護理模型對全麻蘇醒期發生低氧血癥的風險具有良好的預警能力，臨床價值較高。本次研究的局限性在于：單中心樣本量有限，數據代表力不足。變量選擇不夠細化，因數據難以準確定量化而未納入術后傷口疼痛、體溫等指標，且部分變量存在交互作用，故模型仍有待后續的研究予以進一步驗證完善。