心臟外科術(shù)后肺部并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險的列線圖預(yù)測模型構(gòu)建

張 靜 李 娟 朱鑫灜 袁 超

心臟瓣膜疾病是臨床上常見的心臟疾病，通常采取心臟瓣膜置換手術(shù)[1-2]。目前，多數(shù)心臟瓣膜置換術(shù)依賴于體外循環(huán)，但體外循壞易導(dǎo)致血細(xì)胞破壞、炎性細(xì)胞因子釋放及全身多臟器缺血性再灌注損傷，是引發(fā)肺部并發(fā)癥的危險因素[3]。采取有效的臨床措施保護(hù)患者心肺功能，可明顯降低術(shù)后肺部并發(fā)癥的發(fā)生。盡管臨床已研究影響心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥的危險因素[4]，但尚不能精準(zhǔn)預(yù)測肺部并發(fā)癥的發(fā)生風(fēng)險。列線圖是一種圖形描述，可呈現(xiàn)回歸模型并簡化風(fēng)險評估，反應(yīng)每個患者發(fā)生不良事件的概率，以識別手術(shù)患者術(shù)后肺部并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險[5-6]。因此，本研究旨在通過構(gòu)建個體化預(yù)測心臟外科術(shù)后患者肺部并發(fā)癥發(fā)生的列線圖模型，以早期輔助臨床對心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥風(fēng)險進(jìn)行評估。現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年1月至2021年3月鄭州市第七人民醫(yī)院收治的擇期進(jìn)行心臟瓣膜手術(shù)的患者517例為研究對象，其中男性280例，女性237例；年齡31～74歲，平均(50.79±11.62)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①患有心臟疾病，且具有體外循環(huán)心臟手術(shù)治療的適應(yīng)癥；②接受體外循環(huán)下心臟瓣膜置換術(shù)；③進(jìn)行手術(shù)前肝功能正常。排除標(biāo)準(zhǔn)：①先天性心臟病者；②惡性腫瘤者；③妊娠期、哺乳期患者；④術(shù)前行氣管插管患者。本研究對象行二尖瓣置換術(shù)403例，二尖瓣+主動脈瓣置換術(shù)86例，三尖瓣置換術(shù)28例。本研究經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文件號：2016-002)。

肺部并發(fā)癥的診斷：肺部并發(fā)癥定義為圍術(shù)期肺炎或呼吸功能衰竭。肺炎依據(jù)相關(guān)性肺炎診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]：痰培養(yǎng)陽性需用抗生素治療﹐或胸部X線診斷肺炎；呼吸功能衰竭[8]：患者術(shù)后無創(chuàng)呼吸支持持續(xù)48 h以上或再次氣管插管呼吸機(jī)>48 h。將所有患者根據(jù)術(shù)后是否發(fā)生肺部并發(fā)癥，分為肺部并發(fā)癥組(n=88)和無肺部并發(fā)癥組(n=429)。肺部并發(fā)癥組男性53例，女性35例，年齡31～74歲，平均(63.42±10.05)歲；無肺部并發(fā)癥組男性227例，女性202例，年齡31～74歲，平均(48.26±10.74)歲。兩組患者年齡、性別比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

1.2 觀察指標(biāo) 收集所有研究對象的年齡、性別、糖尿病史、術(shù)前體質(zhì)量指數(shù)、吸煙史、慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)史、術(shù)后2 h清蛋白水平、術(shù)后2 h白細(xì)胞計數(shù)水平、術(shù)前NYHA心功能分級、術(shù)中體外循環(huán)時間、主動脈阻斷時間、術(shù)后機(jī)械通氣時間、應(yīng)用血管活性藥物情況、心臟換瓣手術(shù)類型(二尖瓣置換手術(shù)、二尖瓣+主動脈瓣置換術(shù)、三尖瓣置換術(shù))等臨床資料。比較肺部并發(fā)癥組和無肺部并發(fā)癥組以上指標(biāo)差異，分析獨立風(fēng)險因素。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥風(fēng)險的單因素分析 本研究517例心臟外科術(shù)后患者肺部并發(fā)癥發(fā)生88例，發(fā)生率為17.02%(88/517)。兩組患者性別、糖尿病比例、體質(zhì)量指數(shù)、NYHA心功能分級、應(yīng)用血管活性藥物的比例心臟換瓣手術(shù)類型比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；肺部并發(fā)癥組年齡、吸煙史比例、COPD比例、術(shù)后清蛋白<35 g/L比例、術(shù)后清蛋白水平、術(shù)后白細(xì)胞計數(shù)≥10×109/L比例、術(shù)后白細(xì)胞計數(shù)水平、術(shù)中體外循環(huán)時間、主動脈阻斷時間、術(shù)后機(jī)械通氣時間明顯高于無肺部并發(fā)癥組患者，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥風(fēng)險的單因素分析

2.2 心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥的多因素logistic回歸分析 將心臟外科術(shù)后患者是否有肺部并發(fā)癥發(fā)生作為因變量(無肺部并發(fā)癥=0，肺部并發(fā)癥=1)，將有統(tǒng)計學(xué)意義的單因素(年齡、吸煙史、COPD、術(shù)后清蛋白、術(shù)后白細(xì)胞計數(shù)、術(shù)中體外循環(huán)時間、主動脈阻斷時間、術(shù)后機(jī)械通氣時間)作為自變量進(jìn)行分析，變量賦值方式見表2。多因素logistic回歸分析結(jié)果顯示，年齡(OR=1.163，95%CI:1.114～1.214)、術(shù)后清蛋白<35 g/L(OR=3.009，95%CI:1.339～6.763)、主動脈阻斷時間(OR=1.065，95%CI:1.037～1.093)、術(shù)后機(jī)械通氣時間(OR=1.052，95%CI:1.032～1.072)是影響心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥的危險因素(P<0.05)。見表3。

表2 變量賦值方式

表3 心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥風(fēng)險的多因素logistic回歸分析

2.3 預(yù)測心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥的列線圖模型建立 使用R軟件構(gòu)建心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥的列線圖預(yù)測模型(見圖1)，各因素對心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥的影響程度以分值形式呈現(xiàn)，年齡每增加5歲，評分增加7.7分，術(shù)后清蛋白<35 g/L為11分，主動脈阻斷時間每增加10 min，評分增加6.22分，術(shù)后機(jī)械通氣時間每增加10 min，評分增加5.17分。假如1名患者年齡50歲(30.80分)，術(shù)后清蛋白<35 g/L(11分)，主動脈阻斷時間80 min(37.32分)，術(shù)后機(jī)械通氣時間130 min(36.19分)，即患者總分為115.31分，于總分值坐標(biāo)115.31分處做垂線，對應(yīng)的預(yù)測概率約為30%，則該心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥的預(yù)測值為30%。

圖1 預(yù)測心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥的列線圖

2.4 預(yù)測心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥的列線圖模型的驗證 列線圖模型預(yù)測心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥的列線圖模型的校準(zhǔn)曲線(見圖2)，預(yù)測值與實際值基本一致，且Hosmer-Lemeshow擬合優(yōu)度檢驗χ2=9.443，P=0.336，一致性較好。ROC曲線下面積為0.942(95%CI:0.915～0.969)，區(qū)分度較優(yōu)。見圖3。

圖2 預(yù)測心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥的校準(zhǔn)曲線

圖3 預(yù)測心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥的ROC曲線

3 討論

研究表明，心臟瓣膜置換術(shù)后肺部并發(fā)癥的發(fā)生率大約為5%～28%[9]。本研究517例心臟外科術(shù)后患者肺部并發(fā)癥發(fā)生發(fā)生率為17.02%。肺部并發(fā)癥是體外循環(huán)的常見術(shù)后并發(fā)癥，高齡、術(shù)前合并基礎(chǔ)疾病、吸煙、肺部基礎(chǔ)疾病、心功能狀況、術(shù)中氣道插管及術(shù)后機(jī)械通氣等均易導(dǎo)致術(shù)后肺部并發(fā)癥發(fā)生[10-12]。

多因素logistic回歸分析顯示年齡、術(shù)后清蛋白<35 g/L、主動脈阻斷時間、術(shù)后機(jī)械通氣時間是影響心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥的危險因素。本研究基于以上4項危險因素，構(gòu)建預(yù)測心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥的列線圖模型，有利于有效評估心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥情況并進(jìn)行個體化預(yù)防。

本研究顯示，患者年齡每增加5歲，列線圖評分增加7.7分。高齡患者一般合并多種疾病，機(jī)體生理功能、心肺儲備功能、免疫功能及肝腎代償能力均發(fā)生減退，耐受創(chuàng)傷能力也發(fā)生下降；另外高齡患者術(shù)后康復(fù)時間也較年輕人長，病情容易反復(fù)，均會影響術(shù)后肺部并發(fā)癥的發(fā)生[13]。老年人合并基礎(chǔ)疾病例如糖尿病，血糖控制較差會增加患者術(shù)后肺炎的感染風(fēng)險，而合并COPD會影響患者呼吸功能，加重患者肺部疾病[14-15]。本研究顯示，主動脈阻斷時間每增加10 min，對心臟外科術(shù)后患者肺部并發(fā)癥貢獻(xiàn)6.22分的影響權(quán)重。隨著患者體外循環(huán)心臟手術(shù)延長，其體內(nèi)主動脈被阻斷的時間也會有所延長，進(jìn)而導(dǎo)致體內(nèi)各種器官功能均受到影響，甚至?xí)又仄鞴贀p傷。本研究顯示，術(shù)后機(jī)械通氣時間每增加10 min，對心臟外科術(shù)后患者肺部并發(fā)癥貢獻(xiàn)5.17分的影響權(quán)重。心臟手術(shù)患者術(shù)后需要行機(jī)械通氣，維持呼吸和循環(huán)功能的穩(wěn)定性，但機(jī)械通氣時間延長會增加血細(xì)胞的損傷，阻塞毛細(xì)血管，進(jìn)一步加重肺功能損傷[16]。另外，氣管插管會造成氣道損傷及氣管屏障損傷，致病菌易在損傷部位繁殖，減少機(jī)械通氣時間可降低外科心臟手術(shù)后肺部并發(fā)癥發(fā)生率。本研究顯示，術(shù)后清蛋白<35 g/L對心臟外科術(shù)后患者肺部并發(fā)癥貢獻(xiàn)11分的影響權(quán)重。人體清蛋白可維持機(jī)體膠體滲透壓和維持細(xì)胞的完整性，減少血漿的外滲；清蛋白水平降低表示基礎(chǔ)疾病較為嚴(yán)重程度。另外清蛋白具有抗氧化的功能，可清除機(jī)體中活性氧[17]。心臟外科手術(shù)患者發(fā)生低清蛋白血癥可能會影響肺組織的修復(fù)，加重胸腔積液并進(jìn)一步損害肺功能，同時還可導(dǎo)致機(jī)體免疫功能下降，增加機(jī)體發(fā)生二次感染的風(fēng)險[18]。列線圖模型預(yù)測心臟外科手術(shù)患者術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥的列線圖模型的校準(zhǔn)曲線預(yù)測值與實際值基本一致，且Hosmer-Lemeshow擬合優(yōu)度檢驗χ2=9.443，P=0.336，一致性較好。ROC曲線下面積為0.942(95%CI：0.915～0.969)，區(qū)分度較好。

綜上所述，本研究基于年齡、術(shù)后清蛋白、主動脈阻斷時間、術(shù)后機(jī)械通氣時間4項危險因素構(gòu)建的列線圖模型，一致性、區(qū)分度及臨床適用性較好，為臨床制定針對性的個體化防治提供指導(dǎo)。