脊髓損傷型胸腰椎骨折病人術后早期發生低氧血癥預測模型的建立

朱紅艷 徐維昉

Abstract? Objective：To construct a early warning model to investigate the risk factors of early postoperative hypoxemia in patients with spinal cord injury?type thoracolumbar fractures.Methods：A total of 151 patients with thoracolumbar fractures admitted to our hospital from May 2017 to March 2021 were selected as the research subjects.The clinical data of the patients were collected.The univariate analysis and Logistic regression were used to analyze early postoperative hypoxemia risk factors in patients with spinal cord injury?type thoracolumbar fractures.A nomogram prediction model was established accordingly.Results：Hypoxemia occurred in 32 patients 1 hour after the operation，and the incidence rate was 21.19%.Logistic regression analysis showed that higher body mass index （BMI），hypertension，diabetes，higher American Spinal Injury Association（ASIA） classification，and postoperative hypothermia were independent risk factors for early postoperative hypoxemia in patients with spinal cord injury?type thoracolumbar fractures（P<0.05）.A nomogram risk model for predicting early postoperative hypoxemia in patients with spinal cord injury?type thoracolumbar fractures was established.It has been verified to have good predictive ability.The concordance index（C?index） was 0.806，the calibration curve was close to the ideal curve，and the lower area of the receiver operating curve（ROC） was 0.814，95%CI（0.772，0.854），within the range of 8% to 82%.The nomogram predicted a higher net benefit value.Conclusions：Higher BMI，hypertension，diabetes，higher ASIA classification，and postoperative hypothermia are risk factors of early postoperative hypoxemia in patients with spinal cord injury?type thoracolumbar fractures.The constructed Nomogram model could effectively predict the risk of incident of postoperative early hypoxemia，which has a certain clinical value.

Keywords? spinal cord injury； thoracolumbar fractures； hypoxemia； risk factors； Nomogram

摘要? 目的：探討脊髓損傷型胸腰椎骨折病人術后早期發生低氧血癥的危險因素，構建護理預警模型。方法：選取2019年3月—2021年3月我院收治的151例胸腰椎骨折病人作為研究對象，收集病人的臨床資料，采用單因素分析和Logistic回歸分析脊髓損傷型胸腰椎骨折病人術后早期發生低氧血癥的危險因素，據此建立列線圖預測模型。結果：術后1 h有32例病人發生低氧血癥，發生率為21.19%。Logistic回歸分析結果顯示，體質指數（BMI）較高、高血壓、糖尿病、美國脊柱損傷協會（ASIA）評級較高和術后低體溫是脊髓損傷型胸腰椎骨折病人術后早期發生低氧血癥的獨立危險因素（P<0.05）。依此建立預測脊髓損傷型胸腰椎骨折病人術后早期發生低氧血癥的列線圖風險模型，經驗證具有良好的預測能力，一致性指數為0.806，校正曲線趨近于理想曲線，ROC曲線下面積為0.814，95%CI［0.772，0.854］，在8%～82%范圍內列線圖預測凈獲益值較高。結論：BMI較高、高血壓、糖尿病、ASIA分級較高和術后低體溫是脊髓損傷型胸腰椎骨折術后早期發生低氧血癥的危險因素，構建的列線圖模型能有效預測術后早期低氧血癥的發生風險，具有一定的臨床價值。

關鍵詞? 脊髓損傷；胸腰椎骨折；低氧血癥；危險因素；列線圖

doi：10.12102/j.issn.1009-6493.2023.08.004

胸腰椎是脊柱活動應力的集中點，為脊柱骨折的常見部位，約占90%[1]。據報道，15%～30%的胸腰椎骨折伴有脊髓神經損傷[2]，因其高致殘率的特點，常給病人帶來巨大的痛苦和負擔。目前，外科手術是臨床公認的針對脊髓損傷型胸腰椎骨折的治療方式，可有效解除脊髓壓迫并重建脊柱穩定[3]。但手術通常較為復雜，需在全身麻醉下進行，術后并發癥不容忽視，尤以急性肺損傷和低氧血癥較為嚴重。術后發生低氧血癥會使病人的免疫力降低，導致切口感染、心律失常和認知功能障礙的風險增加，若未及時處理，可能發生呼吸、心搏驟停，危及病人生命[4]。列線圖是在多因素回歸模型的基礎上建立的一簇帶有分數的互不相交的線段組成的可視化模型，近年來廣泛用于預測疾病的發生或進展[5?6]?；诖?，本研究擬探討脊髓損傷型胸腰椎骨折病人全身麻醉術后早期低氧血癥的發生情況及影響因素，并在此基礎上構建列線圖風險模型，以期為減少術后低氧血癥的發生和制定相應干預措施提供參考依據。

1? 對象與方法

1.1 研究對象 選取2019年3月—2021年3月我院收治的胸腰椎骨折病人作為研究對象。納入標準：①年齡≥18歲，無嚴重心肺疾??；②經影像學檢查確診為T11～L5骨折[7]，有神經損傷表現和體征；③受傷時間<1周的新鮮骨折，行擇期手術。排除標準：①術前存在低氧血癥者；②處于慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease，COPD）急性發作期者；③肺挫傷者；④有重度貧血者；⑤病理性骨折者；⑥合并其他部位骨折；⑦合并顱腦及重要臟器損傷；⑧妊娠期或哺乳期婦女。本研究已通過醫院倫理委員會審批。共入選151例病人，年齡（37.04±16.12）歲；致傷原因：高處墜落傷58例，車禍45例，重物砸傷32例，摔傷11例，其他傷5例。

1.2 研究方法

1.2.1 診斷標準 手術均在全身麻醉及氣管插管下進行，于術后1 h采集病人外周動脈血，采用全自動血氣分析儀（西門子RAPIDPoint 500）進行血氣分析，參照《急性呼吸窘迫綜合征：柏林定義》[8]，將氧分壓/吸入氧濃度（PaO2/FiO2）≤300 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）定義為低氧血癥。

1.2.2 資料收集方法 通過電子病歷系統收集病人的臨床資料。①一般情況：性別、年齡、體質指數（body mass index，BMI）、吸煙史、高血壓、糖尿病、冠心病、COPD、骨折類型和脊髓損傷程度；②手術資料：手術時間、術中出血量、術中尿量、術中補液量和術后有無低體溫。脊髓損傷程度參照美國脊柱損傷協會（American Spinal Injury Association，ASIA）分級[9]，分為A、B、C、D、E共5個等級，脊髓損傷嚴重程度逐級降低，由于E級代表感覺和運動功能正常，故予以剔除。其中體溫采取術后腋下測量，參照Egan等[10]研究將低于36 ℃定義為低體溫。

1.2.3 統計學處理 采用SPSS 22.0軟件進行統計學分析，定性資料以頻數描述，組間比較采用χ2檢驗。正態分布的定量資料以均數±標準差（x±s）描述，組間比較采用t檢驗，偏態分布的定量資料采用中位數、四分位數[M（P25，P75）]表示，進行秩和檢驗。采用Logistic回歸分析篩選危險因素，以P<0.05為差異有統計學意義。采用R3.5.3軟件包和RMS程序包繪制列線圖。采用Bootstrap自抽樣法作內部驗證，通過計算一致性指數（C?index）、繪制校正曲線、受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線和決策曲線評估模型的預測效能。檢驗水準α=0.05。

2? 結果

2.1 術后低氧血癥發生情況 術后1 h有32例病人發生低氧血癥，發生率為21.19%。

2.2 脊髓損傷型胸腰椎骨折病人全身麻醉術后發生早期低氧血癥影響因素的單因素分析 基于低氧血癥發生情況將病人分為低氧血癥組（n=32）和非低氧血癥組（n=119）。單因素分析結果顯示，兩組病人BMI、高血壓、糖尿病、ASIA分級和術后低體溫情況比較差異有統計學意義（P<0.05），見表1。

2.3 脊髓損傷型胸腰椎骨折病人全身麻醉術后早期發生低氧血癥的Logistic回歸分析 以術后低氧血癥發生情況為因變量（發生=1，未發生=0），以臨床資料中各項目（性別：男=1，女=0；年齡：≥60歲=1，<60歲=0；BMI：≥24 kg/m2=1，<24 kg/m2=0；吸煙史：有=1，無=0；高血壓：有=1，無=0；糖尿病：有=1，無=0；冠心?。河?1，無=0；COPD：有=1，無=0；骨折類型：爆裂性骨折并滑脫=001，壓縮性骨折并滑脫=010，爆裂性骨折=100，壓縮性骨折=000；術后低體溫：有=1，無=0；ASIA評級：A級=3，B級=2，C級=1，D級=0；手術時間、術中出血量、術中尿量、術中補液量賦原值）為自變量，進行Logistic回歸分析，結果顯示：BMI較高、高血壓、糖尿病、ASIA分級較高和術后低體溫是脊髓損傷型胸腰椎骨折病人全身麻醉術后發生早期低氧血癥的獨立危險因素（P<0.05），見表2。

2.4 脊髓損傷型胸腰椎骨折病人全身麻醉術后早期發生低氧血癥的風險預警模型的建立 基于單因素分析和Logistic回歸分析中均有統計學意義的項目，構建預測脊髓損傷型胸腰椎骨折病人全身麻醉術后發生早期低氧血癥風險的列線圖模型，見圖1。

2.5 列線圖模型的驗證 模型驗證結果顯示：C?index為0.806；校正曲線趨近于理想曲線，見圖2，表明該模型具有良好的預測精準度；ROC曲線下面積（area under curve，AUC）為0.814，95%CI[0.772，0.854]，見圖3，表明該模型具有良好的區分度；決策曲線表明，8%～82%范圍內列線圖預測凈獲益值較高，見圖4，表明該模型臨床預測效能良好。

3? 討論

胸腰椎骨折病人具有較強的應激反應，機體自我調節功能較差。胸段骨折病人常合并危及生命的胸部創傷，手術減壓固定影響血液循環，可能出現一系列并發癥。據報道，全身麻醉術后病人低氧血癥發生率較高，病死率隨著氧合指數的惡化明顯增高[11]。本研究納入的脊髓損傷型胸腰椎骨折病人術后1 h低氧血癥發生率為21.19%，與國外報道（8%～50%）[12?13]一致，低于國內相關報道結果[14]，可能與受試人群、監測方法、手術方式、合并疾病等不同有關。既往研究顯示，術后低氧血癥可能與病人年齡、吸煙史、合并癥、手術時間、補液量等多種因素相關[15?16]。Khirfan等[17]報道，年齡較大、BMI較高的人群罹患低氧血癥的風險較高，與本研究BMI結果一致，但本研究未發現高齡與低氧血癥顯著相關，可能與本研究接受手術的高齡病人較少有關。高BMI是低氧血癥的危險因素，可能是由于肥胖使術后臥床病人肺順應性降低，同時機體血管活性物質和促炎因子釋放增加，氧化應激過度，導致肺泡損傷風險增加[18]。長期高血壓狀態會引起血流動力學紊亂，最終可能造成潛在的氧合系統損傷，加上全身麻醉術后麻醉藥和肌松藥殘余的呼吸抑制作用，易引起低氧血癥。Tamisier等[19]報道，持續的肥胖和低氧血癥會使高血壓病人心肌重塑，心臟供氧減少并損害心肌功能，高血壓、肥胖和低氧血癥三者形成惡性循環，導致彼此不同程度地加重。Leong等[20]研究發現，糖尿病可引起肺部微血管病變，具體表現為肺毛細血管床活性降低、基底膜增厚以及表面活性物質合成受阻造成的肺彌散功能障礙，從而誘發低氧血癥，與本研究結果一致。本研究還顯示，ASIA分級與低氧血癥的發生密切相關，其中C級或D級病人肛門括約肌可自主收縮，脊髓損傷神經平面的運動水平以下有3個節段以上保留運動功能，而A級和B級病人在損傷平面以下無任何運動功能保留[21]，手術難度較大，手術時間和麻醉時間相對較長，術后發生延遲性呼吸抑制和低氧血癥的風險更高。此外，脊髓損傷嚴重的病人大小便等功能喪失，病人術后往往情感表達淡漠，治療配合度和自主呼吸較差，也可能因呼吸受限而導致低氧血癥。術中病人肢體長時間暴露，需要使用大量未加溫的沖洗液，且麻醉劑可通過劑量依賴的方式抑制體溫調節，造成術后病人常因核心溫度降低出現寒戰。寒戰會引起肌肉活動，產生更多的熱量使氧耗增加，加重心肺負擔，故易導致低氧血癥[22]。既往有研究采用代數方程模型預測低氧血癥的發生風險[23]，雖然也具備個體化預測的能力，但需要煩瑣的數學運算，實用價值有限。本研究構建的列線圖模型通過簡潔、直觀的圖片清晰展現了各項危險因素對低氧血癥風險的預測情況，便于理解，使用快速便捷，在臨床實際操作中更有優勢。同時，在模型驗證方面，不同于鞠帆等[24]單一采用ROC曲線的驗證方式，本研究結合了C?index、校正曲線、ROC曲線和決策曲線證實了模型具有良好的準確度和區分度，提高了模型驗證的嚴謹性和可信度。護理人員可根據模型以各變量為出發點，以降低總分為目的采取針對性的干預措施，如重視圍術期對病人體重、血壓、血糖的控制，術后重點觀察高BMI病人的呼吸阻力，盡可能維持病人血壓、血糖平穩。對脊髓損傷程度較高的病人應加強血氧飽和度監測，應用呼吸支持和氧療為主的綜合治療降低低氧血癥風險，同時加強與病人溝通幫助其建立治療的信心。對低體溫病人應及時給予正確的保暖措施，適當提高病房室溫，輸液時采用輸液加溫儀。

綜上所述，臨床應對BMI較高、高血壓、糖尿病、ASIA分級較高和術后低體溫的脊髓損傷型胸腰椎骨折病人予以高度重視，警惕其發生術后早期低氧血癥。根據危險因素建立的列線圖模型能夠有效預測脊髓損傷型胸腰椎骨折病人發生術后早期低氧血癥的風險，對篩查高風險病人并采取相應的護理干預措施具有一定的指導意義。本研究存在的不足：樣本量不足，研究代表性有限；未能納入外中心數據對模型進行外部驗證；未能追溯到病人術前的藥物使用情況；僅記錄了早期低氧血癥發生情況，未對病人進行遠期跟蹤。故后續還需要進一步研究完善和證實本研究構建模型的應用價值。

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（收稿日期：2021-08-09；修回日期：2022-09-30）

（本文編輯 張建華）