慢性阻塞性肺疾病病人運動性低氧發生風險預測模型的建立

韋美英，黃月初，王敏慶

河池市人民醫院，廣西 547000

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease,COPD）是由于長期暴露在有毒顆粒或氣體中引起的氣道/或肺泡異常，以持續性呼吸道癥狀和氣流受限為特征的、可防治的一種慢性氣道疾病，多發于中老年人群[1]。近年來，COPD 患病率逐年增多。調查數據顯示，中國40 歲以上人群COPD 患病率高達13.7%[2]。世界衛生組織報道，目前COPD 已成為僅次于缺血性心臟病和腦卒中之后的全球第三大死因[3]。運動性低氧（exercise induced desaturation，EID）是指在6 min 步行試驗（6-minute walking test,6MWT）或心肺運動試驗過程中，經皮脈搏血氧飽和度（saturation of peripheral oxygen, SpO2）下降≥4% 同時SpO2＜90%[4]。EID 是COPD 重要的臨床特征之一，與COPD引起的呼吸困難和死亡風險密切相關。目前，COPD發生EID 風險預測因素的研究較少。本研究通過調查COPD 病人的EID 發生現狀，分析其危險因素，建立風險預測模型，以期為臨床早期識別和制定護理干預措施提供參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象

采用便利抽樣法，選取2021 年1 月—2022 年10 月我院呼吸與危重癥醫學科收治的COPD 病人為研究對象。納入標準：符合《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2021 年修訂版)》[5]中COPD 的診斷標準，屬穩定期；意識清楚，有一定的語言交流能力；未參加過相關或類似研究；病人及家屬知情同意并自愿參加。排除標準：靜息狀態下SpO2＜90%，心率＞120/min，血壓＞180/100 mmHg；有精神性疾病或認知功能障礙；處于妊娠期或哺乳期；有長期飲酒史、藥物濫用史；合并其他呼吸系統疾病，合并嚴重慢性病及惡性腫瘤。

1.2 調查指標

1.2.1 一般資料

自制一般資料調查表，內容包括性別、年齡、身高、體重、體質指數（body mass index,BMI）、吸煙史、COPD 肺功能分級、近3 個月用藥情況、高血壓史、糖尿病史。

1.2.2 肺功能

采用肺功能儀（CareFusion Germany 234 GmbH,MasterScreen）根據歐洲呼吸學會（ERS）/美國胸科學會（ATS）指南[6]進行檢查，收集第1 秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second，FEV1）、用力肺活量（forced vital capacity，FVC）、FEV1/FVC 比值。

1.2.3 EID 發生情況

嚴格按照ATS 發表的指南[7]，選擇病區內長30 m直走廊為測試地點，起點、每間隔1 m 點及終點均做好標記，試驗前向病人及其家屬詳細講解試驗目的、意義、方法、過程和注意事項，囑病人坐起點旁椅子休息≥10 min 后，從起點至終點盡自己最大努力往返行走，中途可適當休息，6 min 時停止試驗。試驗前和試驗過程中持續動態監測病人SpO2并做好記錄，試驗過程中SpO2下降≥4%同時SpO2＜90%則判定為EID[4]。

1.2.4 疲勞情況

采用主觀疲勞量表（Ratings of Perceived Exertion，RPE）于6MWT 過程中對病人進行動態測評。RPE 是1982 年由瑞典生理學家Borg[8]編制的醫用評價量表，主要評估受試者在運動時自我感覺疲勞情況和確認負荷量大小。最初該量表為6～20 級，之后修改為0～10級，其中“休息”為0 級，計0 分；“非常輕松”為1 級，計1分；“輕松”為2 級，計2 分；“適中”為3 級，計3 分；“有點困難”為4 級，計4 分；“困難”為5 級，計5 分；“非常困難”為6 級或7 級，計6 分；“最困難”為8～10 級，計7 分[9]。

1.2.5 呼吸困難程度

采用英國醫學研究委員會改良的呼吸困難量表（Modified Medical Research Council，mMRC）[10]于6MWT 結束后對病人進行測評。mMRC 將病人呼吸困難程度分為0～4 級5 個等級，其中0 級或1 級計0分，2 級計1 分，3 級計2 分，4 級計3 分，≥2 分表示病人自覺呼吸困難癥狀較重[10]。

1.3 資料收集方法

向病人及其家屬詳細解釋本研究的目的、方法和意義，征得病人及其家屬同意并簽署知情同意書。病人一般資料由專人面對面問診獲取；肺功能檢查、6MWT 及RPE、mMRC 測評由經過培訓并具有資質的專人主持完成。共發放問卷190 份，回收有效問卷181 份，問卷有效回收率為95.26%。

1.4 統計學方法

采用SPSS 20.0 統計學軟件對數據進行分析。定性資料采用頻數、百分比（%）描述，組間比較采用χ2檢驗；正態分布的定量資料采用均數±標準差（±s）描述，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗。采用Logistic 回歸分析確定COPD 病人EID 發生的影響因素。采用R 4.1.3 軟件包繪制列線圖，計算一致性指數（C-index）評估模型的預測效能，采用Calibration 曲線圖反映模型一致性。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 COPD 病人EID 發生影響因素的單因素分析

181 例COPD 病人中，79 例發生EID，EID 發生率為43.65%（79/181）。基于COPD 病人EID 發生情況進行COPD 病人EID 發生影響因素的單因素分析，結果見表1。

表1 COPD 病人EID 發生影響因素的單因素分析（n=181）

2.2 COPD 病人EID 發生影響因素的多因素分析

以是否發生EID（無EID=0，有EID=1）為因變量，以單因素分析中差異有統計學意義的變量[COPD肺功能分級（Ⅰ級或Ⅱ級=0，Ⅲ級或Ⅳ級=1）、FEV1（原值代入）、RPE 評分（原值代入）、mMRC 評分（原值代入）]為自變量進行Logistic 回歸分析，結果顯示，COPD 肺功能分級、FEV1、RPE 評分、mMRC 評分為COPD 病人EID 發生的影響因素（P＜0.05）。見表2。

表2 COPD 病人EID 發生影響因素的多因素分析

2.3 COPD 病人EID 發生風險預測模型的構建

根據COPD病人EID發生的4個影響因素建立COPD病人EID 發生風險預測模型，見圖1。采用Bootstrap法從原始數據中重復抽樣1 000 次，計算C-index 為0.808[95%CI（0.745，0.870）]，Hosmer-Lemeshow 檢驗顯示χ2=7.258，P=0.164，Calibration 圖示模型預測的COPD 病人EID 發生概率與實際EID 發生概率較為一致，見圖2，表明該模型區分度和校準度較好。

圖1 COPD 病人EID 發生風險預測模型

圖2 Calibration 校準曲線圖

3 討論

3.1 COPD 病人EID 發生現狀

本研究結果顯示，COPD病人EID發生率為43.65%，低于楊露露等[11]報道的71.6%，高于Andrianopoulos等[12]報道的39.00%，原因可能與調查對象基線資料差異較大、EID 定義及測量標準化方式不同有關。目前，COPD 診治指南中對EID 的定義及判定標準尚未統一，在一定程度上導致不同臨床研究報道的EID 發生率差異較大。COPD 病人由于肺泡存在不可逆性受損，彈性回縮力喪失，呼氣氣流受限，氣體陷閉于肺內，導致通氣-血流灌注不良；病人運動過程中呼氣時間縮短、呼吸頻率加快、動態肺過度充氣導致肺泡通氣及氣體交換效率下降，氧氣供需失衡；運動使機體耗氧量增加，回流入肺循環的血液含氧量降低等，均易誘發EID。EID 的發生常為多種因素相互作用的結果，并持續存在于COPD 疾病進展中，是COPD 自然病程中的一個重要事件。6MWT 期間存在EID 的病人，其日常生活活動和低強度運動中發生低氧血癥、未來發生呼吸衰竭的危險性更高。

3.2 COPD 病人EID 發生的影響因素

3.2.1 COPD 肺功能分級和FEV1

本研究結果顯示，COPD 肺功能分級為Ⅲ級或Ⅳ級的COPD 病人EID 發生風險高于Ⅰ級或Ⅱ級病人；FEV1相對較低的COPD 病人EID 發生風險更高，與侯剛等[13]報道的結果相似。提示護理人員應加強COPD病人EID 相關知識的健康教育，重點關注肺功能分級為Ⅲ級或Ⅳ級的COPD 病人，指導病人通過呼吸康復訓練降低EID 的發生，并從運動中獲益。

3.2.2 RPE 評分

本研究結果顯示，RPE 評分是COPD 病人EID 發生的影響因素，RPE 評分越高COPD 病人發生EID 的風險越高。運動疲勞是指機體的生理過程不能維持預定的運動強度，肺通氣量、氧彌散能力和動靜脈血氧含量差等是疲勞產生的原因[14]。COPD 病人肺通氣不足、氧彌散能力降低、動靜脈血氧含量差，運動時易出現疲勞，誘發低氧血癥。RPE 評分可以反映COPD 病人在6MWT 中的自我感覺疲勞狀況。護理人員在病人運動過程中必須動態評估其疲勞情況，及時根據病人疲勞程度調整運動狀態，以降低EID 發生。

3.2.3 mMRC 評分

本研究結果顯示，mMRC 評分較高的COPD 病人EID 發生風險是評分較低病人的3.627 倍，與楊露露等[11]研究結果相似。COPD 病人以持續氣流受限為特征，氣促和呼吸困難為主要臨床表現，運動時肺泡通氣不足、氣體交換效率下降，進一步導致通氣-血流灌注不良加重，而通氣-血流灌注不良是EID 的誘發因素，故mMRC 評分較高的病人EID 易感性較高。護理人員要積極關注mMRC 評分較高的病人，早期預判其低氧發生風險，及時予以呼吸康復訓練和氧療干預，避免病情進展。

3.3 列線圖預測模型能有效預測COPD 病人EID 發生風險

列線圖預測模型是基于大量臨床資料，利用多個獨立危險因素將風險可視化，以幫助臨床醫護人員做出準確個體化預測的可靠工具，其具有操作簡單、直觀可視的優點，對臨床結局評估具有重要價值[15]。本研究以多因素Logistic 回歸分析篩選出的影響因素為基礎，構建列線圖預測模型，模型C-index 為0.808[95%CI（0.745，0.870）]，＞0.700 的理論可接受度，說明模型具有良好的區分度[16]。Hosmer-Lemeshow 檢驗顯示χ2=7.258，P=0.164，表明預測值和實測值間差異不顯著，趨勢基本一致。Calibration 圖示模型預測的COPD 病人EID 發生概率與實際EID 發生概率較為一致，表明模型具有良好的準確性[17]。臨床可根據病人的實際情況在可視化預測模型中，從符合病人的自變量端點垂直向評分標準線取值，將所有自變量得分相加獲得總分，對應總分線找到相應值，垂直于風險線上的對應數值則為COPD 病人EID 發生風險。

COPD 病人容易發生EID，COPD 肺功能分級Ⅲ級或Ⅳ級、FEV1較低、RPE 評分和mMRC 評分較高為COPD 病人EID 發生的獨立危險因素。列線圖預測模型能有效預測COPD 病人EID 發生風險，模型具有操作簡單方便、適用性強、直觀可視等優點。