老年頸椎前路手術患者術后發生心肺并發癥危險因素及其預測模型的構建

易明波 曾琳

(萍鄉市第二人民醫院,江西 萍鄉 337000)

頸椎病是一種以退行性病理改變為基礎的疾患〔1〕。據統計〔2,3〕報道,全球超過1/3的人存在至少持續3個月的與退行性頸椎病相關的機械性頸痛,并且成人終生患頸椎病的概率高達48.5%,給社會帶來沉重的疾病負擔。頸椎前路手術是目前臨床治療頸椎病的常用術式,其不僅創傷較小,而且能直接對致壓物進行減壓,易矯正頸椎曲度〔4〕。然而,頸椎前路對應解剖復雜,牽涉許多重要結構,術后并發癥一直困擾著廣大臨床醫務工作者〔5,6〕。此外,接受頸椎前路手術的患者多為中老年人群,老年人群身體功能衰退,加之合并多種基礎疾病,若麻醉不當,術后易發生嚴重心肺并發癥,增加圍術期風險〔7〕。隨著人口進入老齡化,術前構建相關預測模型對于個性化制訂頸椎前路老年患者術后心肺并發癥的防治方案尤為重要。本研究旨在探究老年頸椎前路患者術后心肺并發癥的獨立危險因素,并以此構建預測心肺并發癥的Nomogram模型。

1 資料與方法

1.1研究對象 選取2014年1月至2020年12月于萍鄉市第二人民醫院接受頸椎前路手術的老年患者467例。納入標準:①術前頸椎影像學〔正側位X線片、頸椎CT掃描及磁共振成像(MRI)檢查〕示頸椎退行性病變;②單節段或2個節段脊椎受累;③初次接受頸椎前路手術;④年齡≥60歲;⑤美國麻醉醫師協會(ASA)分級≤Ⅳ級;⑥擇期手術;⑦臨床資料完整;⑧患者及其家屬已簽署知情同意書。排除標準:①合并黃韌帶或后縱韌帶鈣化;②頸椎嚴重不穩及狹窄;③嚴重骨質疏松者;④既往存在頸椎外傷、感染及腫瘤;⑤合并惡性腫瘤者;⑥合并其他系統嚴重性疾病;⑦存在認知功能及溝通障礙;⑧同時進行頸椎前路及后路聯合手術。本研究符合《世界醫學協會赫爾辛基宣言》的相關要求并經本院倫理委員會審查通過。按照患者術后是否發生心肺并發癥分為觀察組(發生心肺并發癥,n=77)與對照組(未發生心肺并發癥,n=390)。

1.2方法 通過醫院信息系統收集 患者人口學特征、入院時臨床資料及手術資料,包括年齡、性別、體質量指數(BMI)、基礎疾病(高血壓、糖尿病及冠心病)、吸煙史、飲酒史、ASA分級、1 s用力呼氣容積(FEV1)、用力肺活量(FVC)、左心室射血分數(LVEF)、紅細胞(RBC)、血紅蛋白(Hb)、白細胞(WBC)、中性粒細胞、淋巴細胞、血小板(PLT)、N-末端腦鈉肽前體(NT-proBNP)、白蛋白(ALB)、C-反應蛋白(CRP)、總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)、入手術室時生命體征〔血氧飽和度(SpO2)、呼吸頻率(RR)、心率(HR)、平均動脈壓(MAP)〕、手術節段、麻醉時間、術中失血量、術中低血壓、術中輸液量、術中輸血、術中總尿量及術后患者自控鎮痛泵(PCA)。FEV1占預計值百分比(FEV1%)=FEV1/FVC。

1.3心肺并發癥 心肺并發癥包括充血性心力衰竭、深靜脈血栓形成、心肌梗死、心律失常、肺部感染、肺不張及呼吸衰竭。

1.4統計學方法 采用SPSS23.0軟件進行χ2、t檢驗。受試者工作特征(ROC)曲線分析相關連續性變量的最佳截斷值及曲線下面積,采用逐步后退法進行多因素Logistic回歸分析獨立危險因素,R軟件“rms”包整合獨立危險因素并構建預測Nomogram模型,校正曲線及決策曲線分析對Nomogram模型進行準確度與區分度的驗證。

2 結 果

2.1兩組頸椎前路手術老年患者基線對比 觀察組年齡、BMI、糖尿病比例、ASA分級(Ⅲ～Ⅳ級)比例、FEV1%(<60%)、LVEF(<50%)、NT-proBNP、CRP、手術節段(2個節段)比例、麻醉時間及術中失血量均明顯高于對照組(P<0.05),見表1。

2.2預測頸椎前路手術老年患者術后心肺并發癥的ROC曲線分析 將具有統計學差異的連續性變量納入ROC曲線進行分析,結果顯示:年齡、BMI、NT-proBNP、CRP、麻醉時間及術中失血量的曲線下面積(AUC),見圖1、表2。

表1 兩組頸椎前路手術老年患者基線對比

2.3頸椎前路手術老年患者術后心肺并發癥多因素Logistic風險回歸分析 年齡(≥74歲)、ASA分級(Ⅲ～Ⅳ級)、FEV1%(≤60%)、LVEF(≤50%)、麻醉時間(≥110 min)、術中失血量(≥200 ml)是頸椎前路手術老年患者術后心肺并發癥高風險獨立危險因素(P<0.05),見表3。

2.4頸椎前路手術老年患者術后心肺并發癥高風險的Nomogram模型的構建 將多因素Logistic回歸分析得到的6個獨立危險因素納入Nomogram模型的繪制,構建頸椎前路手術老年患者術后心肺并發癥高風險的Nomogram模型。通過Nomogram模型可得到各獨立危險因素的不同分類對應分值標尺上的分值,各分值的總和計為總分,在總分標尺上直接向下畫一條垂直線,即可得到患者術后發生心肺并發癥的概率,見圖2。

圖1 預測頸椎前路手術老年患者術后心肺并發癥的ROC曲線

2.5頸椎前路手術老年患者術后心肺并發癥高風險的Nomogram模型的驗證 內部驗證結果顯示,Nomogram模型的一致性指數為0.818(0.769～0.928),提示此Nomogram模型具有良好的預測效能。校正曲線的結果顯示,實際曲線與理想曲線接近,提示預測的風險概率與實際情況具有較好的符合度,見圖3。當高風險閾值>0.01時,此Nomogram模型在預測頸椎前路手術老年患者術后心肺并發癥高風險的方面可提供顯著高于單個獨立危險因素的額外臨床凈收益,見圖4。

表2 各指標預測頸椎前路手術老年患者術后心肺并發癥效能分析

表3 頸椎前路手術老年患者術后心肺并發癥的多因素Logistic風險回歸分析

圖2 頸椎前路手術老年患者術后心肺并發癥高風險的Nomogram模型

圖3 Nomogram模型預測頸椎前路手術老年患者術后心肺并發癥高風險的校正曲線

圖4 獨立危險因素及Nomogram模型預測頸椎前路手術老年患者術后心肺并發癥高風險的決策曲線

3 討 論

Nomogram模型是一種新型的預測疾病發生風險及預后評估的可視化工具,目前已在多種癌癥的預后評估中得到廣泛應用,并且顯示出良好的預測效能〔8～10〕。

本研究老齡患者肺功能及心血管功能顯著下降,器官代償能力弱于中青年,經受手術打擊后其肺通氣血流比值更易失衡,心肺儲備更易耗竭,術后心肺并發癥的發生率顯著增高〔11,12〕。再者,老齡患者的術后排痰能力較差,更易導致支氣管阻塞、肺部感染及肺不張,嚴重者可進一步向術后呼吸衰竭進展〔13〕。ASA分級麻醉前用于評估患者的體質狀況及手術危險性,既往已有研究〔14〕認為,患者ASA分級越高,提示術前基礎狀況較差,術后不良并發癥發生率增加。FEV1%是臨床衡量患者肺功能的主要指標,Lauren等〔15〕發現,術前肺功能與患者術后肺功能損傷及相關并發癥密切相關。有學者〔16〕建議,將術前FEV1%來預測肺葉切除術后心肺并發癥發生率,并且將FEV1%<50%作為外科手術風險評估指標,略高于本研究,這可能是選取的研究對象不同所致。LVEF亦與術后心肺并發癥相關,本研究發現LVEF≤50%的患者術后發生心肺并發癥的概率為1.453倍,其最佳截斷值為50%,高于〔17〕相關研究,這可能也受研究對象年齡分布所影響。麻醉時間過長,對老齡患者刺激大,術后更易出現肺部感染等呼吸系統疾病,加之老齡患者藥物代謝能力減弱,導致術后肌松殘余,嚴重影響術后的心肺功能,最終增加術后心肺并發癥的風險〔18,19〕。術中失血量≥200 ml同樣也是頸椎前路手術老年患者術后心肺并發癥高風險的獨立危險因素,與既往研究〔20〕一致,這可能是因為術中失血量過多,體溫降低的時間更長,容易誘發心律失常及心肌梗死等不良反應,增加術后心肺并發癥的風險。本研究確定了頸椎前路手術老年患者術后心肺并發癥高風險的獨立危險因素,并將各因素對患者術后心肺并發癥的影響轉化為具體分值,建立了國內外首個預測頸椎前路手術老年患者術后心肺并發癥高風險的評分系統。從內部驗證的結果可以看出,該Nomogram模型具有良好的預測價值。然而,本研究仍然存在一些不足,首先,這是一項單中心的回顧性研究,樣本的選擇偏倚不可避免;其次,本研究只做了內部驗證,未來有待利用外部數據進行驗證。