老年單側(cè)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)圍術(shù)期輸血風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型的構(gòu)建

臧 晗，胡 嬡，許軒奇，許 力*

1.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院 麻醉科，北京 100730；2.高可信軟件技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京大學(xué))，北京 100084；3.北京大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，北京 100084

全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)作為治療髖關(guān)節(jié)疾病的有效手段,近年來需求量不斷增長[1]。圍術(shù)期輸血在全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中非常普遍[2-3]。已有文獻(xiàn)證實(shí)圍術(shù)期輸血與多種不良結(jié)局相關(guān),如感染、住院時(shí)間延長以及醫(yī)療花費(fèi)增加等[4-6]。優(yōu)化全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的圍術(shù)期血液管理受到了越來越多的關(guān)注,開放性輸血策略常常造成血液制品的過度使用。精準(zhǔn)識別高危人群,積極進(jìn)行術(shù)前干預(yù),可以最大限度地減少血液制品的浪費(fèi),降低輸血并發(fā)癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。隨著人口老齡化趨勢的擴(kuò)大和人口壽命的延長,老年患者的外科手術(shù)需求量持續(xù)增加[7]。老年患者常合并多種慢性疾病、衰弱及營養(yǎng)不良等,增加手術(shù)與麻醉相關(guān)風(fēng)險(xiǎn),其圍術(shù)期管理成為了臨床醫(yī)生的挑戰(zhàn)。既往已有文獻(xiàn)探究全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)圍術(shù)期輸血的危險(xiǎn)因素,但尚未有研究關(guān)注老年患者這一特殊群體[8-9]。本研究旨在識別老年患者單側(cè)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)圍術(shù)期輸血的危險(xiǎn)因素, 建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型,促進(jìn)圍術(shù)期決策的制定,建立個(gè)體化的圍術(shù)期管理方案。

1 材料與方法

1.1 研究對象

本項(xiàng)研究經(jīng)過北京協(xié)和醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)(SK-1757),回顧性收集于2013年1月至2021年10月在北京協(xié)和醫(yī)院接受單側(cè)初次全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的老年患者。納入標(biāo)準(zhǔn):年齡≥65歲的患者;接受單側(cè)初次全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者。排除標(biāo)準(zhǔn):存在缺失數(shù)據(jù)的患者,包括人口學(xué)特征、手術(shù)信息、術(shù)前實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)及輸血信息數(shù)據(jù)的缺失。

1.2 方法

1.2.1 數(shù)據(jù)的收集:根據(jù)既往文獻(xiàn)、臨床經(jīng)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)的可獲取性確定納入變量的種類。從手術(shù)麻醉信息系統(tǒng)、臨床數(shù)據(jù)中心和輸血科收集患者的人口學(xué)特征、手術(shù)信息、術(shù)前實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)及輸血信息。人口學(xué)特征包括年齡、性別、身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index, BMI)、美國麻醉醫(yī)師協(xié)會(American Society of Anesthesiologists, ASA)分級、合并癥以及抗凝藥物的使用等。ASA分級由一名麻醉醫(yī)生在術(shù)前進(jìn)行評估。貧血被定義為男性血紅蛋白 <120 g/L或女性 <110 g/L。術(shù)前抗凝藥物的使用指術(shù)前一周內(nèi)使用肝素、華法林或Xa因子抑制劑等。手術(shù)信息包括術(shù)前診斷、麻醉方式、手術(shù)時(shí)間、術(shù)中是否使用氨甲環(huán)酸等。骨關(guān)節(jié)炎包括原發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎和股骨頭壞死與髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良導(dǎo)致的繼發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎。術(shù)前實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)納入與手術(shù)時(shí)間相鄰最近的檢驗(yàn)結(jié)果,包括術(shù)前血紅蛋白、血小板、活化部分凝血活酶時(shí)間(activated partial thromboplastin time, APTT)、凝血酶原時(shí)間(prothrombin time,PT)、D-二聚體、纖維蛋白原、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanine aminotransferase, ALT)、總膽紅素、直接膽紅素、白蛋白、肌酐和尿素等。圍術(shù)期輸血被定義為在手術(shù)過程中或術(shù)后72 h內(nèi)異體紅細(xì)胞的輸注。

1.2.2 模型的建立:按照手術(shù)時(shí)間先后的順序,將前70%的數(shù)據(jù)劃分為訓(xùn)練集,后30%的數(shù)據(jù)劃分為測試集。訓(xùn)練集用于建立模型,測試集用于驗(yàn)證模型的性能。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 一般資料

本研究共納入467例接受單側(cè)初次全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的老年患者(訓(xùn)練集n=326, 測試集n=141),平均年齡(71.4±5.0)歲,男性134例(28.7%),女性333例(71.3%)。其中,91例(19.5%)患者接受圍術(shù)期輸血,48例(10.3%)例患者接受術(shù)中輸血,52例(11.1%)患者接受術(shù)后輸血。

2.2 訓(xùn)練集單因素分析結(jié)果

相較于未輸血組,輸血組患者年齡更大;ASA分級>Ⅱ 級、合并冠心病、合并貧血的患者更多;手術(shù)時(shí)間更長;術(shù)前D-二聚體水平更高。此外,輸血組接受全身麻醉以及術(shù)前診斷為骨關(guān)節(jié)炎和髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良的患者更少;術(shù)前血紅蛋白和白蛋白水平更低(P<0.05)(表1)。

表1 訓(xùn)練集單因素分析Table 1 Univariate analysis of the training set

2.3 訓(xùn)練集多因素Logistic回歸分析結(jié)果

將單因素分析中P<0.05的變量納入多因素Logistic回歸分析中,包括年齡、是否ASA分級>Ⅱ 級、是否合并冠心病、是否合并貧血、是否術(shù)前診斷為骨關(guān)節(jié)炎、是否術(shù)前診斷為髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良、是否接受全身麻醉、手術(shù)時(shí)間、術(shù)前血紅蛋白水平、術(shù)前白蛋白水平以及術(shù)前D-二聚體水平。結(jié)果顯示,合并冠心病、手術(shù)時(shí)間增加和術(shù)前低血紅蛋白是老年患者行單側(cè)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)圍術(shù)期輸血的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05)(表2)。

表2 訓(xùn)練集多因素Logistic分析Table 2 Multivariable logistic regression of the training set

2.4 預(yù)測模型的構(gòu)建與評估

基于多因素Logistic回歸分析結(jié)果與臨床經(jīng)驗(yàn),納入是否合并冠心病、手術(shù)時(shí)間、術(shù)前血紅蛋白、年齡以及是否ASA 分級>Ⅱ 級等因素構(gòu)建預(yù)測模型,繪制列線圖(圖1)。列線圖中各項(xiàng)危險(xiǎn)因素得分之和即為總分?jǐn)?shù),最后預(yù)測出相對應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)概率值。在測試集中對預(yù)測模型的性能表現(xiàn)進(jìn)行評估,受試者工作特征曲線下面積(the area under the receiver operating characteristic curve, AUC)為0.809 [95%CI(0.725, 0.892)],說明模型的區(qū)分度較好(圖2);校準(zhǔn)曲線與理想曲線接近,說明模型的校準(zhǔn)度良好(圖3)。

圖1 圍術(shù)期輸血預(yù)測模型列線圖Fig 1 Nomogram of the prediction model for perioperative blood transfusion

ROC.receiver operating characteristic; AUC.the area under the receiver operating characteristic curve.圖2 圍術(shù)期輸血預(yù)測模型ROC曲線Fig 2 ROC curve of the prediction model for perio- perative blood transfusion

圖3 圍術(shù)期輸血預(yù)測模型校準(zhǔn)曲線Fig 3 Calibration curve of the prediction model for perioperative blood transfusion

3 討論

老年患者機(jī)體生理儲備下降,自身調(diào)節(jié)能力差,對于失血的耐受能力降低,常伴隨著圍術(shù)期輸血需求的增加。同時(shí),對于輸血可能引起的并發(fā)癥代償能力弱,易造成不良預(yù)后。本研究建立并驗(yàn)證了老年單側(cè)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)圍術(shù)期輸血風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測模型,表現(xiàn)出良好的預(yù)測能力,對于臨床實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)意義。高危人群的精準(zhǔn)識別有益于優(yōu)化準(zhǔn)備的實(shí)施、麻醉計(jì)劃的制定以及術(shù)后管理的加強(qiáng),提升圍術(shù)期狀態(tài),減少血液制品的使用,改善老年患者的預(yù)后。

本研究發(fā)現(xiàn)圍術(shù)期輸血風(fēng)險(xiǎn)隨著手術(shù)時(shí)間的增加而升高,與既往文獻(xiàn)結(jié)果一致,手術(shù)時(shí)間延長一般與手術(shù)操作難度增加相關(guān),且較長的手術(shù)時(shí)間造成術(shù)野滲血量的增多,因而常伴隨失血量的增加與圍術(shù)期輸血風(fēng)險(xiǎn)的升高[8,11]。有文獻(xiàn)報(bào)道,術(shù)前低血紅蛋白是圍術(shù)期輸血的重要預(yù)測指標(biāo),在本研究中同樣被證實(shí),術(shù)前低血紅蛋白的患者可耐受的圍術(shù)期血液丟失量更少,造成圍術(shù)期輸血風(fēng)險(xiǎn)增加[8,12]。此外,本研究發(fā)現(xiàn),合并冠心病是老年患者行全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)圍術(shù)期輸血的危險(xiǎn)因素。優(yōu)化心肌氧供是冠心病患者圍術(shù)期管理的重點(diǎn),維持充足的血紅蛋白水平是臨床實(shí)踐中增強(qiáng)機(jī)體氧輸送能力的有效手段,因此合并冠心病的患者接受圍術(shù)期輸血的可能性更高。此外,根據(jù)文獻(xiàn)及臨床經(jīng)驗(yàn),本研究所建立的模型還納入了年齡與ASA分級兩項(xiàng)重要因素,旨在建立更為全面客觀且臨床應(yīng)用廣泛的老年單側(cè)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)圍術(shù)期輸血風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型[9,11]。對于輸血風(fēng)險(xiǎn)較高的患者術(shù)前應(yīng)當(dāng)積極采取干預(yù)措施,謹(jǐn)慎選擇手術(shù)時(shí)機(jī),改善生理狀態(tài),如提升血紅蛋白水平、優(yōu)化冠心病治療等,早期預(yù)測,預(yù)防為先,實(shí)現(xiàn)個(gè)體化的圍術(shù)期管理。

本研究存在一定的局限性,首先,由于回顧性研究的性質(zhì),所以可能存在一些無法避免的偏倚;其次,本研究為單中心來源,所建立的預(yù)測模型仍需要大樣本量的外部人群進(jìn)行驗(yàn)證和完善。

綜上,本研究對老年單側(cè)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)圍術(shù)期輸血的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了識別,所建立的模型取得了較好的預(yù)測效能,有助于臨床醫(yī)生篩查高危人群,改善患者結(jié)局,降低醫(yī)療成本。