A型主動脈夾層術后急性腎損傷預測模型的構建與驗證

戴紅英 曲 霖 張 揚

海軍軍醫大學第一附屬醫院,上海市 200433

主動脈夾層在心血管外科中較為常見,其主要是由于主動脈內膜撕裂,血液流入主動脈壁使其形成真假兩腔,進而出現一系列生理病理反應[1]。A型主動脈夾層病情較兇險,且治療難度大、致殘率高、致死率高,嚴重威脅患者生命健康[2]。隨著近年來醫療水平的不斷發展和進步,A型主動脈夾層術后患者死亡率有明顯降低,但因該疾病手術難度高且術中出血量相對較大,圍術期患者較常發生各類并發癥[3-4]。心臟手術相關性急性腎損傷(Acute kidney injury,AKI)是A型主動脈夾層術后常見并發癥,其不僅延長患者住院時間、增加治療費用,而且會影響患者腎臟和心臟預后,甚至增加術后死亡率[5]。因此,本研究旨在通過分析影響主動脈夾層后AKI發生的危險因素,為針對性地提出治療方案,降低主動脈夾層后AKI的發生提供理論依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象 將本院2020年4月—2023年5月期間收治的307例A型主動脈夾層患者按照6∶4的比例隨機分為建模組181例和驗證組126例,建模組患者依據是否發生AKI分為AKI組72例和非AKI組109例。研究已通過本院醫學臨床倫理委員會的批準,符合倫理標準。(1)納入標準:①A型主動脈夾層患者均經血管造影檢查確診,符合診斷與治療規范[6];②患者依從性良好,同意手術方案;③各項臨床資料記錄完整無遺失。(2)排除標準:①3個月內有手術、外傷及感染史者;②術后生存時間<24h者;③合并惡性腫瘤者;④有精神狀態異?；蛘J知障礙者。

1.2 臨床資料收集 收集記錄A型主動脈夾層患者的臨床資料,包括年齡、性別、體質量指數(BMI)、高血壓、糖尿病、吸煙、飲酒、器官灌注不良、急性生理學與慢性健康狀況評分系統Ⅱ(APACHEⅡ)評分、術前左心室射血分數(LVEF)、術前血管藥物使用、肝臟腫大、心臟壓塞、體外循環時間、主動脈阻斷時間、深低溫停循環時間、術前血清肌酐(Scr)、術前白細胞計數(WBC)、術前C反應蛋白(CRP)、術前尿素氮、術前空腹血糖、術前乳酸、手術時間、術中尿量、手術方式、住院時間、重癥監護病房(ICU)停留時間、入院到手術時間、主動脈直徑、圍術期輸血。

2 結果

2.1 建模組與驗證組患者臨床資料比較 建模組肝臟腫大比例、術前WBC低于驗證組,差異有統計學意義(P<0.05),而建模組與驗證組其他臨床資料比較,差異均無統計學意義(P>0.05),見表1。

表1 建模組與驗證組患者臨床資料比較

2.2 建?；颊咧蠥KI組與非AKI組臨床資料比較 AKI組年齡、術前Scr、體外循環時間及器官灌注不良、心臟壓塞、圍術期輸血患者比例高于非AKI組,差異有統計學意義(P<0.05),而AKI組與非AKI組其他臨床資料比較,差異無統計學意義(P>0.05),見表2。

表2 建?；颊咧蠥KI組與非AKI組臨床資料比較

2.3 A型主動脈夾層術后AKI的多因素Logistic回歸分析 以A型主動脈夾層患者術后是否發生AKI(1=是,0=否)為因變量,以上述2.2單因素分析結果中差異有統計學意義的年齡(連續變量)、術前Scr(連續變量)、體外循環時間(連續變量)、器官灌注不良(1=有,0=無)、心臟壓塞(1=有,0=無)、圍術期輸血(1=有,0=無)為自變量進行多因素Logistic回歸分析,結果顯示,年齡大、術前Scr高、體外循環時間長、有器官灌注不良、有心臟壓塞、有圍術期輸血是A型主動脈夾層術后AKI的獨立危險因素(P<0.05)。見表3。

表3 A型主動脈夾層術后AKI的多因素Logistic回歸分析

2.4 A型主動脈夾層術后AKI發生風險的列線圖預測模型構建 基于上述2.3中多因素Logistic回歸分析結果,以其獨立危險因素年齡、術前Scr、體外循環時間、器官灌注不良、心臟壓塞、圍術期輸血為預測因子構建A型主動脈夾層術后AKI發生風險的列線圖預測模型,結果顯示,年齡每增加5歲記7.42分;體外循環時間每增加20min記12分;術前Scr每增加50μmol/L記10.00分;有器官灌注不良記15分;有心臟壓塞記12分;有圍術期輸血記21分。見圖1。

圖1 A型主動脈夾層術后AKI發生風險的列線圖預測模型

2.5 A型主動脈夾層術后AKI發生風險的列線圖預測模型內部驗證 建模組中,繪制ROC曲線驗證列線圖預測模型的區分度,結果顯示,列線圖模型預測A型主動脈夾層術后AKI發生風險的AUC為0.866(95%CI=0.806～0.927),敏感度為87.2%,特異度為81.9%,提示該列線圖模型在內部數據集中區分度良好。見圖2。Hosmer-Lemeshow檢驗結果顯示,χ2=0.136,P=0.271,校正曲線趨近于理想曲線,提示該列線圖模型在內部數據集中校準度良好。見圖3。

圖2 列線圖模型預測建模組A型主動脈夾層術后

圖3 列線圖模型預測建模組A型主動脈夾層術后

2.6 A型主動脈夾層術后AKI發生風險的列線圖預測模型外部驗證 驗證組中,繪制ROC曲線驗證列線圖預測模型的區分度,顯示列線圖模型預測A型主動脈夾層術后AKI發生風險的AUC為0.803(95%CI=0.734～0.872),敏感度為79.8%,特異度為79.2%,提示模型在外部數據集中區分度良好。見圖4。Hosmer-Lemeshow檢驗結果顯示,χ2=0.239,P=0.127,校正曲線趨近于理想曲線,提示該列線圖模型在外部數據集中校準度良好。見圖5。

圖4 列線圖模型預測驗證組A型主動脈夾層術后

圖5 列線圖模型預測驗證組A型主動脈夾層術后

3 討論

心臟手術相關性AKI是以腎功能急劇惡化為特征,表現為腎小球濾過率顯著降低的一種臨床綜合征[7]。而A型主動脈夾層手術范圍較大,且體外循環時間較長,其術后AKI發病率顯著高于其他心臟手術[8-9]。A型主動脈夾層術后AKI的危險因素目前報道結果并無定論,既往研究中,其危險因素包括男性、高齡、BMI升高、高血壓、LVEF受損等,結果的差異性考慮可能與手術技術、人種、手術類型等因素有關[10-11]。因此,本研究通過構建A型主動脈夾層術后AKI的模型分析影響因素,為降低術后風險做貢獻。

本研究經單因素和多因素分析后,發現A型主動脈夾層術后AKI的獨立危險因素包括年齡大、術前Scr高、體外循環時間長、有器官灌注不良、有心臟壓塞、有圍術期輸血。(1)年齡。分析認為老年A型主動脈夾層患者腎臟儲備功能下降、腎臟血流動力學明顯受損,腎灌注量急劇減少后更易引發術后AKI。葛翼鵬等[12]研究同樣顯示,年齡是A型主動脈夾層患者術后AKI的獨立危險因素。(2)器官灌注不良。基于既往研究[13-14],分析認為可能是由于內膜瓣阻塞了內臟動脈,腎動脈靜態和動態阻塞均會損害腎臟灌注導致急性腎缺血,而急性腎缺血會引發毛細血管內皮發生嚴重改變,局部缺血后微血管病變和間質性炎癥均會造成患者腎功能不全和AKI。(3)心臟壓塞。既往研究認為,心臟壓塞會引發外周靜脈淤血和深靜脈壓異常升高,進而導致患者腎臟損傷[15]。李培等[16]研究同樣顯示,心臟壓塞是A型主動脈夾層患者術后AKI的影響因素。(4)體外循環時間。患者行A型主動脈夾層術時器官缺血,需要使用體外循環維持血液灌注,體外循環過程中人工材料與患者血液接觸會引起炎癥細胞被激活,各類趨化因子、炎癥因子、蛋白酶、氧自由基的生成和釋放會造成腎組織損傷,體外循環時間延長會導致AKI發生率增加。因此,提高臨床醫師手術技巧、完善手術方法,縮短手術過程中的體外循環時間,對于降低A型主動脈夾層患者術后AKI的發生率有重要意義。(5)術前Scr。Scr是機體正常肌肉組織中磷酸肌酸和肌酸的代謝產物,血清Scr大部分由腎小球組織濾過進入原尿,不被人體腎小管組織再次吸收,正常情況下血清Scr水平處于相對穩定值,因此血清Scr的檢測濃度可間接反映機體腎小球濾過功能[17-18]。術前Scr水平升高表明A型主動脈夾層患者可能存在潛在的腎功能代償能力下降或腎功能不全,而手術會造成患者炎癥反應增加和血流動力學紊亂,使得患者在原有腎功能不全的基礎上進一步惡化,最終發生術后AKI。(6)圍術期輸血。分析圍術期輸血導致AKI發生的原因為:輸血可能導致手術患者體內發生免疫反應,且出血本身可能會造成圍術期腎臟缺血,進而引發術后AKI。

本研究以患者術后AKI發生的獨立危險因素年齡、體外循環時間、術前Scr、器官灌注不良、心臟壓塞、圍術期輸血構建列線圖預測,醫護人員可通過臨床相關指標所對應分值,得出術后AKI發生的預測風險,如行A型主動脈夾層術患者年齡60歲、體外循環194min、術前Scr為81μmol/L、器官灌注不良、心臟壓塞、圍術期出血,則患者發生術后AKI的風險為82.00%。列線圖預警模型的內部驗證采用了自抽法,經過1 000次抽樣調查驗證了此模型的合理性[19]。此外還進行外部驗證,外部驗證的數據同樣來自本院,納排標準均與建模組一致,ROC結果與校準度均顯示此模型不只適用于個例研究,具有一定的推廣價值。內部和外部驗證均顯示此列線圖模型具有較高的區分度和校準度,可輔助臨床醫師識別AKI高?；颊摺ＥR床醫師可采用列線圖模型對患者進行精準評估,若列線圖模型預測結果為術后AKI高?；颊?應提前制定相關措施和重點觀察項目;臨床護理人員應充分利用監護手段,密切監測患者體征改變,與醫師進行及時的溝通反饋;同時護理人員應對患者術后的營養狀態進行密切關注,早期置入胃管,依據患者個人情況,給予其低脂、低鹽、高維生素、高糖、高優質蛋白的腸內營養支持;且術前應了解患者心理特點,向其闡明治療過程、設備特點和應用目的,減輕其緊張、焦慮等情緒,幫助其了解術后并發癥知識和相關預防措施。

綜上所述,本研究通過多因素分析篩選出A型主動脈夾層術后AKI的獨立危險因素包括年齡大、術前Scr高、體外循環時間長、有器官灌注不良、有心臟壓塞、有圍術期輸血,以此為基礎構建的個體化列線圖預測模型具有較高的預測效能,可精準識別高危AKI患者,臨床醫師可針對性調整治療方案,進而防止并發癥的發生,改善患者遠期預后。