老年病人心脏术后谵妄风险列线图预测模型的建立及验证

刘海棠 唐倩芸 周森

谵妄是一种急性认知功能障碍,以认知、意识和注意力发生变化为主要临床特征，是心脏术后病人在ICU治疗期间常见的并发症之一，发生率为3%～56%，尤其老年病人，其术后谵妄发生率较年轻人高4倍[1-6]。目前对于心脏术后病人发生谵妄的机制尚未阐明，可能是多因素相互作用的结果，尚缺乏有效治疗方法。谵妄不仅延长ICU停留时间，还与病死率密切相关[3-4]。识别与控制可逆的危险因素是防治心脏术后病人发生谵妄的关键。既往研究多数偏重于分析心脏术后谵妄发生的风险因素，而整合多个风险因素并依此构建风险筛查工具的相关报道较少[5]。列线图模型能将Logistic回归结果实现可视化、图形化，直观整合危险因素用于某种疾病发生的预测当中[7-8]。因此，本研究拟应用多因素Logistic回归筛选心脏术后老年病人发生谵妄的术前、术中风险因素，并构建个性化的列线图预测模型，旨在为识别谵妄高风险人群和制定相应预防策略提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 本研究为前瞻性观察性研究，选取2018年1月至2020 年8月在海南医学院第二附属医院ICU治疗的心脏术后老年病人的临床资料进行分析。纳入标准：年龄≥60岁；择期开胸心脏手术病人；术前病人神志清醒。排除标准：存在精神病史的病人；严重语言、肢体功能障碍及存在认知功能受损的病人；术中或术后并发脑血管意外引起意识障碍或术后其他原因导致无法苏醒者；术前存在病态窦房结综合征、严重心动过缓(心率<50次/min)、Ⅱ度以上房室传导阻滞未安装起搏器的病人；严重肝肾功能衰竭病人。本研究经医院伦理委员会批准。

1.2 研究方法

1.2.1 资料收集：收集所有入选病人术前一般资料，包括年龄、性别、受教育年限、BMI、手术史、全麻史、基础疾病及长期用药情况，并计算查尔森合并症指数(Charlson Comorbidity Index，CCI)评分。收集MMSE评分(评分范围为 0～30 分，评分越高表示认知功能越好)、医院焦虑抑郁量表(Hospital Anxiety and Depression Scale，HAD)评分(评分范围为 0～42 分，评分越高表示焦虑和抑郁越严重)、日常生活活动能力量表(barthel index，BI) 评分(评分范围为 0～100 分，评分越高表示日常生活活动越好)及欧洲心血管手术危险因素评分(European system for cardiac operative risk evaluation，EuroSCORE)。收集术中资料包括手术方式、麻醉和手术持续时间、是否体外循环、是否出现术中低血压、是否出现术中心动过缓等；术后情况包括术后3 d是否出现谵妄、ICU停留时间及28 d预后转归等。

1.2.2 谵妄判定方法：病人转入ICU 后，每日2 次进行谵妄评估(分别为8：00～10：00、20：00～22：00)，直至3 d内病人谵妄评估为阳性或转出ICU。所有评估人员按照中文版《ICU 意识模糊评估法培训手册》进行培训，并达到合格要求。采用ICU意识状态评估法(ICU-confusion assessment method，CAM-ICU)和Richmond 躁动-镇静评分(Richmond agitation sedation scale，RASS)评估谵妄[9-10]。为了减少镇静镇痛药物对评估的影响，使用镇静药物者，需中断镇静镇痛药物唤醒后进行评估，如果病人深度镇静或无法唤醒(RASS为-4分或-5分)，则停止谵妄评估，并将病人记录为昏迷。

1.3 分组 根据病人入住ICU 3 d内是否发生谵妄分为谵妄组与无谵妄组，比较2组病人的临床特征。

2 结果

2.1 2组病人临床特征比较 本研究共纳入274例符合研究标准的心脏术后老年病人，其中男188例(68.61%)，女86例(31.39%)，平均年龄(66.93±5.38)岁。25例病人发生谵妄(谵妄组)，249例未发生谵妄(无谵妄组)，谵妄发生率为9.12%。谵妄组病人的年龄、CCI评分、EuroSCORE、全麻时间、手术时间、体外循环比例、术中低血压比例、术中心动过缓比例、术后ICU停留时间及28 d病死率均明显高于无谵妄组，差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。见表1 。

表1 2组临床特征比较(n,%)

2.2 谵妄危险因素的多因素Logistic回归分析 以是否发生谵妄(是=1，否=0)为因变量，以单因素分析具有统计学意义的因素为自变量，进行多因素Logistic 回归分析，结果显示，高龄、高CCI评分、体外循环及术中低血压为心脏术后老年病人发生谵妄的独立危险因素(P<0.01或P<0.05)。见表2。

表2 老年病人心脏术后发生谵妄危险因素的多因素Logistic回归分析

2.3 老年病人心脏术后发生谵妄风险列线图预测模型的建立 根据多因素Logistic回归分析结果，通过R软件建立老年病人心脏术后发生谵妄风险列线图预测模型，见图1。根据绘制出的列线图模型，每个变量对应列线图变量轴上的点，以该点做变量轴的垂直线对应上方评分标尺，得到该变量的得分，通过对各变量的得分进行求和，以求和的总分对应在风险轴上的点，即为老年病人心脏术后相对应的发生谵妄风险的概率。

图1 老年病人心脏术后发生谵妄风险的列线图预测模型

2.4 老年病人心脏术后发生谵妄风险列线图预测模型的验证 列线图模型预测谵妄风险的C-index为0.876(95%CI：0.799～0.952)，区分度良好。通过BootStrap自抽样方法对列线图模型进行内部验证，经过重复BootStrap自抽样1000次获得校准曲线，结果显示列线图模型预测谵妄发生风险与实际谵妄发生风险平均绝对误差为0.017，具有较强的一致性，见图2A。应用ROC曲线分析列线图模型预测老年病人心脏术后发生谵妄风险的效率，AUC 为0.871(95%CI：0.819～0.923)，说明该模型预测准确性较好, 见图2B。

图2 应用校准曲线(图2A)与ROC 曲线(图2B)对列线图模型预测谵妄风险的内部验证

3 讨论

3.1 老年病人心脏术后谵妄发生率分析 本研究结果显示，274例心脏术后老年病人中，25例出现谵妄，发生率为9.1%，稍低于其他研究[1-5]，可能与本研究仅观察入住ICU 3 d内的谵妄发生情况有关，而上述研究观察时限为整个ICU住院期间。此外，本研究发现谵妄组病人术后ICU停留时间明显延长，28 d病死率明显增加,说明谵妄在心脏术后老年病人中具有较高的发生率并影响预后，应引起医护人员的重视。

3.2 心脏术后老年病人发生谵妄的影响因素分析 心脏术后谵妄有多种危险因素，可能与病人或手术有关。Liao等[11]研究发现，心脏术后谵妄发生的危险因素包括高龄、术前认知功能损害、糖尿病、疟疾、抑郁症、脑血管疾病和手术类型等。Jones等[2]的研究显示：年龄增长、CCI评分、住护理院、外周血管疾病、呼吸系统疾病、高血压、术前房颤、体外循环和手术类型等均为心脏术后谵妄的独立危险因素。本研究表明,高龄、高CCI评分、体外循环及术中低血压为心脏术后老年病人发生谵妄的独立危险因素，与上述研究结果类似。由于老年病人细胞衰老、神经调节功能退化、机体一般状况差、糖代谢能力下降、焦虑或抑郁及对缺氧的耐受力较差等原因，其心脏术后发生谵妄的概率增加。有研究显示，年龄>65岁的病人术后谵妄发生率较年轻人高4倍，年龄越大,谵妄的发生率越高[12]。伴有多种慢性合并症为老年病人的特点，脑血管疾病可导致脑组织供血不足，脑的易损性增加，认知功能障碍；糖尿病可引起病人的血糖及代谢水平变化、神经递质紊乱；房颤可使病人的心脏排出量减少；高血压可导致病人的靶器官缺血。这些因素均可诱发术后谵妄。心脏术中行体外循环及出现术中低血压可引起病人脑血流量下降，从而导致脑组织缺血性损伤，这也可能是诱发术后谵妄的原因[2]。因此，老年病人心脏术后谵妄的发生由诱发因素和易感因素的复杂相互作用引起，与脑缺血、缺氧引起的代谢障碍性疾病有关。

3.3 老年病人心脏术后谵妄发生风险列线图预测模型的建立与应用价值 本研究应用多因素Logistic回归模型确定的危险因素变量，建立预测心脏术后老年病人谵妄发生风险的列线图模型的C-index为0.818，提示模型区分度良好；经校正曲线及ROC 曲线分析表明，该预测模型具有较强的一致性、较好的校准度及准确性。相比于其他预测工具，列线图模型可整合更多危险因素，实现个体化预测，应用更灵活、方便，已广泛应用于临床多种疾病的筛查及预后预测[7-8]。在临床上，护理人员可将风险因素对应的分值相加得出总分，通过总分得出谵妄发生风险。这一工具的应用有助于医护人员根据病人各自易感因素与危险因素的不同状态水平对病人的谵妄发生风险进行动态评估，并依此实施更有针对性的预防护理措施，有利于降低谵妄的发生率，改善预后。

本研究不足之处在于本研究为单中心研究，样本量有限，并排除了部分病例，存在选择偏倚；虽然研究结果经内部验证证实有较好的预测能力，但仍需要多中心大样本的外部验证。