开颅手术后颅内感染风险预测模型构建及效果评价

张丹梅，袁 丽，朱 琪

(1. 宁夏医科大学总医院院内感染科，宁夏 银川 750004； 2. 银川市第二人民医院长城中路卫生服务中心，宁夏 银川 750004)

颅内感染是开颅手术后常见的并发症之一，感染一旦发生将增加患者的住院时间和经济负担，并引起全身并发症及神经系统后遗症，严重时导致患者死亡[1-2]。根据某院神经外科医院感染目标性监测数据显示，颅内感染发病率较以往有升高趋势，通过采取常规医院感染防控措施仍不能有效减少该院开颅手术后颅内感染的发生。研究[3-5]显示，疾病风险预测模型是近年来应用在医院感染流行病学方面的一种全新的研究方法，通过对各项影响因素与疾病结局之间的关系进行分析并构建概率模型，进而评估疾病发生的风险。本研究拟采取logistic回归分析法构建开颅手术后颅内感染风险预警模型，为早期诊断颅内感染，尽早识别颅内感染发生的危险因素及高危患者，进而从医院感染管理学角度提出更加科学、精准的预防与控制措施。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2019年1月—2021年6月在该院神经外科行开颅手术的患者作为研究对象，病例组为术后发生颅内感染的患者，对照组为未发生颅内感染的患者，对两组资料进行回顾性对比分析。患者及其家属对本研究知情并自愿签署知情同意书。本研究获医院伦理委员会批准(编号KYLL-2021-332)。研究对象纳入标准和排除标准的筛选流程见图1。

1.2 研究方法

1.2.1 颅内感染诊断标准 依据《医院感染诊断标准(试行)》(2001版)[6]，颅内感染诊断标准至少符合以下5条：(1)出现发热、头痛、意识障碍及脑膜刺激征等颅内感染的临床症状及体征；(2)感染指标升高，如血常规白细胞计数>9.5×109/L、降钙素原>0.076 ng/mL或C反应蛋白>6.0 mg/L等；(3)脑脊液常规检查显示白细胞计数>8×107/L或蛋白水平>0.45 g/L；(4)颅脑CT或MRI检查显示脑脓肿、脑炎、硬膜脓肿或积脓；(5)引流的脑脊液呈现浑浊；(6)在脑脊液涂片中找到病原体；(7)脑脊液细菌培养结果阳性。

1.2.2 预测模型指标收集 本研究收集了术前、术中及术后共计30项临床指标，主要包括：(1)术前：年龄、性别、身体质量指数(BMI)、是否合并糖尿病、是否合并高血压、是否为术前低蛋白(血清清蛋白<35 g/L)、术前等待时间；(2)术中：美国麻醉医师协会(ASA)分级、手术风险分级(NNIS)、预防性抗菌药物使用、手术台次、麻醉方式、手术类型、是否后颅窝手术、手术入路、出血量、是否输血、手术时间、是否使用人工硬脑膜、是否使用骨瓣固定材料、是否使用明胶海绵、切口脑脊液漏情况；(3)术后：是否留置引流管及留置时间、感染前是否转入重症监护病房(ICU)、是否为非计划二次手术、是否低温治疗、是否气管插管、是否为术后低蛋白(血清清蛋白<35 g/L)。

1.2.3 模型构建及应用效果评价 通过单因素和logistic多因素回归分析筛选神经外科开颅手术后颅内感染的危险因素，并结合临床工作经验，构建logistic回归预测模型及绘制列线图(nomogram)，研究人群分别按照70%建模、30%验证进行随机抽样。采用统计学中Hosmer-Lemeshow拟合优度检验和受试者工作特征曲线(receiver operating cha-racteristic curve,ROC曲线)两种方法综合评价风险预测模型的准确性。

1.3 统计学方法 应用SPSS 22.0和StataSE 17.0软件进行数据分析。定量资料采用t检验；计数资料采用χ2检验。通过单因素分析手术后颅内感染的危险因素，并纳入多因素logistic回归分析，采用Forward-LR法建立预测模型。应用列线图进行模型结果的展现，采用Hosmer-Lemeshow拟合优度检验、ROC曲线和校准曲线进行模型评价。P≤0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 开颅手术后颅内感染及病种构成情况 778例开颅手术患者中发生术后颅内感染121例，颅内感染发病率为15.55%。神经外科开颅手术中以脑肿瘤最为常见，占总手术例数的44.99%，其次为脑出血，占20.82%，硬膜下血肿占14.91%，见表1。

表1 开颅手术患者病种构成情况

2.2 开颅手术后颅内感染单因素分析 研究结果显示，不同年龄、合并高血压、合并糖尿病、BMI、使用明胶海绵、低温治疗、术后低血清清蛋白、ASA分级、输血、留置皮下引流管等开颅手术后患者的颅内感染发病率比较，差异均无统计学意义(均P≥0.05)。女性、术前低血清清蛋白、术前住院时间≥3 d、NNIS分级≥2级、择期手术、首台手术、全麻、未预防使用抗菌药物、后颅窝手术、幕下手术、出血量≥300 mL、使用人工硬脑膜、使用明胶海绵≥3片、使用骨瓣固定材料、留置脑室引流管、脑室引流时间≥3 d、切口脑脊液漏、手术时间≥3 h、感染前转入ICU、气管插管、非计划二次手术患者的开颅手术后颅内感染发病率较高，差异均有统计学意义(均P<0.05)。见表2。

表2 开颅手术后颅内感染的单因素分析

2.3 开颅手术后颅内感染多因素logistic回归分析 将单因素分析中有统计学意义的变量纳入多因素logistic回归分析，研究结果显示，幕下手术、脑室引流时间≥3 d、使用明胶海绵≥3片、出血量≥300 mL、切口脑脊液漏是神经外科开颅手术后颅内感染的独立危险因素(均P<0.05)，见表3。

表3 开颅手术后颅内感染的多因素logistic回归分析

2.4 构建开颅手术后颅内感染预测模型 根据logistic回归分析结果构建预测模型：logit(P)=5.408+0.833×(幕下手术)+0.083×(脑室引流时间)+1.059×(使用明胶海绵)+0.456×(出血量)+2.821×(切口脑脊液漏)，并绘制预测模型列线图，见图2。

2.5 预测模型结果评价 构建的颅内感染logistic风险预测模型结果显示准确率为86.00%，见表4。通过采用Hosmer-Lemeshow拟合优度检验，结果显示该模型预测颅内感染的概率和实际发病率比较，差异无统计学意义，研究表明该模型拟合效果较好(χ2=4.101，df=6，P=0.768)；随机抽取30%人群(230例)验证预测模型，ROC曲线下面积为0.847，95%CI为0.814～0.878，见图3。

表4 颅内感染logistic风险预测模型判别与实际发生情况比较

2.6 预测模型一致性评估 以模型的预测概率作为横坐标，实际发生颅内感染的概率作为纵坐标绘制校准曲线，图中显示预测模型曲线与校准曲线基本重合，说明该预测模型能够准确预测开颅手术后颅内感染发生概率。见图4。

3 讨论

开颅手术后发生颅内感染，不仅影响外科手术效果，还会对患者病情的发展和预后产生不良后果，严重者将导致患者死亡，其病死率高达15%～30%[7]。本研究结果显示，该院神经外科开颅手术后颅内感染发病率为15.55%，高于国外学者的相关报道(3.6%～14.7%)[8-9]，介于国内研究的颅内感染发病率为2.6% ～ 30.0%[10]的平均水平，分析可能与该院神经外科开颅手术中主要以脑肿瘤切除手术为主(占44.99%)有关，大部分脑肿瘤病变位置较深，与周围组织或血管黏连，手术切除难度大造成手术暴露时间较长，因此术后更容易发生感染。

本研究通过对术前、术中及术后共计30项临床指标进行单因素分析，初步筛选出21项术后颅内感染的危险因素，通过logistic多因素分析明确了5项独立危险因素，即幕下手术、脑室引流时间≥3 d、使用明胶海绵≥3片、出血量≥300 mL、切口脑脊液漏，并进一步构建了神经外科开颅手术后颅内感染发生的风险预测模型。本研究结果表明，各危险因素之间存在交互作用，并提示手术相关因素是颅内感染发生的主要原因。(1)手术入路方式：幕下手术为术后颅内感染的独立危险因素，与相关研究[11-12]结果一致，分析可能原因为颅脑解剖结构本身的特殊性和复杂性，在手术操作时暴露困难，一定程度上发生颅内感染的风险系数较高。因此，对于幕下手术患者，手术医生应充分做好术前准备，结合影像学检査结果精准定位实施操作[13]，减少因术中操作不当增加感染风险；也可借鉴宋艳艳等[14]的研究采取术中尽量避免死腔残留，切口缝合牢固，术后实施无菌加压包扎的干预措施，以减少颅内感染的发生。(2)放置脑室引流管及引流时间：开颅手术结束后为引流残余积血，通常会在脑室放置引流管，但此项操作又会增加外界细菌进入无菌脑组织的机会，同时引流时间过长也会并发颅内感染。孙建平等[15]研究建议置入脑室引流管时可采用密闭式脑脊液外引流，既可防止脑脊液逆流，又减少与外界细菌接触的风险。因此，选择合适的引流管放置方式并及时拔除引流管是防止颅内感染的一种有效防控措施。(3)使用明胶海绵：本研究中，是否使用明胶海绵的开颅手术患者颅内感染发病率比较，差异无统计学意义(P=0.06)，可能是开颅手术中有93.70%(729/778)的患者使用了明胶海绵，单纯分析两组患者是否使用的差别并无意义；而使用不同明胶海绵数量的开颅手术患者颅内感染发病率比较，差异有统计学意义，明胶海绵作为止血材料在手术中普遍应用，虽具有可吸收性，但作为植入性材料，机体仍然存在一定的排斥性，存在感染的可能性[16]。因此，术中应尽量减少明胶海绵的使用，或待止血后取出。(4)术中出血量：本研究结果表明出血量≥300 mL是开颅手术后颅内感染的危险因素，与郭致飞等[17]研究结果一致。术中失血较多时会引起低血压，通常术中采取自体或异体输血或大量补液，进而导致低体温，同时增加了手术创伤应激反应，造成机体免疫力下降，进一步增加颅内感染的风险。(5)切口脑脊液漏：本次研究结果显示，切口脑脊液漏是颅内感染发生的独立危险因素，与既往学者研究[18-19]结果一致。赵四军等[18]研究发现，因手术中切口缝合或引流管留置等操作不规范可导致术后脑脊液漏。谭博等[19]研究指出，脑脊液漏持续时间与颅内感染的发生风险成正相关。付立平[12]研究还显示，颅内感染发生后会进一步加重脑脊液漏。本研究运用logistic回归分析构建的颅内感染风险预测模型拟合效果较好，表明在风险预测方面与实际感染发病率的一致性程度较高，在识别颅内感染发生的危险因素及高危患者上发挥着重要作用，为今后的医院感染管理工作提供了一种更加精准、实用的防控策略。

综上所述，开颅手术后颅内感染的发病率较高，造成颅内感染的危险因素较多且存在交互作用。因此，手术医生应早期识别高危患者，充分做好术前准备和手术方案，加强围手术期管理，术中尽量减少脑室引流管的使用及缩短留置时间，减少内植物耗材的使用，规范手术操作，减少出血并避免脑脊液漏，进而降低颅内感染发病率。由于回顾性调查的局限性，本研究未能对每台手术围手术期的影响因素进行全程追踪观察，可能存在潜在危险因素未纳入本次研究范围，若要进一步明确开颅手术后颅内感染各个环节中存在的危险因素，需进一步开展多中心、精细化的前瞻性调查研究。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。