Jackson公式和Burr公式计算心肺适能对老年患者术后肺部并发症预测效能的比较

张细学，蔡雨汐，殷欣，许智博，钱福勇，顾卫东，刘松彬

复旦大学附属华东医院麻醉科，上海 200040

老年患者上腹部大手术术后肺部并发症（postoperative pulmonary complications，PPCs）的发生率达10%以上［1］。为保障老年患者的围手术期安全，快速准确完成术前评估显得尤为重要。作为评价心肺功能的综合指标［2］，心肺适能（cardiorespiratory fitness，CRF）被运用于老年患者的术前评估中，其衡量指标为代谢当量（metabolic equivalent，MET）。研究发现，根据6 min 步行试验（6-minute walk test，6MWT）计算的CRF（CRF-B）对上腹部大手术患者PPCs 的预测效能优于单纯6MWT［3］。但6MWT 测试需专人指导，对场地和测试时间有一定要求，这些因素均限制了6MWT在临床上广泛开展。

有研究者通过拟合性别、年龄和体力活动指数（physical activity index，PAI）等指标计算CRF（CRFJ）［4］，该公式所需指标在患者入院时即可获得，采集时间较短，临床可操作性强。研究显示，CRF-J 与金标准心肺运动试验测得的CRF 有良好的相关性（r＝0.43）［5］。此外，在择期手术患者CRF 的研究中发现，CRF-J 与CRF-B 有较好的相关性［6］。目前通过CRF-J预测老年患者PPCs 尚未见文献报道，因此本研究拟比较CRF-J 和CRF-B 对老年患者PPCs 的预测效能，为临床应用提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究为前瞻性研究，2019年1月—2020年10月，于复旦大学附属华东医院招募择期行上腹部大手术的老年患者151 例。纳入标准：（1）择期行上腹部大手术（预期手术时间＞2 h）；（2）年龄≥65 岁。排除标准：（1）由于步行障碍、运动受限或并存疾病（如癌性疼痛）不能行6MWT；（2）步行测试前接受β 受体阻滞剂治疗；（3）1 个月内有不稳定性心绞痛或心肌梗死，实施6 MWT 时存在风险；（4）静息状态下收缩压＞180 mmHg（1 mmHg＝0.133 kPa）、舒张压＞120 mmHg、静息心率＞120 次/min；（5）存在交流障碍、语言理解障碍、精神疾病等不能配合研究。

研究过程中排除8 例、剔除13 例，最终入选130例老年患者，年龄65～88 岁，平均（71.2 ±5.8）岁。根据患者有无出现PPCs 分为PPCs 组（n＝39）和非PPCs 组（n＝91）。本研究于中国临床试验注册中心注册（ChiCTR1900022772），并经医院伦理委员会审批通过（20190027）。所有受试者或其委托人均签署知情同意书。见图1。

图1 研究流程图

1.2 临床资料采集

1.2.1 术前情况术前1 天收集患者的临床相关资料。（1）静息心率：患者静坐或安静平躺＞5 min 后，记录患者60 s 内的心跳次数；（2）腰围：在髂嵴和胸廓下部之间的中点水平测量腰围；（3）吸烟：近3 个月内吸烟定义为有吸烟，其他情况（戒烟超过3 个月或从未吸烟）定义为无吸烟；（4）PAI：患者近3 个月内每周步行或慢跑＞16 km 定义为积极；＜16 km 定义为不积极［7］。

1.2.2 术中情况记录手术时间（切皮开始至缝皮结束）、手术方式（开腹/腔镜）、输液量和尿量。

1.2.3 术后情况术后第7 天，确认患者的重症监护室（intensive care unit，ICU）入住率和心血管并发症发生率。术后第30 天，通过电话随访了解患者的存活情况。

1.3 CRF 相关指标

1.3.1 CRF-B根据Burr 等［8］提出的公式计算CRF-B，以受试者完成6MWT 所需时间作为CRF-B 的评估时间。CRF-B＝［70.161 ＋（0.023 ×6 min 步行距离） －（0.276 ×体质量） －（6.79 ×性别） －（0.193 ×静息心率） － （0.191 ×年龄）］/3.5。其中性别男性＝0、女性＝1。

1.3.2 CRF-J根据Jackson 等［9］提出的公式计算CRF-J，以评估患者PAI 所需时间作为CRF-J 的评估时间。女性CRF-J 公式＝14.787 3 ＋（年龄×0.115 9） －（年龄2×0.001 7） －（体质量指数×0.153 4） －（腰围×0.008 5） －（静息心率×0.036 4） ＋（PAI ×0.598 7） －（吸烟×0.299 4）。男性CRF-J 公式＝21.287 0 ＋（年龄×0.165 4） －（年龄2×0.002 3） －（体质量指数×0.231 8） －（腰围×0.033 7） －（静息心率×0.039 0） ＋（PAI×0.635 1） －（吸烟×0.426 3）。

1.4 PPCs 评估与分组

采用Kroenke 等［10］提出的方法评估PPCs。0 级PPCs：肺部无任何异常表现。1 级PPCs：（1）咳嗽、干咳；（2）微小肺不张（肺部异常体征，体温＞37.5 ℃且无其他明确发热原因，胸部影像学检测正常或无胸部影像学检测）；（3）无其他明确原因的呼吸困难。2 级PPCs：（1）支气管痉挛；（2）无其他明确原因的咳嗽、痰多；（3）低氧血症有呼吸困难或喘息症状，吸入空气时动脉氧分压＜60 mmHg 或氧饱和度＜90%）；（4）高碳酸血症；（5）肺不张（影像学确定伴肺部异常表现或体温＞37.5 ℃）。3 级PPCs：（1）疑似肺炎（影像学证实，可无病原学证据）；（2）胸腔积液（需行胸腔穿刺引流）；（3）气胸；（4）确诊肺炎（影像学证实合并革兰氏染色/培养确定的病原微生物学证据）；（5）术后再次插管或带管呼吸机支持，机械通气不超过48 h。4 级PPCs：呼吸衰竭（术后呼吸机支持＞48 h，或再次插管后呼吸机支持＞48 h）。术后第2、4及7 天进行评估，患者发生1 次2 级PPCs（≥2 项）或3～4 级PPCs（≥1 项）则定义为有临床意义的PPCs。

1.5 统计学分析

采用SPSS 24.0 进行统计分析。符合正态分布的计量资料采用均数±标准差（±s）表示，组间比较采用独立样本t检验；不符合正态分布的计量资料采用中位数和四分位数表示，组间比较采用WhitneyU检验；计数资料采用例数（%）表示，组间比较采用Fisher确切概率法或χ2检验。Person 相关系数表示连续变量的相关性，连续变量的一致性采用Bland-Altman 检验法分析。通过受试者操作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线分析预测效能，Z检验比较ROC 曲线下面积（area under the curve，AUC）。P＜0.05为差异有统计学意义。

1.6 样本量估算

采用PASS 15.0 估算样本量。根据预试验结果统计分析研究所需最少样本量，采用2 条ROC 曲线差异比较模块计算。主要参数为CRF-J 和CRFB 预测PPCs 的AUC 差异（0.072）。次要参数包括CRF-J 和CRF-B 预测PPCs 的阳性相关性、阴性相关性以及PPCs 的发生率，在预试验中分别为0.846、0.907 和25%。2 组数据类型均为连续变量，检验效能设定为0.8，α 设定为0.05，脱落率设定为20%，所需最少样本量为106 例，PPCs 组至少需要27 例。

2 结果

2.1 2 组一般资料比较

30.00%（39/130）患者发生有临床意义的PPCs（PPCs 组），70.00% （91/130）未发生有临床意义的PPCs（非PPCs 组）。2 组患者的年龄、性别、体质量指数、腰围、静息心率、PAI、过敏史和手术类型差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 2 组一般资料比较

2.2 2 组术中及术后情况

PPCs 组输液量、ICU 入住率、心血管并发症发生率及术后30 d 死亡率均大于非PPCs 组。见表2。

表2 2 组术中及术后情况比较

2.3 CRF-B 和CRF-J 的相关性及一致性

与CRF-B 评估时间比较，CRF-J 评估时间较少［17.98（17.53，18.50）minvs6.28（6.13，6.38）min，P＜0.001］。

2.3.1 相关性与非PPCs 组比较，PPCs 组的CRF-B 降低［（9.87 ±1.13）METvs（7.87 ±1.27）MET，P＜0.001］；CRF-J 降低［（10.59 ±1.59）METvs（7.76 ±1.67）MET，P＜0.001］。CRF-B 与CRF-J之间存在正相关（r＝0.870，P＜0.001）。见图2。

图2 CRF-B 和CRF-J 的相关性

2.3.2 一致性CRF-B 和CRF-J 的平均值和偏倚值均符合正态分布，满足Bland-Altman 一致性检验条件。CRF-B 和CRF-J 的偏倚平均值为－0.47 MET，偏倚标准差为1.07 MET，一致性上限和下限分别为1.63 MET 和－2.57 MET。126 例（96.92%）患者在一致性检验的上下限范围内，4 例（3.08%）患者在范围外。在上下限范围外的患者例数＜5%，提示CRF-J与CRF-B 之间具有很好的一致性。见图3。

图3 CRF-B 和CRF-J 的一致性

2.4 CRF-B 和CRF-J 对PPCs 的预测效能比较

CRF-B 预测PPCs 的最佳临界值为9.27 MET，灵敏度为89.74%，特异度为73.63%，AUC 为0.882（95%CI：0.818～0.946）。CRF-J 预测PPCs 发生的最佳临界值为8.80 MET，灵敏度为79.49%，特异度为83.52%，AUC 为0.884（95%CI：0.817～0.950）。CRF-B 和CRF-J 对PPCs 的预测效能差异无统计学意义（Z＝0.071，95%CI：－0.045～0.048，P＝0.943）。见图4。

图4 CRF-B 和CRF-J 预测PPCs 的ROC 曲线

3 讨论

老年患者肺功能储备下降［11］，作为评价心肺功能的综合指标，CRF 被广泛用于术后并发症及术后转归的预测［12］。研究发现，通过拟合临床基本资料和PAI计算的CRF-J，在评估非致死性心血管疾病的发生、心血管疾病死亡以及全因死亡的风险时具有良好的效能，已被推荐用于患者体能状态的评估［13］。

本研究比较2 组老年患者CRF-B 与CRF-J 之间的一致性，Bland-Altman 一致性界限图显示平均差异周围的分散范围＜5%，表明CRF-B 和CRF-J 之间存在较好的一致性。为进一步探索老年患者PPCs 的发生与CRF-J 的相关性，本研究首次在老年上腹部大手术患者中运用CRF-J 作为PPCs 的预测方法，结果显示CRF-J≤8.80 MET 是预测老年患者上腹部大手术PPCs 的最佳临界值，其预测灵敏度为79.49%，特异度为83.52%，AUC 为0.884。CRF-J 和CRF-B 预测PPCs 的AUC 差异无统计学意义，提示CRF-J 对PPCs的预测效能与CRF-B 相当。其原因可能为：（1）CRFB 和CRF-J 的计算公式纳入的性别、年龄、静息心率等变量多为PPCs 的独立危险因素；（2）CRF-B 和CRF-J的计算公式各自包含反映患者日常活动能力的步行距离和PAI，这2 个指标均能反映患者的摄氧能力及骨骼肌肉运动等方面的功能储备情况，与PPCs 的发生密切相关。

近年来，手术量不断增加，在较短时间内准确完成术前评估是临床亟需解决的问题。本研究发现CRF-J 的评估所需时间较CRF-B 少。CRF-B 评估患者需完成6MWT，所需时间较长，且6MWT 不适用于合并高危心血管疾病、行走不便的老年患者。CRF-J的评估仅需采集患者的性别、年龄和静息心率等信息，临床数据采集更为方便，评估时间较短，易于临床开展。

本研究的不足之处：（1）作为单中心的观察性研究，患者来源受到一定限制，患者选择性偏倚存在的可能性较大，进一步验证本次研究结果需要大样本量、多中心的研究；（2）研究纳入的美国麻醉医师协会分级Ⅲ～Ⅳ级患者较少，CRF-J 对该类患者的PPCs预测效能有待于进一步研究。综上所述，CRF-J 对老年上腹部大手术患者PPCs 的预测效能与CRF-B 相当，且CRF-J 预测PPCs 的灵敏度和特异度较高，评估时间短，值得在临床工作中推广。