肺癌患者胸腔镜术后胸腔积液发生的列线图预测模型构建

丁理星 夏 俊 魏文学

作为治疗肺癌患者较为常用的手段，电视胸腔镜手术(video-assisted thoracic surgery，VATS)具有切口小、术后疼痛轻、对肺功能影响小等优势，且对患者免疫功能影响较小，患者术后康复较快，已在临床上得到广泛应用[1]。但研究显示，VATS术后仍有较高的并发症发生风险[2-3]。由此可见，探寻VATS术后胸腔积液发生的相关因素对肺癌患者康复尤为重要。目前，已有研究证实机器人辅助肺段切除术后发生胸腔积液与患者原发疾病、肺部感染等因素有关[4]。鉴于此，本研究尝试构建肺癌患者VATS术后发生胸腔积液风险预测模型，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究经医院伦理委员会批准，选取2017年4月至2021年4月收治的532例肺癌患者作为研究对象，全部患者及家属均知情本项研究，且自愿签署知情同意书。532例患者中男性403例，女性129例；年龄≥60岁172例，<60岁360例；病理类型：鳞癌184例，腺癌305例，大细胞癌43例；TNM分期[5]：Ⅰ期209例，Ⅱ期323例。

1.2 入选标准

纳入标准：①肺癌符合《中华医学会肺癌临床诊疗指南(2018版)》[6]中相关标准；②接受VATS治疗；③TNM分期为Ⅰ～Ⅱ期。排除标准：①合并其他恶性肿瘤疾病，如胃癌、肝癌等；②肺癌术后复发并进行二次手术治疗者；③胸膜肥厚严重粘连，胸腔镜无法进入者；④严重心肺功能障碍，无法耐受手术者；⑤合并凝血功能障碍；⑥严重传染性疾病，如病毒性肝炎；⑦肿瘤直径>5 cm的T2期肺癌者。

1.3 方法

1.3.1 基线资料收集方法 设计基线资料调查表，询问并记录全部患者基线资料，内容包括年龄(≥60岁、<60岁)、性别(男、女)、病理类型(腺癌、鳞癌、大细胞癌)、TNM分期(Ⅰ期、Ⅱ期)、合并症[高血压(符合《中国高血压防治指南(2018年修订版)》[7]中相关标准)、糖尿病(符合《糖尿病防治指南》[8]中相关标准)]、手术方法(肺叶切除术、病变楔形切除)、吸烟史[吸烟指数(每日吸烟支数×年数)≥0.5]、饮酒史(男性饮酒量≥40 g/日，女性饮酒量≥20 g/日，且持续饮酒时间>5年)、降钙素原(procalcitonin，PCT)(于入院时取全部患者空腹静脉血5 mL，以3000 r/min离心10 min，离心半径为10 cm，处理10 min后，分离血清，分置2管，取1管采用免疫化学发光法检测血清PCT水平。)、1 s用力呼气容积(forced expiratory volume in one second，FEV1)占预计值百分比[使用肺功能测试系统(美国森迪斯，Vmax20型)检测两组FEV1水平]、低白蛋白血症(另取1管采用溴甲酚绿法检测血清白蛋白水平，其中血清白蛋白水平<35 g/L为低白蛋白血症)。

1.3.2 胸腔积液评估及分组方法 经VATS治疗后，患者出现胸闷气喘、持续低热症状，行胸腔穿刺，可抽出积液；或术后5～7 d，行常规超声检查，探查胸腔情况，可见胸腔内液性暗区最大深度>3 cm即可确诊为术后并发胸腔积液。将术后发生胸腔积液的患者纳入发生组；反之，则纳入未发生组。

1.4 统计学方法

应用SPSS 24.0软件进行数据处理，计数资料用百分比表示，采用χ2检验，若期望值<5，采用连续校正卡方检验；计量资料均经Shapiro-Wilk正态性检验，正态分布计量资料以 表示，组间用独立样本t检验，用Logistic回归分析检验肺癌患者VATS后胸腔积液发生的影响因素；用R软件的“rms”程序包绘制列线图并构建肺癌患者VATS后发生胸腔积液的风险预测模型，并计算一致性指数(C-index)判断模型区分度；用“caret”程序包，经Bootstrap法重复抽样1000次验证，绘制校准曲线检验模型预测结果与实际结果一致性，用“pROC”程序包绘制受试者工作曲线(ROC)，并计算曲线下面积(AUC)值，检验胸腔积液发生风险预测模型的价值，AUC值>0.9表示预测性能较高，0.71～0.90表示有一定预测性能，0.5～0.7表示预测性能较低，<0.5表示无预测性能，P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 胸腔积液发生情况

532例肺癌患者VATS后，有60例发生胸腔积液，占11.28%。

2.2 两组基线资料对比

发生组年龄≥60岁、糖尿病、吸烟史、低白蛋白血症、FEV1%≤60%占比高于未发生组，PCT水平高于未发生组，差异有统计学意义(P<0.05)；组间其他基线资料对比差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组基线资料对比(例，%)

2.3 肺癌患者VATS术后发生胸腔积液风险的影响因素分析

将肺癌患者VATS术后胸腔积液发生情况作为因变量(1=发生，0=未发生)，将2.2中对比差异有统计学意义的变量纳入自变量，经Logistic回归分析,P值放宽至<0.1，建立多元回归模型，结果显示，高龄、合并糖尿病、吸烟史、低白蛋白血症、PCT水平高、FEV1%≤60%是肺癌患者VATS术后胸腔积液发生的风险因子(OR>1，P<0.05)，见表2。

表2 肺癌患者VATS术后发生胸腔积液风险的影响因素分析

2.4 构建肺癌患者VATS术后发生胸腔积液的风险预测模型及模型验证

绘制列线图(图1)，将2.3证实为可能的影响因素(年龄、糖尿病、吸烟史、PCT、低白蛋白血症、FEV1%)列入，构建术后发生胸腔积液风险预测模型，经Bootstrap法重复抽样1000次验证模型，结果显示，C-index值为0.909，模型区分度良好；绘制校准曲线显示(图2)，校准曲线Y与X直线相近，模型准确度良好。

图1 肺癌患者VATS术后发生胸腔积液的风险预测模型列线图

图2 肺癌患者VATS术后发生胸腔积液的风险预测模型校准曲线

2.5 胸腔积液发生风险预测模型预测效能评价

绘制ROC曲线(图3)发现，胸腔积液预测模型得到的预测值用于预测肺癌患者VATS术后胸腔积液发生风险的AUC为0.918，>0.90，有较好预测价值，cut-off值取4.742分时可获得最佳预测效能，对应的AUC的95%置信区间、标准误、P、特异度、敏感度、约登指数分别为0.881～0.955、0.019、<0.001、0.879、0.800、0.679。

图3 肺癌患者VATS术后发生胸腔积液的风险预测模型预测效能ROC曲线图

3 讨论

胸腔积液作为肺癌患者VATS术后较为常见的并发症，可限制患者心肺活动，若不及时处理，可导致胸腔感染，必要时需采用胸腔积液穿刺术引出液体，增加患者痛苦，不利于术后康复[9]。因此，分析VATS术后发生胸腔积液的相关因素，并建立预测风险模型，对预防肺癌患者术后胸腔积液形成具有重要意义。

本研究经初步对比两组基线资料后，经Logistic回归分析，结果显示，高龄、合并糖尿病、吸烟史、低白蛋白血症、PCT水平高、FEV1%≤60%是肺癌患者VATS术后胸腔积液发生的风险因子。分析原因在于：年龄：随着年龄增加，人体各系统、器官组织均会发生异常，功能明显减弱，经手术治疗后，患者肺部组织受损，增加感染风险，进而引发胸腔积液[10]。糖尿病：肺部微循环具有储备功能，肺脏是糖尿病患者微循环疾病的靶器官，而糖尿病患者自我修复能力较差，术后发生肺部感染风险较高，可导致患者胸腔积液[11-12]。针对上述因素，建议临床工作人员可于术前评估患者血糖水平，控制血糖，降低并发症发生风险。吸烟：烟草中含有的有害物质可刺激肺部组织，引发肺炎，进而引起胸腔积液[13]。经VATS治疗，存在吸烟史的患者肺膨胀不全风险较高，胸膜收到刺激，极易出现胸腔积液[14]。对此建议，针对吸烟患者，应于术前2周戒烟，同时做好呼吸道准备，及时排痰，必要时可辅以氧疗。PCT：PCT是一种新型炎症标志物，对早期急性细菌感染较为敏感，能够促进中性粒细胞趋化因子、炎性因子的释放，当PCT水平升高时，患者可能出现细菌感染，术后发生肺部感染风险增加，可能引起胸腔积液[15-16]。对此建议，及时检测患者PCT水平，进行抗生素治疗。低白蛋白血症：白蛋白作为人体内最丰富的血清蛋白，其水平降低可导致血浆胶体渗透压降低，增加壁层胸膜毛细血管液体滤出，导致组织生成液增加，当机体吸收无法负担胸膜中蓄积的液体时，即可发生胸腔积液[17]。同时，合并低白蛋白血症的患者多伴有营养不良、慢性炎症反应，极易出现肺部感染，引起胸腔积液[18]。FEV1%：FEV1%≤60%提示患者胸壁顺应性降低，加之术后疼痛影响呼吸肌做功，导致肺组织弹性回缩力减弱，甚至丧失，导致肺功能减弱，甚至产生相关肺部并发症，出现胸腔积液[19]。对此，临床于术前需充分评估患者肺功能，术前、术后均需进行肺功能锻炼，以改善患者呼吸功能。

使用Bootstrap内部验证法对肺癌患者VATS后发生胸腔积液风险预测进行验证，校准曲线几乎与Y=X直线重合，模型校准度良好；并对列线图风险模型进行验证，绘制ROC发现，胸腔积液发生风险预测模型预测肺癌患者VATS后胸腔积液发生风险的AUC>0.90，有一定预测价值。说明胸腔积液发生风险预测模型具有可行性，临床可根据胸腔积液发生风险模型检验结果，指导肺癌患者VATS后胸腔积液发生的预测和诊断。

综上所述，肺癌患者VATS术后胸腔积液的发生与高龄、合并糖尿病、吸烟史、低白蛋白血症、PCT水平高、FEV1%有关，根据上述因素构建胸腔积液风险预测模型具有较好预测价值。