严重创伤患者死亡危险因素分析及生理学预警评分建立

王雄伟,郁毅刚，姚猛飞，郑泽源，叶军明

1.深圳市龙华区中心医院麻醉科，广东 深圳 518110; 2.赣南医学院第一临床医学院，江西 赣州 341000； 3.厦门大学附属东南医院急诊科，福建 漳州 363000; 4.赣南医学院第一临床医学院麻醉学教研室,江西 赣州 341000

创伤指因机械因素导致人体组织或器官受到破坏的一种疾病，是造成我国以及世界人口死亡的重要原因之一[1-2]，全球每年约580万人死于创伤[3]。严重创伤患者伤情复杂，病情发展迅速，危重症较多，临床治疗难度较大。创伤患者的死亡是多种因素综合作用的结果[4]，直接原因主要有颅脑损伤、失血性休克和严重多发伤[5]，其主要导致人体解剖损伤、生理功能紊乱以及由此产生的储备损耗[6]。自1971年美国医学会提出简明损伤评分(abbreviated injury scale,AIS)后，至目前已相继出现了50多种创伤评分方法，从最初的解剖学评分，发展到后来的生理学评分和复合评分，生理学指标的评估意义越来越被重视，它与疾病预后密切相关，可作为严重创伤早期严重性评估的参考指标。在人体6大生理系统中，Marshall等[7]根据大量文献和计算得出6种最能反映本系统情况的生理学指标，且认为这些指标与危重症患者死亡密切相关，包括：(1)呼吸系统：氧合指数(OI)；(2)心血管系统：压力效正性心率(PAR)=心率×中心静脉压/平均动脉压；(3)肾脏系统：血肌酐浓度；(4)肝脏系统：血清胆红素浓度；(5)凝血系统：血小板计数；(6)中枢神经系统：格拉斯哥昏迷评分(Glasgow coma scale,GCS)。因此，研究严重创伤患者的病理生理学改变可了解其死亡原因和规律[8]，在诊疗早期根据相关病理生理学指标的变化快速判断患者预后并做出有效干预，能够使治疗更具有针对性，降低患者病死率并有助于改善患者预后[9]。

本文前瞻性研究2020年7月1日—2021年6月30日厦门大学附属东南医院急诊科收治的严重创伤患者139例相关生理指标，应用Logistic回归分析方法，筛选与严重创伤患者死亡相关的病理生理耗竭指标，并根据这些指标建立一套高效、精简和易实施的生理学预警评分标准。

资料与方法

1 一般资料

纳入标准：(1)新损伤严重度评分(new injury severity score,NISS)≥16分；(2)各种创伤导致的循环功能失代偿，出现休克或需要升压药物维持；(3)出现病理性心动过速或过缓；(4)出现呼吸窘迫或呼吸衰竭，需要吸氧或呼吸机支持；(5)创伤后经心肺复苏治疗；(6)合并有其他危及生命的危险因素而需要紧急治疗。排除标准：既往有心脏病、呼吸功能不全、凝血障碍、精神障碍等慢性病史。

本组严重创伤患者139例，男性101例，女性38例；年龄6～81岁，平均53.0岁。收集患者一般临床资料以及入院时各项生理学指标参数。严重创伤患者入院后完善相关检查并进行损害控制性复苏，于入院后48h记录治疗结局，根据48h治疗结局将患者分为存活组(100例)和死亡组(39例)。首先通过单因素分析方法比较两组患者间各项指标的差异，对严重创伤患者发生48h内死亡的影响因素进行初筛，将结果中P<0.05的指标纳入多因素Logistic回归分析，多因素分析P<0.05差异有统计学意义，视为是影响严重创伤患者治疗结局的独立影响因素。通过多因素Logistic回归分析筛选出的生理学指标，以及根据其他研究或文献被认为是严重创伤患者短期治疗结局中极为关键的生理学指标被纳入最终的模型，根据生理学评分标准对各指标进行赋值，其总分即为生理学预警评分。绘制生理学预警评分、多脏器功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)评分、序贯性脏器衰竭(sequential organ failure assessment,SOFA)评分以及NISS的受试者工作特征(ROC)曲线并计算其ROC曲线下面积(AUC)值，评价生理学预警评分对严重创伤患者48h治疗结局的预测价值。本研究获笔者医院医学伦理委员会批准(L2021003)。所有检测和治疗获得患者亲属的知情同意，并且通过中国临床试验注册中心注册(ChiCTR2100052945)。

2 数据收集

创伤患者入院时均进行临床病历资料的收集，包括入院诊断、现病史、既往史、性别、年龄、体温(T)、血压、心率、血氧饱和度、是否使用升压药以及升压药使用剂量等，并根据GCS评估患者意识状态；抽血化验血常规、血液生化及凝血功能，包括白细胞计数(WBC)、红细胞压积(Hct)、血小板计数(PLT)、凝血酶原时间(PT)、纤维蛋白原(FIB)、总胆红素(TBil)、血清肌酐(sCr)等；根据解剖学及生理学评分方法，评价并记录患者GCS、NISS、MODS评分及SOFA评分。入组的严重创伤患者经颈内静脉或锁骨下静脉穿刺置管监测CVP；经桡动脉穿刺置管监测MAP，根据MAP、HR及CVP计算PAR(PAR=HR×CVP/MAP)；抽动脉血行血气分析检测Lac和动脉氧分压(pressure of arterial oxygen,PaO2)，并根据PaO2和吸入氧浓度(fraction of inspired oxygen,FiO2)计算OI(OI=PaO2/FiO2)。临床病历资料收集及创伤评估过程均由指定的急诊科医师实施并记录，抽血操作由急诊科护士执行，防止观察偏倚的发生。如病例资料在收集过程中出现缺失数据，在统计分析时直接删除存在缺失值的个案。

3 统计学分析

结 果

1 单因素分析结果

存活100例，死亡39例，病死率28.1%(39/139)。本组男性101例(72.7%)，女性38例(27.3%)，两组患者性别比例方面差异有统计学意义(P<0.05)；患者年龄6～81岁，中位年龄为53.0岁(IQR：42～61)，两组患者年龄比较差异无统计学意义(P>0.05)；两组间NISS、MODS评分及SOFA评分比较差异有统计学意义(P< 0.05)。与存活组比较，死亡组入院时PT、Lac和Scr较高；PLT、FIB、OI、T、GCS和Hct较低，差异均有统计学意义(P<0.05)；两组间PAR和TBil比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 存活组和死亡组观察指标比较

组别OI WBC(×109/L)PLT(×109/L)FIB(g/L)存活组(n=100)410.50(331.75～481.25) 16.56(12.27～21.12)212.00(156.75～271.75)2.23(1.79～2.90)死亡组(n=39)366.50(237.50～451.50) 13.51(8.08～17.25)150.00(105.00～200.25)1.49(0.78～1.73)Z值-2.426 -2.326-3.897-5.173 P值0.015 0.020<0.001<0.001

组别sCr(umol/L)TBil(umol/L) Lac(mmol/L)PT(s)存活组(n=100)76.70(64.53～96.05)9.03(7.16～13.39)2.90(2.30～4.18)14.05(12.90～14.80)死亡组(n=39)102.35(70.28～118.20)8.27(5.08～13.10)7.80(5.83～10.08)18.25(15.93～22.88)Z值-2.392-1.435-7.339-6.262P值0.0170.151<0.001<0.001

组别NISSSOFA评分MODS评分存活组(n=100)17.00(17.00～22.00)2.00(1.00～4.00)1.00(1.00～3.00)死亡组(n=39)24.50(17.25～34.00)8.00(5.25～10.00)5.00(4.00～7.00)Z值-3.626 -6.269-5.945P值<0.001<0.001<0.001

将单因素分析中有统计学意义(P<0.05)的生理学指标纳入多因素Logistic回归分析，T、GCS、OI、Lac、Hct、PT、PLT、FIB被纳入回归模型。Logistic回归分析采用Forward:LR法，结果显示T、GCS、Lac和FIB是创伤患者发生死亡的危险因素(均P<0.01)。见表2。

表2 严重创伤患者发生48h死亡的多因素Logistic回归分析

2 生理学预警评分的确立

多因素Logistic回归分析显示，T、GCS、Lac和FIB均为严重创伤患者发生48h内死亡的独立影响因素。另外，在人体6大生理系统中，Marshall等根据大量文献和计算得出6种最能反应本系统功能状态的生理学指标，认为这些指标与危重症患者病死率密切相关，分别为OI、PAR、sCr、TBil、PLT和GCS。但在本研究中，TBil并不被认为是严重创伤患者发生短期内死亡的影响因素，sCr与PLT在组间比较虽然差异有统计学意义，但经多因素Logistic回归分析显示其不是严重创伤患者发生48h内死亡的独立影响因素。而且在最新的一些研究中，认为FIB比PLT对凝血功能评价更具有指导意义。因此，本研究将OI、PAR、T、GCS、Lac和FIB这6个指标纳入最终的生理学预警评分模型，而且在PAR评分基础上提出了更为优化的心血管功能评分，并按照目前应用最广泛的急性生理及慢性健康状况评分(APACHE Ⅱ)、SOFA评分以及MODS评分标准分别对各指标进行赋值。将这6项指标的分值相加，其总分即为生理学预警评分。评分标准见表3。

表3 生理学预警评分标准

3 生理学预警评分系统各指标的组间比较

对此6项生理学指标按照以上标准分别进行赋值，得出相应的评分值。对此评分值进行秩和检验(U检验)，比较其在两组间的差异。结果显示，两组间各指标的评分值差异均有统计学意义(P<0.05)。见表4。

表4 生理学预警评分系统各指标评分值的组间比较

指标Lac评分PAR评分心血管功能评分生理学预警评分存活组(n=100)1.00(1.00～2.00)0.00(0.00～0.00)0.00(0.00～1.00)3.00(2.00～6.00)死亡组(n=39)3.00(2.00～3.75)0.00(0.00～1.00)2.50(1.25～3.00)12.00(9.25～14.75)Z值-7.078-3.075-5.701-7.345P值<0.0010.002<0.001<0.001

4 ROC曲线分析结果

ROC曲线显示，生理学预警评分预测严重创伤患者发生48h内死亡的AUC值0.953，其诊断阈值9分，对应的敏感度85.7%，特异度88.0%，阳性预测值73.6%，阴性预测值94.0%，阳性似然比7.142，阴性似然比0.163，约登指数为0.737。应用MedCalc v16.2软件对ROC曲线进行成对对比，分析结果显示，生理学预警评分对严重创伤患者发生48h内死亡的预测性能优于NISS(P<0.001)，与MODS评分相比，其预测性能较优，差异有统计学意义(P<0.05)，提示该模型的预测性能良好。见图1,表5、6。

图1 生理学预警评分与MODS、SOFA评分及NISS ROC曲线

表5 各评分的ROC曲线下面积

表6 ROC曲线下面积对比结果

5 外部验证该模型的准确度和可信性

模型建立后，再次收集2021年7月1日—2021年8月31日厦门大学附属东南医院收治的严重创伤患者共计16例(男性11例，女性5例；年龄4～70岁，平均47.5岁)。均符合严重创伤的纳入标准，并收集患者的T、GCS、FIB、Lac、OI、心血管功能评分(血压、心率、中心静脉压、升压药使用剂量)等指标并赋值，计算生理学预警评分。比较两组患者生理学预警评分的差异，结果显示生理学预警评分存活组(3.36±2.499)分，死亡组(13.00±1.414)分，两组患者差异有统计学意义(P<0.001)。提示该评分的准确性良好，具有普适性。

讨 论

创伤评分的发展历程中，生理学指标的评估意义越来越被重视，其与疾病预后密切相关，可作为严重创伤早期严重性评估的参考指标[10]。Marshall等[7]将OI、PAR、sCr、TBil、PLT和GCS分别作为人体6大生理系统的功能评估指标。在本项研究中，数据显示T、Lac、GCS和FIB是严重创伤患者发生短期内死亡的主要危险因素，但TBil和sCr在组间比较差异无统计学意义。另外，Marshall等[7]将OI作为呼吸系统最终评分的重要变量，因为它与PEEP水平或机械通气的使用无关，更能反映呼吸系统的功能。所以本研究将OI纳入生理学预警评分系统，作为评价呼吸系统功能的一项生理学评分标准。PAR是Marshall等[7]开发的一个关于心血管评分量表，认为其更能反映心血管功能。与此同时，PAR评分与升压药物的使用存在密切联系，不同升压药物及不同剂量对PAR存在不同的影响。所以本研究在PAR基础上结合升压药的使用情况制定了心血管功能评分，并将其纳入生理学预警评分系统，作为评价心血管系统功能的一项生理学评分标准。

1 T

在本项研究中的入组患者中，失血性休克占据了很大一部分比例，这类患者循环血量不足，组织灌注差，体表温度较低；部分患者经过一定量的液体复苏后也同样导致体温降低。本研究数据分析显示，死亡组平均T显著低于存活组，差异有统计学意义(P<0.05)。低体温是导致严重创伤患者死亡的一个重要原因，已有研究表明，低体温可使严重创伤患者病死率增加25%[11]。

2 Lac

Lac的产生主要是由于组织灌注不足、缺血低氧所致，与患者病死率密切相关[12]，Lac浓度一定程度上决定着严重创伤患者的死亡，可作为判断危重病预后的参考指标。有研究显示，Lac浓度变化早于HR、血压和尿量等一般休克体征，其对病死率的预测价值高于这些指标[13]。Lac浓度与患者病死率密切相关，Bakker等[14]将Lac浓度持续>2mmol/L作为评估患者器官功能恢复和预后的有效指标。有研究显示，当Lac浓度持续>8mmol/L时，病死率高达100%[15]。在本研究中，两组患者Lac浓度平均值均高于正常范围(0.5～1.7mmol/L)，且死亡组患者Lac浓度显著高于存活组，两组间比较差异有统计学意义(P<0.05)。严重创伤患者中，多数患者存在重度组织损伤、循环失代偿以及失血性休克等，导致机体组织灌注不足、缺血低氧以及代谢障碍等导致乳酸升高，这也与本研究的结果基本一致。但有学者认为，Lac浓度不足以充分反映组织氧合状态，而乳酸清除率(lactate clearance rate,LCR)才应该作为临床上评估组织氧合的更可靠指标。然而，LCR值的计算需要通过测量两个不同时间点的Lac浓度，而两次检测时间间隔较长，不适用于创伤患者入院时的病情评估。在临床工作中，采用血Lac浓度作为创伤严重度的评估指标更具备实用性和可行性。

3 GCS

GCS是1974年由英国格拉斯哥大学的两位教授Teasdale和Jennett提出，用于评估患者昏迷程度。GCS从睁眼、语言及运动3个方面的反应来综合评估其得分，最高分15分，表示意识清楚，分数越低则意识障碍越重，3分多提示脑死亡或预后极差。用GCS来判断患者的意识情况，比较客观，是一种全球通用的评分方法，可用于对脑损伤后的神经功能缺陷进行分类。在本研究中，存活组GCS显著高于死亡组，一方面提示GCS与患者预后具有高度相关性，这也与林琳等[16]研究结果比较一致，其研究发现，GCS≥7分是创伤患者死亡的独立危险因素。另一方面，引起严重创伤患者的死亡原因中，创伤性颅脑损伤是一大重要因素，有研究表明，GCS是病死率的重要指标，尤其是在中度至重度创伤性颅脑损伤的患者中[17]。在本项研究的创伤因素中，由于颅脑损伤引起的死亡患者数量位列死亡患者数的首位。

4 FIB

Marshall等[7]将PLT作为评价凝血功能的一项主要指标，但本研究并不支持PLT可作为一个可靠的指标，数据显示FIB与严重创伤患者发生短期内死亡更具有相关性，更能预测严重创伤患者的短期预后。这与McQuilten等[18]研究结论比较相吻合，其研究证明FIB是严重创伤患者病死率的独立预测因子。另外，最新版的《欧洲创伤后大出血与凝血功能障碍管理指南》建议，功能性FIB缺乏或血浆纤维蛋白原水平<1.5g/L，推荐使用FIB浓缩物或冷沉淀物进行治疗[19]。

5 OI

在院前快速评估以及一些简易的评估方法中，通常采用呼吸频率作为判断患者呼吸功能的一项重要指标，也有一些研究采用血氧饱和度(SpO2)作为评估患者呼吸功能的评价指标。但目前普遍倾向于采用OI来评估患者肺部的情况，充分考虑了患者的肺通气和肺换气情况。而且，OI与呼气末正压或机械通气的使用无关，更能综合反映患者呼吸系统的功能。

本研究中，OI不是引起严重创伤患者发生死亡的主要危险因素，这可能与入组患者的创伤类型相关。本研究把NISS≥16分作为严重创伤的一项评估标准，由于NISS评分依据是按照AIS评分标准来实施,在AIS评分标准中，对于胸部损伤的评分值普遍较高，包括多发肋骨骨折、血气胸等，这部分患者在目前创伤分类中占了很大一部分比例。由于胸腔损伤或肺损伤直接导致肺通气功能或换气功能障碍，出现SpO2下降，OI降低。经过损害控制性手术后，患者的这种症状能够很快得到纠正或改善，且随着外科手术水平的提高，目前胸部损伤患者的病死率已经显著降低。所以出现入组患者AIS分值较高但病死率较低的情况，从而也导致两组间OI的差异不显著。

6 心血管功能评分

虽之前有研究表明，急诊创伤患者病死率相关的心血管危险因素包括心率(HR)>120次/min，收缩压<90mmHg，舒张压<60mmHg。但有些研究认为，HR与平均动脉压(MAP)的差异在存活组与死亡组之间无统计学意义[20]。Marshall等[7]开发的PAR，认为其更能反映心血管功能。其评分定义为：3～12为0分；12～18为1分；18～24为2分；>24为3分。此外，PAR评分与升压药物的使用存在密切联系，不同升压药物及不同剂量对PAR存在不同的影响。所以本研究结合PAR评分以及升压药评分制定了心血管功能评分，即在PAR评分基础上，未使用升压药+0分；多巴胺剂量≤5μg/(kg·min)或使用任何剂量间羟胺+1分；多巴胺>5μg/(kg·min)或去甲肾上腺素≤0.1μg/(kg·min)，+2分；多巴胺>15μg/(kg·min)或去甲肾上腺素>0.1μg/(kg·min)，+3分。本研究中，存活组PAR评分显著低于死亡组。再结合升压药评分计算出心血管功能评分，存活组心血管功能评分中位数0.00(0.00～1.00)，死亡组中位数2.50(1.25～3.00)，两组患者比较差异有统计学意义(P<0.05)。所以与PAR评分一样，心血管功能评分同样可作为评价心血功能的一项有效生理学指标，且其评估可能会更客观，结果更可靠。

7 结论

大多数创伤病死率预测评分本质上复杂，其准确性受到波动的生理参数的影响[21]。目前的研究表明，生理模型在创伤患者中的应用优于解剖模型。严重创伤患者住院时间短、病情变化快且发展迅速，若采用传统的评分方法对其进行评估，则监测指标较多、耗时较长，而且部分相关参数获取比较困难。而单纯的生命体征指标或解剖评分可能无法准确预测严重创伤患者的短期预后。使用生理学预警评分预测严重创伤患者的预后，其参数比较容易获取，且结果具有良好的相关性，在一定程度上能够反映患者的疾病严重程度，可作为评估危重症创伤患者48h病死率的有效指标。但是本研究涉及的样本量较小，该结果还需要多中心、更大样本量及前瞻性研究进一步验证。

作者贡献声明：王雄伟、郑泽源:患者筛选、实验实施、资料收集、数据分析；郁毅刚：研究设计、论文审校；姚猛飞：资料收集；叶军明：论文审校