ICU患者人工气道相关压力性损伤风险列线图预测模型的构建

周祥龙 张国琴 张帅 姚惠萍 陈小芳 蒋雪梅 高丽 陈群

(1.泰州市第三人民医院,江苏 泰州 225321;2.泰州市人民医院,江苏 泰州 225300;3.浙江省人民医院,浙江 杭州 310000;4.湖州市第一人民医院,浙江 湖州 313099)

医疗器械相关压力性损伤(medical device related pressure injury,MDRPI)是指患者在诊疗过程中使用医疗器械而导致的压力性损伤(pressure injury,PI),损伤部位形状与医疗器械形状一致[1]。ICU患者病情较重,频繁的使用医疗器械对局部组织产生持久性外力作用,导致局部组织缺血缺氧、微小血管充血和淤血、微循环障碍,从而发生MDRPI[2]。留置人工气道是ICU抢救患者生命的重要手段,主要途径有经鼻、口、气管切开插管3种方式,建立人工气道是抢救危重患者生命最有效的一种急救措施[3]。研究[4-6]表明,人工气道相关PI的发生率为5.97%～23.70%。人工气道相关PI的发生,增加了患者的痛苦,导致功能恢复延迟和感染风险增加,给患者及其家人产生负面影响,还会延长住院时间,增加机构成本,甚至是引起医患纠纷的重要因素[7]。因此,如何早期识别高危人群并构建ICU患者人工气道相关PI风险预测模型,为采取有效的预防措施提供依据,成为护理人员亟待解决的问题。列线图是对预测模型的可视化展示,通过计算每个独立危险因素的得分之和得到风险发生的预测概率[8]。目前,部分学者[9-10]关于ICU的PI风险预测模型的构建主要集中在患者整体上,而针对ICU患者人工气道相关PI发生的列线图风险预测模型罕有报道,缺少相关的风险评估工具和预测模型。本研究旨在通过前瞻性研究,分析影响留置人工气道患者PI发生的危险因素,并以此构建风险列线图预测模型,旨在预测ICU留置人工气道患者PI发生的风险,为临床干预提供参考。

1 资料和方法

1.1一般资料 本研究选取2020年12月-2021年7月浙江省某三级甲等医院ICU留置人工气道患者作为研究对象进行前瞻性研究。纳入标准:年龄≥18周岁;患者和或家属自愿参与本研究;在入住ICU期间留置人工气道。排除标准:患者入ICU前已存在人工气道相关PI;观察期间进行2次及以上气管插管的患者。本研究已通过浙江省人民医院伦理委员会审查(审批号:2021QT035),患者或家属自愿参与研究。基于前期文献研究,共筛选10个危险因素,根据文献[11]知logistic回归中推荐的经验准则是每个自变量至少10例患者才能保证结果稳健。预调查得出PI发生率为18%,考虑10%的失访,因此,本研究所需样本量为[10×10×(1+0.1)]÷0.18=611.11,约为612例。本研究最终纳入650例人工气道患者。

1.2方法

1.2.1一般资料调查 调查表参照相关文献,并通过专家咨询法进行设计。患者一般资料包括年龄、性别、入院诊断,并结合专家咨询纳入10个人工气道相关变量,即气管导管留置时间、气管导管是否带声门下吸引、气管导管材料、固定导管种类、气管插管的位置、人工气道固定器材、气切系带种类、插管时Braden评分、简化急性生理功能评分(simplified acute physiology score II,SAPS-II)、静脉血栓风险评估(Caprini评分)。

1.2.2指标评定方法

1.2.2.1Braden评估量表 记录患者插管时的Braden评分,该量表包括6项内容:感觉、潮湿、活动力、移动力、营养、摩擦力和剪切力[12],前5条目分为1～4分4个等级,摩擦力和剪切力条目分为1～3分3个等级,总分为6～23分,分数越低表示发生PI的风险越高。

1.2.2.2人工气道相关性PI发生情况 包括分期、部位、面积,并记录发生人工气道相关性PI与器材的相关情况。参照2016年美国 NPUAP发布的PI最新分期标准[13-14],PI分为1～4期、不可分期PI及深部组织PI。本研究所涉及PI部位及分期为所有人工气道患者发生的部位和分期分别统计,相同的部位、分期数量进行相加;PI发生率=发生人工气道相关PI的人数/人工气道患者总数×100%。

1.3资料收集方法 研究前对6名责任护士进行资料收集方法的统一培训。除住院时间外,其余所有资料均在患者入院24 h内完成收集。在班责任组长每班对患者进行PI评估,包括观察患者头面部、颈部皮肤及病例查阅,对研究对象进行基线调查,并根据最终是否发生人工气道相关PI分组进行资料收集。资料收集时间自患者留置人工气道时至出院、死亡或撤除人工气道后24 h(观察撤除人工气道后发生的继发性损伤)止。

1.4统计学方法 运用SPSS 26.0和R 4.0.5进行统计学分析。不符合正态分布的计量资料使用M(P25,P75)表示。并使用Mann-WhitneyU检验。计数资料变量采用频数和百分率表示,比较采用χ2检验或Fisher确切检验。使用logistic回归分析潜在的危险因素与PI的相关性,通过单因素回归分析评估每个变量的意义。将P<0.05的变量纳入多因素logistic分析并构建风险预测模型,并通过列线图进行可视化展示。使用一致性指数、Bootstrap方法、Brier值对预测模型的区分度和校准度进行内部验证,以减少过拟合偏差,从而评估预测性能[14],采用决策曲线分析评价临床的应用价值。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1患者一般资料 本研究收集留置人工气道患者共650例。其中,男性442例(68%),女性208例(28%);年龄21～100岁,平均年龄(65.65±14.91)岁;气管导管留置时间为0.1～83.7 d,气管导管留置时间为[1.6(0.68,5.63)]d;内分泌系统疾病14例(2.2%),泌尿系统疾病10例(1.5%),骨骼运动系统疾病24例(3.7%),消化系统疾病57例(8.8%),心血管系统疾病273例(42.0%),呼吸系统疾病63例(9.7%),神经系统疾病101例(15.5%),其他(主要包括感染性疾病、脓毒性休克、系统性红斑狼疮、喉肿物等)共108例(16.6%)。

2.2人工气道相关PI发生情况 650例道患者中有131例(20.2%)发生人工气道相关PI,共发生PI 143处,其中有120例(91.6%)发生1处,10例(7.6%)发生2处,1例(0.8%)发生3处,见表1(扫后文二维码获取)。

2.3ICU患者人工气道相关PI与器材相关情况 131例留置人工气道患者发生人工气道相关PI的141例次中,与牙垫相关发生的PI例次最多,占46.8%,牙垫(66例次)>胶布(34例次)>导管(27例次)>声门下导管(7例次)>辅料(3例次),见表2(扫后文二维码获取)。人工气道相关PI大多为2期和3期,以2期为甚。

2.4ICU留置人工气道患者发生PI的相关危险因素分析 将发生人工气道相关PI的患者与未发生人工气道相关PI的患者进行相关危险因素分析。2组气管导管材料、固定导管种类、人工气道固定器材、气切系带种类、插管时Braden评分中感觉评分、活动力评分差异无统计学意义(P>0.05);2组人工气道的留置时间、使用声门下吸引导管、气管导管在口中的位置、插管时Braden评分总分、潮湿评分、移动力评分、营养评分及摩擦力/剪切力评分差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 ICU留置人工气道患者发生PI相关危险因素的比较(n=650)

2.5ICU留置人工气道患者发生PI的独立危险因素分析 将表3中有统计学意义的危险因素(人工气道留置时间、是否带声门下导管、气管导管在口中的位置、插管时Braden评分总分、潮湿评分、移动力评分、营养评分及摩擦力/剪切力评分)作为自变量,以患者是否发生留置人工气道相关PI作为因变量,纳入到二元logistic回归中进行分析,自变量赋值见表4。回归分析结果,见表5。logistic回归分析结果的可视化,见图1(扫后文二维码获取)。

表4 ICU留置人工气道患者发生PI的相关自变量赋值

表5 预测ICU留置人工气道患者发生PI的多因素logistic回归分析

2.6ICU患者人工气道相关PI风险预测模型的构建及预测效果分析

2.6.1ICU患者人工气道相关PI风险预测模型的构建 将ICU患者人工气道相关PI发生的独立风险因素构建风险预测模型,并绘制PI风险预测列线图,见图2(扫后文二维码获取)。每个危险因素都可参照第1行的分值标尺得出相应的分值,将所有存在的危险因素得分相加即总分,由总分可以找到相应的PI发生概率。所得到的模型使用Bootstrap验证方法进行内部验证。预测模型在预测PI风险方面具有良好的区分度,未调整的一致性指数为0.842(95%CI为80.4%～87.9%),灵敏度为77.1%,特异度为78.4%,最大约登指数为0.563,此时对应的风险预测值为0.170,列线图预测临界值是177分,预测风险ROC曲线见图3(扫后文二维码获取)。Bootstrap校正后的一致性指数为0.835,灵敏度为79.2%,特异度为75.3%,模型Brier值为0.112;校正曲线显示,预测曲线和实际观察曲线基本吻合,且与理想曲线偏差较小,说明模型能够较好的预测ICU患者留置人工气道相关PI的概率,见图4(扫后文二维码获取)。

2.6.2ICU患者人工气道相关PI风险预测列线图模型的临床获益评价 采用DCA图对临床获益进行评价,图形显示列线图曲线在0.1～0.75的阈值概率区间高于两条极端曲线,“None”表示对所有患者均不进行人工气道相关PI的干预治疗,净获益为0,“All”表示对所有患者均进行人工气道相关PI的治疗,净获益是斜率为负值的反斜线,表明该模型具有一定的临床获益,见图5,扫二维码获取表1、表2、图1～图5。

3 讨论

3.1ICU患者人工气道相关PI发生率高 本研究结果显示:ICU患者人工气道相关PI的发生率为20.2%,其中,口唇部PI占65.7%,与牙垫有关占46.8%,其次是胶布、导管等器材,且发生人工气道相关PI多为2期和3期。在医院获得性PI中,MDRPI的比例高达27.9%,其中与气管插管相关的占26%[15]。秦丽丽等[4]研究显示,ICU气管插管相关PI的发生率为23.7%。研究[16]显示,气管切开导管、气管插管是导致MDRPI风险较高的器械,发生风险分别为59.7%和58.9%。土耳其的一项研究[17]表明,MDRPI的发生率为48.8%,其中气管插管导致的PI为35.5%。本研究中,人工气道相关PI发生率稍微低于上述相关研究,可能是由于目前医院已经重视MDRPI并对留置人工气道患者采取了部分预防措施。由于发生器械PI的部位隐蔽、难以发现、作用时间长而引起皮肤的微环境发生变化、温湿度改变、血液循环变慢等原因最终导致器械相关PI的发生。ICU医护人员的工作量比较大,护理人员对患者评估时易忽视对人工气道相关PI的评估,这也易导致人工气道相关PI的发生。因此,应加强对留置人工气道患者的评估,及时关注人工气道固定装置的松解频率、口唇部皮肤情况,对于高危患者及时采取预防措施,以降低人工气道相关PI的发生率。

3.2ICU患者人工气道相关PI危险因素分析

3.2.1ICU患者人工气道的留置时间延长会增加人工气道相关PI发生风险 本研究结果显示:人工气道的留置时间是ICU患者人工气道相关PI发生的独立危险因素,与既往研究[4,7]结果一致。本研究中,人工气道的留置时间每增加1 d,发生人工气道相关PI的风险增加1.038倍。对于留置气管插管的患者应每天评估,符合拔管指征的尽早脱机拔管,以减少留置气管插管所导致的面部、口唇部等PI发生[18]。留置气管插管一般不超过2周,要长期留置时,应进行气管切开,对于不能进行气切或拒绝气切的患者应早进行PI的评分,对于高危患者应加强口唇部及面部PI的预防,同时积极评估,尽早撤机拔管,以减少PI的发生。因此,对于ICU留置人工气道患者,应根据治疗和病情进行正确评估人工气道相关PI,对于列线图模型预测评分≥177分的患者进行干预,以减少留置人工气道患者MDRPI的发生风险。

3.2.2声门下导管的使用易发生人工气道相关PI 口咽部分泌物及其胃内反流使细菌积聚在气囊上方,这会导致呼吸机相关性肺炎的发生。使用带声门下吸引导管的气管插管去除声门下气管导管分泌物,并且每周更换1次呼吸机回路的气管导管,可以有效预防呼吸机相关性肺炎的发生[19]。但是带声门下吸引的气管导管管腔较同等型号的气管导管粗,对口唇部皮肤压力较大,可能会增加发生人工气道相关PI的风险。从本研究的列线图上可见,使用声门下导管的ICU患者,人工气道相关PI风险得分变高。研究[4]显示,使用声门下吸引导管产生的PI风险是未使用声门下吸引导管的1.4倍,这与本研究结果一致。同时,本研究结果还显示:使用声门下吸引导管是人工气道相关PI的危险因素,使用声门下吸引导管可使留置人工气道患者PI发生的风险增加1.675倍。因此,医护人员应对使用声门下吸引导管的ICU患者应积极评估,并采取有效的措施,以预防声门下导管所产生的PI。

3.2.3气管导管在口角的位置易导致人工气道相关PI发生 任何机械通气程序都需要使用气管插管,这会给面部皮肤、口唇带来PI的风险。ICU患者病情重,镇静药物及患者的约束不当导致非计划性拔管等,使气管导管在口中的位置发生改变,使面部及口唇部PI的风险增加。有研究[20]表明,气管插管位于口部中心的位置可以有效的降低人工气道相关PI发生的风险。本研究结果显示:气管导管在口角时发生人工气道相关PI的风险是导管在口中心位置的6.371倍。Buckley等[21]研究表明,使用气管支架固定装置比使用胶布固定更稳妥且面部及口唇部PI明显减少。预防性应用的专用敷料材料或专用缓冲垫,可以防止或降低人工气道相关PI的发生[22]。因此,医护人员应对经口气管插管的患者进行评分,对于高危患者采取有效措施,以预防人工气道相关PI的发生。

3.2.4插管时Braden评分中潮湿维度评分越低,人工气道相关PI发生风险越高 本研究结果显示:Braden评分中潮湿评分与人工气道相关PI有关;从列线图可见,评分越低发生PI的风险就越大。潮湿可导致PI的发生风险增加22倍[23],这与本研究的结果一致。潮湿得分较高患者易发生人工气道相关PI,这可能是由于ICU护士在对患者评估潮湿分值时,主要评估的是全身整体情况,而忽视了人工气道周围皮肤的评估,导致评分偏高,这也较容易发生人工气道相关PI。巴西学者的一项研究[24]显示,皮肤潮湿发生MDRPI的发生率是干燥皮肤的1.11倍。洪成等[25]研究显示,潮湿是医院获得性PI发生的危险因素,潮湿患者发生PI的风险是正常患者的2.24倍。因此,ICU护士在工作中应重视对人工气道周围皮肤潮湿情况的评估,采取积极措施降低ICU患者人工气道相关PI的发生率。

3.2.5插管时Braden评分中摩擦力/剪切力和移动能力评分越低,人工气道相关PI发生风险越高 摩擦力/剪切力和移动力是PI发生的危险因素[26],其分值的高低与ICU患者自主移动能力成正相关。本研究显示,Braden评分中摩擦力/剪切力和移动力是ICU患者人工气道相关PI发生的独立危险因素:摩擦力/剪切力和移动力评分每增加1分,PI发生的风险将分别降低0.170倍和0.225倍,与国内研究[27]结果一致。ICU留置人工气道患者病情严重,常使用镇静药物及约束带等对患者约束,这使患者的自主移动能力下降,导致自身体重带来的垂直压力增加;留置人工气道患者要使用胶布、固定带等对气管导管进行固定,这也使器械对周围皮肤的压力增大,极大地增加了人工气道相关PI的发生率。ICU患者躁动或者被动移动时,人工气道的器械与皮肤间可导致摩擦力的发生,同时由于人工气道器材的固定使垂直压力和剪切力增加,这些危险因素都会导致留置人工气道相关PI的发生。因此,为了降低ICU留置人工气道患者MDRPI的发生率,气管导管的型号及材质应合适,导管的固定应松紧合适,患者被动移动时应同时移动导管,以减轻摩擦力和剪切力带来的影响[28]。

3.3本研究构建的ICU患者人工气道相关PI风险预测模型的预测效能较好 本研究通过单因素分析和多因素logistic回归分析探索ICU患者人工气道相关PI发生的独立危险因素并建立其列线图预测模型。结果显示,该模型一致性指数为0.842,校准曲线均在理想线附近,该模型具有良好的区分度和较好的校准度,DCA图结果显示本列线图模型具有较好的临床应用价值。统计学上一致性指数为0.7～0.9,表示预测中等;预测效能>0.8可考虑应用于临床[29]。列线图可以将疾病发生风险进行可视化,因此ICU医护人员可以在留置人工气道患者住院期间采用该模型进行PI风险进行科学的、动态的评估[30-31]。根据评估结果对高危人群及早采取预防和护理措施,可以减少MDRPI的发生,从而减少医疗成本,提升患者的满意度。

3.4对本研究构建的ICU患者人工气道相关PI风险预测模型临床应用的建议 本研究通过分析人工气道相关PI发生的危险因素,构建了ICU患者人工气道相关PI风险预测列线图模型,其区分度和校准度均较好,在留置人工气道期间即可完成PI的风险评估,当得分≥177分时,表明患者大概率会发生人工气道相关PI,应对患者进行干预,应关注气管导管的位置、口唇部受压情况、有无声门下吸引、人工气道的留置时间、口唇部潮湿度及气管导管周围皮肤情况;从而采取针对性的预防措施,如改正气管导管的位置、按时松解及更换气管导管固定装置、及时评估患者是否符合撤除人工气道的指征、有声门下吸引导管的避免长时间在口唇某一个部位长时间受压,能有效的预防人工气道相关PI的发生。本研究DCA图(图5)显示,在0.1～0.75的阈值概率区间,模型曲线高于2条极端曲线,表明在此阈值概率区间利用该模型预测ICU留置人工气道患者发生PI的风险并决定是否采取干预措施具有应用价值,提示该模型可帮助医护人员提高决策科学性,使医护人员及患者均有获益。然而,本研究构建的列线图预测模型的灵敏度与特异度相对偏低。因此,在临床工作中对患者进行评估时,对于留置人工气道相关PI评分低的患者,应与临床中其他可能导致PI的危险因素结合起来预测,存在其他高危因素者,应积极进行PI的评估,及早发现漏诊的患者,采取预防措施。

综上所述,本研究构建的ICU患者人工气道相关PI风险预测列线图模型具有良好的预测效能,可在患者留置人工气道期间进行PI的风险评估,为早期干预人工气道相关PI提供参考。对ICU留置人工气道患者及时考虑人工气道的留置时间、使用声门下导管、气管导管在口中的位置、Braden评分中潮湿评分、移动力评分、摩擦力/剪切力评分等因素进行评估,能早期识别人工气道相关PI的高危患者;对于预测评分≥177分的患者提早进行干预,以降低人工气道相关PI的发生率。本研究的不足之处在于研究样本偏小,且仅在1所三级甲等医院进行研究,虽然内部验证预测效果良好,但是未进行外部验证,未来可以进行大样本和多中心的前瞻性研究来进一步验证。