老年颈椎前路手术患者术后发生心肺并发症危险因素及其预测模型的构建

易明波 曾琳

(萍乡市第二人民医院,江西 萍乡 337000)

颈椎病是一种以退行性病理改变为基础的疾患〔1〕。据统计〔2,3〕报道,全球超过1/3的人存在至少持续3个月的与退行性颈椎病相关的机械性颈痛,并且成人终生患颈椎病的概率高达48.5%,给社会带来沉重的疾病负担。颈椎前路手术是目前临床治疗颈椎病的常用术式,其不仅创伤较小,而且能直接对致压物进行减压,易矫正颈椎曲度〔4〕。然而,颈椎前路对应解剖复杂,牵涉许多重要结构,术后并发症一直困扰着广大临床医务工作者〔5,6〕。此外,接受颈椎前路手术的患者多为中老年人群,老年人群身体功能衰退,加之合并多种基础疾病,若麻醉不当,术后易发生严重心肺并发症,增加围术期风险〔7〕。随着人口进入老龄化,术前构建相关预测模型对于个性化制订颈椎前路老年患者术后心肺并发症的防治方案尤为重要。本研究旨在探究老年颈椎前路患者术后心肺并发症的独立危险因素,并以此构建预测心肺并发症的Nomogram模型。

1 资料与方法

1.1研究对象 选取2014年1月至2020年12月于萍乡市第二人民医院接受颈椎前路手术的老年患者467例。纳入标准:①术前颈椎影像学〔正侧位X线片、颈椎CT扫描及磁共振成像(MRI)检查〕示颈椎退行性病变;②单节段或2个节段脊椎受累;③初次接受颈椎前路手术;④年龄≥60岁;⑤美国麻醉医师协会(ASA)分级≤Ⅳ级;⑥择期手术;⑦临床资料完整;⑧患者及其家属已签署知情同意书。排除标准:①合并黄韧带或后纵韧带钙化;②颈椎严重不稳及狭窄;③严重骨质疏松者;④既往存在颈椎外伤、感染及肿瘤;⑤合并恶性肿瘤者;⑥合并其他系统严重性疾病;⑦存在认知功能及沟通障碍;⑧同时进行颈椎前路及后路联合手术。本研究符合《世界医学协会赫尔辛基宣言》的相关要求并经本院伦理委员会审查通过。按照患者术后是否发生心肺并发症分为观察组(发生心肺并发症,n=77)与对照组(未发生心肺并发症,n=390)。

1.2方法 通过医院信息系统收集 患者人口学特征、入院时临床资料及手术资料,包括年龄、性别、体质量指数(BMI)、基础疾病(高血压、糖尿病及冠心病)、吸烟史、饮酒史、ASA分级、1 s用力呼气容积(FEV1)、用力肺活量(FVC)、左心室射血分数(LVEF)、红细胞(RBC)、血红蛋白(Hb)、白细胞(WBC)、中性粒细胞、淋巴细胞、血小板(PLT)、N-末端脑钠肽前体(NT-proBNP)、白蛋白(ALB)、C-反应蛋白(CRP)、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)、入手术室时生命体征〔血氧饱和度(SpO2)、呼吸频率(RR)、心率(HR)、平均动脉压(MAP)〕、手术节段、麻醉时间、术中失血量、术中低血压、术中输液量、术中输血、术中总尿量及术后患者自控镇痛泵(PCA)。FEV1占预计值百分比(FEV1%)=FEV1/FVC。

1.3心肺并发症 心肺并发症包括充血性心力衰竭、深静脉血栓形成、心肌梗死、心律失常、肺部感染、肺不张及呼吸衰竭。

1.4统计学方法 采用SPSS23.0软件进行χ2、t检验。受试者工作特征(ROC)曲线分析相关连续性变量的最佳截断值及曲线下面积,采用逐步后退法进行多因素Logistic回归分析独立危险因素,R软件“rms”包整合独立危险因素并构建预测Nomogram模型,校正曲线及决策曲线分析对Nomogram模型进行准确度与区分度的验证。

2 结 果

2.1两组颈椎前路手术老年患者基线对比 观察组年龄、BMI、糖尿病比例、ASA分级(Ⅲ～Ⅳ级)比例、FEV1%(<60%)、LVEF(<50%)、NT-proBNP、CRP、手术节段(2个节段)比例、麻醉时间及术中失血量均明显高于对照组(P<0.05),见表1。

2.2预测颈椎前路手术老年患者术后心肺并发症的ROC曲线分析 将具有统计学差异的连续性变量纳入ROC曲线进行分析,结果显示:年龄、BMI、NT-proBNP、CRP、麻醉时间及术中失血量的曲线下面积(AUC),见图1、表2。

表1 两组颈椎前路手术老年患者基线对比

2.3颈椎前路手术老年患者术后心肺并发症多因素Logistic风险回归分析 年龄(≥74岁)、ASA分级(Ⅲ～Ⅳ级)、FEV1%(≤60%)、LVEF(≤50%)、麻醉时间(≥110 min)、术中失血量(≥200 ml)是颈椎前路手术老年患者术后心肺并发症高风险独立危险因素(P<0.05),见表3。

2.4颈椎前路手术老年患者术后心肺并发症高风险的Nomogram模型的构建 将多因素Logistic回归分析得到的6个独立危险因素纳入Nomogram模型的绘制,构建颈椎前路手术老年患者术后心肺并发症高风险的Nomogram模型。通过Nomogram模型可得到各独立危险因素的不同分类对应分值标尺上的分值,各分值的总和计为总分,在总分标尺上直接向下画一条垂直线,即可得到患者术后发生心肺并发症的概率,见图2。

图1 预测颈椎前路手术老年患者术后心肺并发症的ROC曲线

2.5颈椎前路手术老年患者术后心肺并发症高风险的Nomogram模型的验证 内部验证结果显示,Nomogram模型的一致性指数为0.818(0.769～0.928),提示此Nomogram模型具有良好的预测效能。校正曲线的结果显示,实际曲线与理想曲线接近,提示预测的风险概率与实际情况具有较好的符合度,见图3。当高风险阈值>0.01时,此Nomogram模型在预测颈椎前路手术老年患者术后心肺并发症高风险的方面可提供显著高于单个独立危险因素的额外临床净收益,见图4。

表2 各指标预测颈椎前路手术老年患者术后心肺并发症效能分析

表3 颈椎前路手术老年患者术后心肺并发症的多因素Logistic风险回归分析

图2 颈椎前路手术老年患者术后心肺并发症高风险的Nomogram模型

图3 Nomogram模型预测颈椎前路手术老年患者术后心肺并发症高风险的校正曲线

图4 独立危险因素及Nomogram模型预测颈椎前路手术老年患者术后心肺并发症高风险的决策曲线

3 讨 论

Nomogram模型是一种新型的预测疾病发生风险及预后评估的可视化工具,目前已在多种癌症的预后评估中得到广泛应用,并且显示出良好的预测效能〔8～10〕。

本研究老龄患者肺功能及心血管功能显著下降,器官代偿能力弱于中青年,经受手术打击后其肺通气血流比值更易失衡,心肺储备更易耗竭,术后心肺并发症的发生率显著增高〔11,12〕。再者,老龄患者的术后排痰能力较差,更易导致支气管阻塞、肺部感染及肺不张,严重者可进一步向术后呼吸衰竭进展〔13〕。ASA分级麻醉前用于评估患者的体质状况及手术危险性,既往已有研究〔14〕认为,患者ASA分级越高,提示术前基础状况较差,术后不良并发症发生率增加。FEV1%是临床衡量患者肺功能的主要指标,Lauren等〔15〕发现,术前肺功能与患者术后肺功能损伤及相关并发症密切相关。有学者〔16〕建议,将术前FEV1%来预测肺叶切除术后心肺并发症发生率,并且将FEV1%<50%作为外科手术风险评估指标,略高于本研究,这可能是选取的研究对象不同所致。LVEF亦与术后心肺并发症相关,本研究发现LVEF≤50%的患者术后发生心肺并发症的概率为1.453倍,其最佳截断值为50%,高于〔17〕相关研究,这可能也受研究对象年龄分布所影响。麻醉时间过长,对老龄患者刺激大,术后更易出现肺部感染等呼吸系统疾病,加之老龄患者药物代谢能力减弱,导致术后肌松残余,严重影响术后的心肺功能,最终增加术后心肺并发症的风险〔18,19〕。术中失血量≥200 ml同样也是颈椎前路手术老年患者术后心肺并发症高风险的独立危险因素,与既往研究〔20〕一致,这可能是因为术中失血量过多,体温降低的时间更长,容易诱发心律失常及心肌梗死等不良反应,增加术后心肺并发症的风险。本研究确定了颈椎前路手术老年患者术后心肺并发症高风险的独立危险因素,并将各因素对患者术后心肺并发症的影响转化为具体分值,建立了国内外首个预测颈椎前路手术老年患者术后心肺并发症高风险的评分系统。从内部验证的结果可以看出,该Nomogram模型具有良好的预测价值。然而,本研究仍然存在一些不足,首先,这是一项单中心的回顾性研究,样本的选择偏倚不可避免;其次,本研究只做了内部验证,未来有待利用外部数据进行验证。