急性高碳酸血癥呼吸衰竭老年患者無創通氣治療失敗風險評估模型研究

李錄,趙喆,于鵬,許小毛,方保民

(1.中央軍委聯合參謀部警衛局衛生保健處,北京 100017；2.北京醫院，a腫瘤科,b呼吸與危重癥醫學科 國家老年醫學中心 中國醫學科學院老年醫學研究院)

老年人是呼吸衰竭發生的高危人群，加上老年人出現呼吸衰竭存在發病率高、病因復雜、易合并多臟器功能衰竭、大多發生急性高碳酸血癥呼吸衰竭(AHRF)、病死率高、臨床表現不典型等特點[1]，老年呼吸衰竭患者應用機械通氣治療在臨床上很常見。近些年無創通氣(NIV)的應用越來越廣泛[2-3]。但當患者呼吸衰竭發展到嚴重程度時，采用 NIV 治療效果并不顯著[4-5]。未經合適篩選應用NIV的失敗率在5%～60%之間，不少患者在NIV治療中獲益有限，最終表現為NIV治療失敗。本研究通過對100例NIV治療的AHRF老年住院患者的臨床資料進行回顧性分析，探究NIV治療失敗上機前基線危險因素并構建數學模型，提前區分AHRF老年患者NIV治療失敗高危、非高危患者，為臨床提供便利、可靠的AHRF老年患者NIV治療失敗風險評估工具，對有效降低NIV治療失敗發生率有所幫助。

1 對象與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2015年8月至2017年8月在北京醫院因AHRF行NIV治療的老年住院患者資料。根據NIV治療結果分為NIV成功組和失敗組，患者成功脫機認定為NIV治療成功，患者達到有創機械通氣(IMV)指征[6]或死亡認定為NIV治療失敗[7-8]。研究者自行設計病歷查詢統計表，通過北京醫院病案管理系統，查閱研究對象的住院病歷和呼吸機治療資料。收集可能造成 AHRF 老年患者NIV治療失敗的20余項NIV治療前基線臨床因素(包含一般資料、合并癥、檢查化驗結果等)數據資料進行分析。本研究已報備本院倫理委員會。

1.2 納入與排除標準 納入標準：①年齡≥65歲；②病例資料完整(包括一般資料、現病史、既往史、個人史、診斷、病程記錄、護理記錄等)；③滿足AHRF診斷標準[3,9]；④符合需要無創輔助通氣的指征[6,10]并接受了NIV治療。排除標準：①自主呼吸微弱、昏迷、意識障礙、大咯血者；②面部手術、創傷、畸形者，上氣道梗阻者；③誤吸危險性高、不能清除口咽及上呼吸道分泌物、呼吸道保護能力差者；④其他不適合輔助通氣者；⑤臨床資料缺失的患者。

1.3 NIV應用 患者在接受積極抗感染、平喘、祛痰等綜合治療的基礎上應用無創呼吸機輔助通氣：①選用Philips公司生產的VISION無創呼吸機或V60無創呼吸機進行治療，采用口鼻面罩，應用自主呼吸/時間控制模式(S/T模式)，根據患者的通氣狀況、血氣分析、血壓和耐受情況調節呼吸參數，參數為吸氣壓(IPAP):8～20 cm H2O， 呼氣壓(EPAP):4～12 cm H2O，吸入氣中的氧濃度分數(FiO2):30%～100%，備用支持頻率為12～16次/min；②所有患者均無NIV使用禁忌證；③當出現插管指征時在患者或其家屬同意并簽署知情同意書后行IMV，不同意者繼續行NIV及支持治療。

2 結果

2.1 AHRF老年患者一般資料和NIV治療失敗相關危險因素的單因素分析 自2015年8月至2017年8月，共選取符合納入排除標準的患者100例，其中男53例(53.0%)，女47例(47.0%)；年齡范圍65～91歲，年齡(79.4±6.4)歲；80歲及以上的患者60例(60.0%)，43例(43.0%)AHRF老年患者在住院期間出現NIV治療失敗。表1顯示了所有患者的人口學特點和臨床特征，及在NIV治療失敗組和成功組組間差異的P值。經查閱文獻并結合患者臨床特點，對可能與AHRF老年患者NIV治療失敗相關的基線因素進行單因素分析。單因素分析結果顯示性別、年齡、體質指數等在兩組間差異無統計學意義(P>0.05)。NIV治療前合并重癥肺炎、消化道出血、肝功能受損、心率≥120次/min、呼吸頻率≥30次/min、胸部X線片示病變浸潤≥3個象限、血pH<7.25、氧合指數(OI)≤200 mm Hg、C反應蛋白(CRP)≥8 mg/dL、簡化急性生理學評分Ⅱ(SAPS Ⅱ)≥34分等12個可能的危險因素在兩組間差異有統計學意義(P<0.05)，見表1。另外，住院時間和住院總費用在兩組間的差異同樣存在統計學意義(P<0.05)。

表1 AHRF老年患者NIV治療失敗相關危險因素的單因素分析

2.2 Cox 多因素回歸模型分析 將表1中可能與AHRF老年患者NIV治療失敗有關的變量納入Cox比例風險回歸模型進行分析，結果顯示NIV治療前心率≥120次/min、胸部X線片示病變浸潤≥3個象限、合并重癥肺炎和SAPS Ⅱ≥34分是影響AHRF老年患者應用NIV治療失敗的獨立危險因素(P<0.05)。根據HR值推斷，合并重癥肺炎是NIV治療失敗最重要的危險因素。見表2。

表2 AHRF老年患者NIV治療失敗危險因素Cox回歸分析

2.3 AHRF老年患者NIV治療失敗風險評估模型的建立與評估

2.3.1 AHRF老年患者NIV治療失敗風險評估模型 根據多變量Cox比例風險回歸模型的HR值，并經臨床風險因素校正，建立風險評估模型，構建指數方程，AHRF老年患者NIV治療失敗風險指數=0.808X1+1.067X2+1.79X3+0.675X4。式中X1：心率≥120次/min；X2：胸部X線片示病變浸潤≥3個象限；X3：合并重癥肺炎；X4：SAPS Ⅱ≥34分，X按危險因素有/無賦值為 1/0分。模型中風險指數越高，AHRF老年患者NIV治療失敗風險也越高。

2.3.2 風險評估模型相關的NIV治療失敗發生情況 應用風險評估模型觀察AHRF老年患者NIV治療失敗的發生情況。結合既往文獻資料與臨床實際經驗，以及病例實際觀察到的NIV治療失敗發生的概率分布，對低危、中危和高危人群分值區間進行定義，將所有患者分為3組，風險模型評分分值0～1分為低危組(46人)，其NIV治療失敗率為13.0%(6/46)；1～2分為中危組(33人)，其NIV治療失敗率為 51.5%(17/33)；≥2分為高危組(21人)，其NIV治療失敗率為 95.2%(20/21)。隨著風險模型評分的增加，NIV 治療失敗的發生率顯著增加，三組間AHRF老年患者NIV治療失敗的發生率差異有統計學意義(P<0.001，結果見表3及表4)。

表3 風險模型不同分值AHRF老年患者NIV治療失敗的發生率

表4 不同危險分層的AHRF老年患者NIV治療失敗發生率差異比較

2.3.3 風險評估模型的ROC曲線分析 對風險評估模型做診斷實驗ROC曲線分析。運用 SPSS 20.0軟件自動計算出所有截斷點的敏感度、特異度和假陽性率(1-特異性)。以敏感度為縱坐標代表真陽性率，1-特異性為橫坐標代表假陽性率，作圖繪成ROC曲線，見圖1。

圖1 AHRF老年患者NIV治療失敗風險評估模型的ROC曲線

結果顯示，AHRF老年患者NIV治療失敗風險評估模型的ROC曲線下面積為0.882(95%CI：0.817～0.948,P<0.001)，差異有統計學意義。ROC曲線下面積介于0.7～0.9，提示該模型預測效能中等。

3 討論

本研究提示AHRF老年患者NIV治療失敗率為43%，與既往文獻報道相似[7,11]。已有多項研究針對NIV應用后出現失敗的危險因素進行分析[2,12-14]。本研究顯示，NIV治療前心率呼吸等生命體征不穩定、某些合并癥的存在和實驗室檢查的異常等12個危險因素對 AHRF老年患者NIV治療失敗的發生有統計學意義。其中，NIV治療前心率≥120次/min(HR=2.24)、胸部X線片示病變浸潤≥3個象限(HR=2.91)、合并重癥肺炎(HR=5.99)、SAPS Ⅱ≥34分(HR=1.96)是影響AHRF老年患者NIV治療失敗發生的獨立危險因素。

通過多變量分析創建預測模型可幫助臨床提供疾病概率、預后以及診斷、治療建議[15]。Duan等[16]的研究制定一個包括心率、酸中毒、意識、氧合和呼吸頻率的量表(稱為HACOR量表)以預測低氧血癥患者應用NIV失敗風險。但目前并無公認的AHRF患者應用NIV治療成敗的風險評估工具。構建高效簡便易行的風險評估工具將幫助在NIV應用前予以簡單評估，為NIV的精準使用提供參考。本研究即在明確特定人群老年AHRF患者危險因素的基礎上，通過多因素分析篩選出NIV治療前4個獨立危險因素，經臨床危險因素校正，初步構建了一個基于臨床預測規則的簡易四項AHRF老年患者NIV治療失敗風險指數模型，用于評估AHRF老年患者應用NIV治療成敗的風險。

本研究所有患者根據風險評估模型計算評分，并根據分值按低危(0～1分)、中危(1～2分)、高危(≥2分)分為三組，隨著風險模型評分的增加，NIV治療失敗的發生率顯著增加，三組間AHRF老年患者NIV治療失敗的發生率差異有統計學意義(P<0.001)。說明應用該模型可以將AHRF老年患者進行有效的危險分層，為機械通氣治療的選擇提供一定的參考。此外，通常采用 ROC 曲線、ROC曲線下面積、敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值等評價風險評估模型的預測效能，本風險評估模型ROC 曲線下面積為0.882，說明該評分系統準確性較好，對AHRF老年患者NIV治療失敗風險的發生具有較好的辨別能力。

NIV現已作為部分AHRF患者一線治療方法[17]，但NIV治療仍存在一定比例的失敗率，失敗的原因與病因、疾病的嚴重程度等多種因素相關。將患者進行科學、合理的評估和危險度分層，是臨床醫療精準化、個體化的必然需求[18]。采集病史并進行相應的輔助檢查，將信息加以整合并對疾病相關進行甄別梳理，最后由醫護人員根據與患者共同協商做出最有利于疾病預后的臨床決策，是臨床工作應當遵循的基本原則。通過將患者特征、檢查結果等多個預測因素相結合，估算某種臨床結局或者確定某種臨床干預效率更高。構建AHRF老年患者NIV治療失敗風險評估模型，中、高危患者分層明確，對高危患者應予以特別關注，嚴格掌握NIV治療的適應證和時機，可建議直接采用IMV進行治療。對于中危患者，可先予NIV治療，但應密切監測生命體征及化驗指標，必要時盡早給予IMV治療;在未來的臨床工作中可通過運用該模型對患者切實有效地給予早期干預，降低AHRF老年患者NIV治療失敗的發生率。