重癥監(jiān)護(hù)室機(jī)械通氣患者呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎風(fēng)險預(yù)測模型構(gòu)建

黃歡歡，鄭菊芳，余善招

(紹興文理學(xué)院附屬醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，浙江紹興 312000)

呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎(ventilator-associated pneumonia，VAP)一般定義為行機(jī)械通氣48 h后至拔管后48 h內(nèi)發(fā)生的肺部感染，是醫(yī)院獲得性肺炎的重要類型[1]。重癥監(jiān)護(hù)室(intensive care unit，ICU)為急危重患者的治療單元，部分患者需呼吸支持，常使用機(jī)械通氣，VAP發(fā)生率較高[2-3]。已有研究顯示，護(hù)理管理在ICU患者VAP的預(yù)防及治療中具有一定作用[4-6]。因此，本研究回顧性分析收集ICU機(jī)械通氣患者的臨床資料，分析患者VAP風(fēng)險因素，構(gòu)建預(yù)測ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險的列線圖預(yù)測模型，從而可采取有效護(hù)理對策來降低VAP發(fā)生風(fēng)險，為臨床上減少ICU機(jī)械通氣患者VAP的發(fā)生提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析該院2014年1月至2018年12月ICU機(jī)械通氣患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)ICU患者行有創(chuàng)呼吸機(jī)機(jī)械通氣；(2)機(jī)械通氣48 h后至拔管后48 h內(nèi)發(fā)生肺部感染，病歷院內(nèi)感染記錄明確為VAP；(3)所需相關(guān)數(shù)據(jù)完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)無創(chuàng)呼吸機(jī)輔助通氣者；(2)有肺部感染加重但無明確VAP院內(nèi)感染記錄者；(3)所需相關(guān)指標(biāo)不全者。共收集符合納入標(biāo)準(zhǔn)的ICU機(jī)械通氣患者203例，男123例(60.59%)，女80例(39.41%)；平均年齡(67.21±11.19)歲。本研究符合本院回顧性研究醫(yī)學(xué)倫理要求。

1.2 方法

收集患者入住ICU時的基本資料，如年齡、性別、高血壓病史、糖尿病病史及心腦血管疾病史等；有創(chuàng)機(jī)械通氣前相關(guān)指標(biāo)如血清清蛋白、急性生理學(xué)和慢性健康狀況評分系統(tǒng)Ⅱ(APACHEⅡ)評分、口腔清潔度等；住院期間機(jī)械通氣時侵襲性操作次數(shù)、氣管再插管、機(jī)械通氣時間、意識障礙、抑酸劑使用等情況。此外，收集記錄患者是否發(fā)生VAP，發(fā)生VAP均有明確病歷院內(nèi)感染記錄。口腔清潔度判定：清潔為0度；舌苔厚為Ⅰ度；有食物殘渣、血跡、污物、痰痂為Ⅱ度；潰瘍、出血為Ⅲ度；口腔霉菌皰疹生長，分泌物培養(yǎng)陽性為Ⅳ度。Ⅰ度和0度定義為口腔清潔度合格。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

計數(shù)資料用例數(shù)(n)或百分比(%)表示，采用χ2檢驗或者Fisher確切概率法進(jìn)行統(tǒng)計分析。對單因素分析有統(tǒng)計學(xué)意義的變量，采用最小絕對收縮選擇算子(least absolute shrinkage and selection operator，LASSO)回歸法進(jìn)行降維處理，篩選ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險的可能因素；將篩選出的變量進(jìn)行l(wèi)ogistic回歸分析，以及Omnibus模型系數(shù)檢驗和霍斯默-萊梅肖擬合優(yōu)度檢驗；依據(jù)logistic回歸分析結(jié)果建立列線圖預(yù)測模型，分別使用受試者工作特征(ROC)曲線、Calibration曲線及Decision曲線對列線圖模型進(jìn)行評價。所有統(tǒng)計分析及繪圖均使用SPSS25.0軟件、R3.6.1軟件及其軟件包完成。所有檢驗均為雙側(cè)檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料

203例患者中，發(fā)生VAP有31例(15.27%)，未發(fā)生VAP有172例(84.73%)。發(fā)生VAP患者在性別、血清清蛋白水平、合并高血壓、合并心腦血管疾病及抑酸劑使用情況方面與未發(fā)生VAP患者比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；發(fā)生VAP患者在年齡、合并糖尿病百分比、APACHEⅡ評分、侵襲性操作次數(shù)、氣管再插管百分比、機(jī)械通氣時間、意識障礙百分比方面明顯高于未發(fā)生VAP患者(P<0.05)；發(fā)生VAP患者口腔清潔度合格率明顯低于未發(fā)生VAP患者(P<0.05)，見表1。

表1 發(fā)生VAP于未發(fā)生VAP患者各項資料比較[n(%)]

續(xù)表1 發(fā)生VAP于未發(fā)生VAP患者各項資料比較[n(%)]

2.2 ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險因素的篩選

將單因素分析有統(tǒng)計學(xué)意義的ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險因素進(jìn)一步分析，包括年齡、合并糖尿病、APACHEⅡ評分、侵襲性操作次數(shù)、氣管再插管、口腔清潔度、機(jī)械通氣時間、意識障礙等。鑒于發(fā)生VAP的患者比例較少，以及納入的研究變量可能存在某種相關(guān)性，對8個變量應(yīng)用LASSO回歸降維處理，進(jìn)一步篩選VAP風(fēng)險因素。使用5倍交叉驗證選擇模型中的最優(yōu)參數(shù)(lambda)，以log(λ)為X軸，部分似然偏差(binomial deviance)為Y軸，在最優(yōu)值處以最小Lambda值和最小Lambda值的1SE繪制垂直虛線，選擇最小Lambda值為模型最優(yōu)值，見圖1。LASSO回歸結(jié)果顯示，年齡、APACHEⅡ評分、侵襲性操作次數(shù)、機(jī)械通氣時間、意識障礙這5個變量為影響ICU機(jī)械通氣患者發(fā)生VAP的風(fēng)險因素。

圖1 LASSO回歸對ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險因素的篩選

2.3 ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險的logistic回歸分析

應(yīng)用logistic回歸驗證上述風(fēng)險因素，以是否發(fā)生VAP為因變量(發(fā)生VAP定義為1，未發(fā)生VAP定義為0)，以LASSO回歸篩選出的風(fēng)險因素為自變量(年齡≥60歲， APACHEⅡ評分≥20分，侵襲性操作次數(shù)≥3次，機(jī)械通氣時間≥2周，意識障礙定義為1；年齡<60歲，APACHEⅡ評分<20分，侵襲性操作次數(shù)<3次，機(jī)械通氣時間<2周，無意識障礙定義為0)，進(jìn)行l(wèi)ogistic回歸分析。結(jié)果表明，Omnibus檢驗顯著性水平小于0.05，霍斯默-萊梅肖檢驗值為0.913，提示納入變量的模型總體有統(tǒng)計學(xué)意義，樣本數(shù)據(jù)被充分提取，模型擬合優(yōu)度較高；APACHEⅡ評分大于或等于20分、機(jī)械通氣時間大于或等于2周為影響ICU機(jī)械通氣患者發(fā)生VAP的獨立危險因素(P<0.05)，見表2。

表2 ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險因素的logistic回歸分析

2.4 ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險列線圖的建立

根據(jù)進(jìn)行多因素logistic回歸分析的5個變量，以年齡大于或等于60歲、APACHEⅡ評分大于或等于20分、侵襲性操作次數(shù)大于或等于3次、機(jī)械通氣時間大于或等于2周、意識障礙為預(yù)測因素，VAP的發(fā)生為臨床結(jié)局，建立ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險列線圖，見圖2。每個變量對應(yīng)上方評分標(biāo)尺的得分，其中年齡≥60歲對應(yīng)為19分，APACHEⅡ評分≥20分對應(yīng)為69分，侵襲性操作次數(shù)≥3次對應(yīng)為29分，機(jī)械通氣時間≥2周對應(yīng)為100分，有意識障礙對應(yīng)為43分，總分為0～300分，總分對應(yīng)在VAP風(fēng)險軸上的數(shù)值即為ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險，總分越高，ICU機(jī)械通氣患者發(fā)生VAP風(fēng)險越高。

圖2 ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險列線圖

2.5 ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險列線圖的ROC曲線

應(yīng)用ROC曲線對ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險列線圖的準(zhǔn)確性進(jìn)行評估，通過ROC曲線可得出曲線下面積(AUC)為0.817，提示模型準(zhǔn)確性尚可，見圖3。

圖3 ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險列線圖的ROC曲線

2.6 ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險列線圖的評價

應(yīng)用Calibration曲線評價列線圖模型的一致性，X軸代表ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險(predicted probability)，Y軸代表實際發(fā)生的VAP(actual diagnosed)，對角虛線表示ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險理想模型的預(yù)測(ideal),實線表示校正后的實際ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險預(yù)測能力(bias-corrected)，提示此預(yù)測模型與理想模型一致性良好，見圖4A。應(yīng)用Decision曲線對列線圖模型的獲益性進(jìn)行評價，以臨界概率(threshold probability)為X軸，凈獲益(net benefit)為Y軸，曲線中藍(lán)實線表示此VAP風(fēng)險列線圖(prediction nomogram)，灰實線表示假設(shè)所有患者都發(fā)生VAP (all)，黑實線表示假設(shè)沒有患者發(fā)生VAP(none)，其臨界概率為0.04～0.51，見圖4B。

A：Calibration曲線；B：Decision曲線。圖4 ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險列線圖的評價

3 討 論

VAP發(fā)生在ICU患者接受機(jī)械通氣治療期間，該疾病具有高病死率的特點，嚴(yán)重影響ICU患者通氣治療效果，并且可造成患者感染加重甚至難以控制，進(jìn)而影響患者生命安全[7]。因此，抓住疾病早期預(yù)防、診斷、治療非常重要，如何盡早簡單、快速地評估ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險進(jìn)而給予早期干預(yù)是臨床醫(yī)務(wù)人員的關(guān)注重點[8-10]。

本研究進(jìn)一步對單因素分析有統(tǒng)計意義的變量降維處理，LASSO回歸篩選出了年齡、APACHEⅡ評分、侵襲性操作次數(shù)、機(jī)械通氣時間、意識障礙5個變量。并應(yīng)用logistic回歸分析表明，APACHEⅡ評分≥20分及機(jī)械通氣時間≥2周是ICU機(jī)械通氣患者VAP發(fā)生的獨立危險因素，并且logistic分析存在較高的擬合優(yōu)度。研究表明年齡增長導(dǎo)致身體各項機(jī)能衰退，抵抗力逐步下降，使得呼吸道的抵御能力逐步減弱，并且機(jī)械通氣進(jìn)一步破壞了呼吸道的屏障，患者發(fā)生VAP的風(fēng)險明顯增高[11]。APACHEⅡ評分作為全身臟器評分系統(tǒng)之一，被應(yīng)用于重癥患者的病情評估及指導(dǎo)治療，目前已作為診斷及評估VAP的有效工具[12-13]。侵襲性操作是一次應(yīng)激反應(yīng)， ICU患者極易暴露在應(yīng)激狀態(tài)下，患者的抵抗力明顯下降，多次的應(yīng)激反應(yīng)使身體各種屏障功能進(jìn)一步降低，呼吸道感染風(fēng)險增加[14-15]。機(jī)械通氣時間越長對氣道屏障的損傷及破壞作用越大，可導(dǎo)致定植的細(xì)菌增加致病的可能，發(fā)生VAP概率大大增加[15-16]。此外，意識障礙患者排痰反射明顯下降，氣道容易滋生細(xì)菌，機(jī)械通氣患者發(fā)生VAP的風(fēng)險亦明顯增高[17-18]。

列線圖預(yù)測模型直觀地評估了疾病發(fā)生的風(fēng)險，根據(jù)回歸統(tǒng)計篩選出影響因素，計算所有影響因素的總分，獲得風(fēng)險預(yù)測值來反映疾病風(fēng)險。目前，列線圖模型在疾病預(yù)測中的應(yīng)用廣泛[19-21]。本研究建立了ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險列線圖預(yù)測模型，其預(yù)測風(fēng)險的能力為0.817，且模型一致性及獲益性尚可。該模型以年齡、APACHEⅡ評分、侵襲性操作次數(shù)、機(jī)械通氣時間、意識障礙作為風(fēng)險因素建模，對快速評估ICU機(jī)械通氣患者VAP發(fā)生風(fēng)險有一定的價值。例如，某ICU機(jī)械通氣患者，年齡≥60歲、APACHEⅡ評分≥20分、有意識障礙，對應(yīng)的總分19+69+43=131分，列線圖風(fēng)險預(yù)測值約為21%。Decision曲線評價獲益性顯示臨界概率在0.04～0.51，使用此風(fēng)險列線圖意義顯著。根據(jù)分析結(jié)果，醫(yī)務(wù)人員可有效制訂個性化的預(yù)防治療方案。包括多種護(hù)理對策均可積極參與在預(yù)防及治療方案中，目前已有研究表明集束化護(hù)理、優(yōu)化的護(hù)理路徑均可有效降低VAP發(fā)生率[14，18，22]，故通過預(yù)測模型分析ICU機(jī)械通氣患者VAP發(fā)生風(fēng)險，對高風(fēng)險患者采取積極的，更加個體化的護(hù)理方案可能具有顯著臨床意義。

然而，本研究為單中心回顧性研究，可能對結(jié)果的準(zhǔn)確性存在一定的偏倚。包括所涉及患者樣本量較小、納入的影響因素有限、回顧性分析選擇可能有所遺漏，這些對結(jié)果的準(zhǔn)確性有一定的影響。

綜上所述，APACHEⅡ評分≥20分、機(jī)械通氣時間≥2周為ICU機(jī)械通氣患者發(fā)生VAP的獨立危險因素，基于年齡、APACHEⅡ評分、侵襲性操作次數(shù)、機(jī)械通氣時間、意識障礙建立的ICU機(jī)械通氣患者VAP風(fēng)險列線圖預(yù)測模型準(zhǔn)確性尚可，對醫(yī)務(wù)人員在臨床工作中快速、簡便地進(jìn)行風(fēng)險分析，采取更加個體化的護(hù)理對策具有一定的臨床意義。