3種評(píng)分系統(tǒng)對(duì)ICU患者院內(nèi)死亡的預(yù)測(cè)價(jià)值比較

劉冰洋 顧漢陽(yáng) 羅春 金雨虹

ICU常使用嚴(yán)重程度評(píng)分系統(tǒng)來評(píng)估疾病的嚴(yán)重程度，預(yù)測(cè)患者死亡率。序貫器官衰竭評(píng)分（sequential organ-failure assessment,SOFA）于 1996年開發(fā)[1]，雖然該評(píng)分開發(fā)之初是為了描述患者整個(gè)ICU住院期間器官功能障礙的變化[2]，而不是為了預(yù)測(cè)死亡率，但有研究表明，較高的初始SOFA評(píng)分與院內(nèi)死亡率存在相關(guān)性[3-5]。牛津急性疾病嚴(yán)重程度評(píng)分（Oxford acute severity of illness score,OASIS）是Johnson等[6]在 2013年通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)急性生理學(xué)及慢性健康狀況評(píng)分Ⅳ的參數(shù)進(jìn)行分析并構(gòu)建的，其包含10個(gè)參數(shù)，沒有任何實(shí)驗(yàn)室檢查，但預(yù)測(cè)能力等效于更復(fù)雜的現(xiàn)有評(píng)分系統(tǒng)。簡(jiǎn)化急性生理學(xué)評(píng)分（simplified acute physiology score,SAPS）Ⅱ是在歐洲和北美隊(duì)列中開發(fā)和驗(yàn)證的，并于1993年發(fā)表[7]。該評(píng)分包括在ICU住院的前24 h內(nèi)收集的17個(gè)變量，根據(jù)評(píng)分的總和估算院內(nèi)死亡風(fēng)險(xiǎn)。目前已有研究比較了SAPSⅡ和SOFA[8]以及SAPSⅡ和OASIS的[9]對(duì)ICU患者預(yù)后預(yù)測(cè)價(jià)值，但3種評(píng)分在對(duì)ICU患者結(jié)局預(yù)測(cè)價(jià)值比較的報(bào)道較少。本研究通過比較SAPSⅡ、SOFA和OASIS 3種評(píng)分對(duì)ICU患者院內(nèi)死亡的預(yù)測(cè)價(jià)值，旨在為臨床選擇疾病嚴(yán)重程度評(píng)分系統(tǒng)提供理論依據(jù)，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料和方法

1.1 臨床資料 回顧重癥監(jiān)護(hù)醫(yī)學(xué)信息數(shù)據(jù)庫(kù)Ⅳ（Medical Information Mark for Intensive CareⅣ,MIMIC-Ⅳ）（v 0.4）中的2008—2019年入住貝斯以色列迪康醫(yī)學(xué)中心急診科或ICU患者的去識(shí)別健康相關(guān)數(shù)據(jù)[10-11]，研究設(shè)計(jì)符合診斷準(zhǔn)確性研究報(bào)告規(guī)范2015的要求[12]。選擇數(shù)據(jù)庫(kù)中年齡≥18歲ICU患者69 619例次的數(shù)據(jù)，排除多次入住ICU、ICU住院時(shí)間＜24 h的數(shù)據(jù)，同一次住院多次入住ICU僅納入第1次記錄，最終納入52 184例ICU患者數(shù)據(jù)。本研究經(jīng)麻省理工學(xué)院和貝斯以色列迪康醫(yī)療中心的機(jī)構(gòu)審查委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 方法 使用SQL語言從MIMIC-Ⅳ中提取數(shù)據(jù)，代碼來自于MIMIC代碼儲(chǔ)存庫(kù)（https://github.com/MIT-LCP/mimic-iv）。提取的變量包括年齡、性別、是否機(jī)械通氣、是否腎臟替代治療，是否使用血管升壓藥物、是否使用鎮(zhèn)靜藥物、ICU住院時(shí)間、格拉斯哥昏迷評(píng)分（Glasgow coma scale,GCS）、查爾森合并癥指數(shù)評(píng)分、SOFA、OASIS和SAPSⅡ、是否院內(nèi)死亡等。除ICU住院時(shí)間、是否院內(nèi)死亡外，均提取自患者進(jìn)入ICU后24 h內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。以院內(nèi)死亡為首要結(jié)局指標(biāo)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用R 4.0.3統(tǒng)計(jì)軟件。非正態(tài)分布的計(jì)量資料以 M（P25，P75）表示，組間比較采用Mannn-Whitney U檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)和百分比表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。分別采用單因素、多因素logistic回歸評(píng)估各評(píng)分系統(tǒng)對(duì)院內(nèi)死亡的預(yù)測(cè)價(jià)值。采用ROC曲線分析各評(píng)分系統(tǒng)預(yù)測(cè)預(yù)后的價(jià)值，Delong檢驗(yàn)比較AUC，計(jì)算約登指數(shù)，確定評(píng)分系統(tǒng)的截?cái)嘀怠㈧`敏度、特異度、準(zhǔn)確度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值、陽(yáng)性似然比和陰性似然比。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 研究人群的基本特征 納入的52 184例數(shù)據(jù)中院內(nèi)死亡患者5 587例，存活患者46 597例，院內(nèi)死亡率為 10.71%；男 29 332例（56.21%），女 22 852例（43.79%）；總體年齡中位數(shù)為67歲。與存活組相比，死亡組患者年齡更大，ICU住院時(shí)間也更長(zhǎng)。在治療上，與存活組相比，死亡組患者具有更高的使用血管活性藥物比例、使用鎮(zhèn)靜藥物比例、機(jī)械通氣比例和腎臟替代治療比例。評(píng)分系統(tǒng)方面，與存活組相比，死亡組患者具有更低的GCS，更高的SOFA、OASIS、SAPSⅡ和查爾森合并癥指數(shù)評(píng)分，見表1。隨著SAPSⅡ、SOFA和OASIS分?jǐn)?shù)的增加，相應(yīng)的院內(nèi)死亡率也呈增加趨勢(shì)（圖1）。

圖1 ICU患者入院時(shí)不同評(píng)分水平者院內(nèi)死亡率的變化[a：序貫器官衰竭評(píng)分（SOFA）；b：牛津急性疾病嚴(yán)重程度評(píng)分（OASIS）；c：簡(jiǎn)化急性生理學(xué)評(píng)分Ⅱ（SAPSⅡ）]

表1 研究人群的基本特征

2.2 ICU患者院內(nèi)死亡的危險(xiǎn)因素 單因素logistic回歸分析顯示，3種評(píng)分系統(tǒng)均是ICU患者死亡的危險(xiǎn)因素（均 P＜0.01），將 P＜0.05的指標(biāo)（性別、年齡、查爾森合并癥指數(shù)、使用血管活性藥物、使用鎮(zhèn)靜藥物、機(jī)械通氣、腎臟替代治療）納入多因素logistic回歸方程。矯正上述變量的影響后，SOFA（OR=1.330，95%CI：1.315～1.344，P＜0.001）、OASIS（OR=1.117，95%CI：1.112～1.122，P＜0.001）和 SAPSⅡ（OR=1.063，95%CI：1.061～1.066，P＜0.001）均是ICU患者院內(nèi)死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，見表2。

表2 3種評(píng)分預(yù)測(cè)ICU患者院內(nèi)死亡風(fēng)險(xiǎn)的logistic回歸分析

2.3 SOFA、OASIS和SAPSⅡ 3種評(píng)分預(yù)測(cè) ICU患者院內(nèi)死亡的預(yù)測(cè)效能 ROC曲線分析顯示，SOFA、OASIS和SAPSⅡ 3種評(píng)分的AUC及95%CI分別為 0.768（95%CI：0.762～0.775）、0.776（95%CI：0.770～0.783）和 0.775（95%CI：0.768～0.781），見圖 2。SAPSⅡ和OASIS的AUC差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），但兩者均優(yōu)于 SOFA（均 P＜0.05），見表 3。

表3 SOFA、OASIS和SAPSⅡ評(píng)分的AUC比較

選擇3種評(píng)分系統(tǒng)約登指數(shù)最大值對(duì)應(yīng)點(diǎn)作為預(yù)測(cè)患者死亡的截?cái)嘀担渲蠸APSⅡ的特異度最大（0.694），SOFA的靈敏度最大（0.763），而OASIS的約登指數(shù)最大（0.4130），見表4。

表4 SOFA、OASIS和SAPS II評(píng)分預(yù)測(cè)院內(nèi)死亡的效能

3 討論

本研究利用公共數(shù)據(jù)庫(kù)的大樣本量評(píng)價(jià)了SOFA、OASIS和SAPSⅡ 3種評(píng)分對(duì)ICU患者院內(nèi)死亡的預(yù)測(cè)效能。研究結(jié)果表明，入住ICU 24 h內(nèi)的SOFA、OASIS和SAPSⅡ均是院內(nèi)死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，且對(duì)ICU患者的院內(nèi)死亡都具有良好的預(yù)測(cè)能力，其中SAPSⅡ和OASIS的預(yù)測(cè)能力差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但兩者均優(yōu)于SOFA。OASIS參數(shù)少，無需使用實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)，有更大的臨床應(yīng)用前景。

對(duì)ICU患者病情嚴(yán)重程度的評(píng)估和結(jié)局預(yù)測(cè)有助于臨床研究和患者個(gè)體化的管理，從而改善患者預(yù)后，因此，近年來早期評(píng)估患者病情嚴(yán)重程度及預(yù)測(cè)預(yù)后已成為重癥醫(yī)學(xué)的研究熱點(diǎn)。SOFA是膿毒癥3.0診斷標(biāo)準(zhǔn)的一部分[13]，已有研究報(bào)道SOFA在ICU膿毒癥患者[3-5]、ICU疑似感染的成人患者[14]和兒童患者[15]中都具有良好的預(yù)后預(yù)測(cè)價(jià)值。先前的報(bào)道中，SOFA多用于感染或膿毒癥患者的病情嚴(yán)重程度評(píng)估及預(yù)后預(yù)測(cè)[4，14-15]，本研究結(jié)果顯示，SOFA對(duì) ICU患者院內(nèi)死亡也具有良好的預(yù)測(cè)價(jià)值。

SAPSⅡ最初由Jean-Roger等提出，也是目前臨床上較常用的疾病嚴(yán)重程度評(píng)分系統(tǒng)，已有研究報(bào)道它對(duì)老年重癥患者[16]、創(chuàng)傷患者[17-18]和ICU患者[19]都具有良好的預(yù)后預(yù)測(cè)價(jià)值。Granholm等[8]發(fā)現(xiàn)SAPSⅡ?qū)CU患者院內(nèi)死亡和90 d內(nèi)死亡的預(yù)測(cè)價(jià)值優(yōu)于SOFA。本研究也表明SAPSⅡ?qū)CU患者院內(nèi)死亡的預(yù)測(cè)價(jià)值優(yōu)于SOFA。然而，SAPSⅡ由17項(xiàng)變量組成，且包括WBC、TBil、尿素氮、血鉀濃度及血鈉濃度等實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)[7]，評(píng)價(jià)指標(biāo)多且復(fù)雜，因此本研究同時(shí)采用了更為簡(jiǎn)便的OASIS對(duì)ICU患者的預(yù)后預(yù)測(cè)價(jià)值。

隨著機(jī)器學(xué)習(xí)在臨床研究中的應(yīng)用，近年來許多新的評(píng)分系統(tǒng)被挖掘出來[20]，OASIS便是其中被廣泛認(rèn)可的一個(gè)。OASIS系統(tǒng)僅由10個(gè)容易獲得的參數(shù)組成，包括入ICU前的住院時(shí)間、年齡、GCS、心率、平均動(dòng)脈壓、呼吸頻率、體溫、尿量、是否機(jī)械通氣以及手術(shù)類型[6]。本研究對(duì)52 184例ICU成年患者進(jìn)行回顧性分析，發(fā)現(xiàn)OASIS對(duì)院內(nèi)死亡具有良好的預(yù)測(cè)價(jià)值，與SAPSⅡ的預(yù)測(cè)效能相仿，兩者均優(yōu)于SOFA。陳欽桂等[9]對(duì)38 468例成年ICU患者進(jìn)行回顧性分析，結(jié)果顯示OASIS和SAPSⅡ?qū)CU患者死亡預(yù)測(cè)效能差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與本研究結(jié)果相似。OASIS由于其參數(shù)易獲得，不依賴實(shí)驗(yàn)室檢查，更容易在臨床應(yīng)用中得到推廣，因此，筆者認(rèn)為與SAPSⅡ相比，OASIS評(píng)分是更好的預(yù)測(cè)ICU患者結(jié)局的工具。

本研究有一定的局限性。首先，回顧性研究設(shè)計(jì)不可避免地存在選擇偏倚。其次，數(shù)據(jù)來源于公共數(shù)據(jù)庫(kù)，可能存在記錄錯(cuò)誤。再者，由于數(shù)據(jù)庫(kù)包括2008—2019年的患者，時(shí)間跨度長(zhǎng)，ICU患者疾病的診斷與治療在這段時(shí)期內(nèi)變化明顯，可能會(huì)影響預(yù)后。最后，本研究數(shù)據(jù)來自于國(guó)外的數(shù)據(jù)庫(kù)，由于種族及國(guó)內(nèi)外醫(yī)療水平的差異，所得出的結(jié)論是否適用于我國(guó)的臨床實(shí)踐，仍需要以我國(guó)人群為研究對(duì)象進(jìn)一步明確。

綜上所述，入住ICU 24 h內(nèi)SOFA、OASIS和SAPSⅡ與ICU患者院內(nèi)死亡顯著相關(guān)，3種評(píng)分系統(tǒng)對(duì)院內(nèi)死亡都具有良好的預(yù)測(cè)價(jià)值，其中SAPSⅡ和OASIS預(yù)測(cè)效能相仿，優(yōu)于SOFA。鑒于OASIS的簡(jiǎn)便性，與SAPSⅡ相比，OASIS可能是ICU患者結(jié)局預(yù)測(cè)的更佳選擇，但仍需要更多的相關(guān)研究對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。