ICU患者人工氣道相關壓力性損傷風險列線圖預測模型的構建

周祥龍 張國琴 張帥 姚惠萍 陳小芳 蔣雪梅 高麗 陳群

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

醫療器械相關壓力性損傷(medical device related pressure injury,MDRPI)是指患者在診療過程中使用醫療器械而導致的壓力性損傷(pressure injury,PI),損傷部位形狀與醫療器械形狀一致[1]。ICU患者病情較重,頻繁的使用醫療器械對局部組織產生持久性外力作用,導致局部組織缺血缺氧、微小血管充血和淤血、微循環障礙,從而發生MDRPI[2]。留置人工氣道是ICU搶救患者生命的重要手段,主要途徑有經鼻、口、氣管切開插管3種方式,建立人工氣道是搶救危重患者生命最有效的一種急救措施[3]。研究[4-6]表明,人工氣道相關PI的發生率為5.97%～23.70%。人工氣道相關PI的發生,增加了患者的痛苦,導致功能恢復延遲和感染風險增加,給患者及其家人產生負面影響,還會延長住院時間,增加機構成本,甚至是引起醫患糾紛的重要因素[7]。因此,如何早期識別高危人群并構建ICU患者人工氣道相關PI風險預測模型,為采取有效的預防措施提供依據,成為護理人員亟待解決的問題。列線圖是對預測模型的可視化展示,通過計算每個獨立危險因素的得分之和得到風險發生的預測概率[8]。目前,部分學者[9-10]關于ICU的PI風險預測模型的構建主要集中在患者整體上,而針對ICU患者人工氣道相關PI發生的列線圖風險預測模型罕有報道,缺少相關的風險評估工具和預測模型。本研究旨在通過前瞻性研究,分析影響留置人工氣道患者PI發生的危險因素,并以此構建風險列線圖預測模型,旨在預測ICU留置人工氣道患者PI發生的風險,為臨床干預提供參考。

1 資料和方法

1.1一般資料 本研究選取2020年12月-2021年7月浙江省某三級甲等醫院ICU留置人工氣道患者作為研究對象進行前瞻性研究。納入標準:年齡≥18周歲;患者和或家屬自愿參與本研究;在入住ICU期間留置人工氣道。排除標準:患者入ICU前已存在人工氣道相關PI;觀察期間進行2次及以上氣管插管的患者。本研究已通過浙江省人民醫院倫理委員會審查(審批號:2021QT035),患者或家屬自愿參與研究?；谇捌谖墨I研究,共篩選10個危險因素,根據文獻[11]知logistic回歸中推薦的經驗準則是每個自變量至少10例患者才能保證結果穩健。預調查得出PI發生率為18%,考慮10%的失訪,因此,本研究所需樣本量為[10×10×(1+0.1)]÷0.18=611.11,約為612例。本研究最終納入650例人工氣道患者。

1.2方法

1.2.1一般資料調查 調查表參照相關文獻,并通過專家咨詢法進行設計?；颊咭话阗Y料包括年齡、性別、入院診斷,并結合專家咨詢納入10個人工氣道相關變量,即氣管導管留置時間、氣管導管是否帶聲門下吸引、氣管導管材料、固定導管種類、氣管插管的位置、人工氣道固定器材、氣切系帶種類、插管時Braden評分、簡化急性生理功能評分(simplified acute physiology score II,SAPS-II)、靜脈血栓風險評估(Caprini評分)。

1.2.2指標評定方法

1.2.2.1Braden評估量表 記錄患者插管時的Braden評分,該量表包括6項內容:感覺、潮濕、活動力、移動力、營養、摩擦力和剪切力[12],前5條目分為1～4分4個等級,摩擦力和剪切力條目分為1～3分3個等級,總分為6～23分,分數越低表示發生PI的風險越高。

1.2.2.2人工氣道相關性PI發生情況 包括分期、部位、面積,并記錄發生人工氣道相關性PI與器材的相關情況。參照2016年美國 NPUAP發布的PI最新分期標準[13-14],PI分為1～4期、不可分期PI及深部組織PI。本研究所涉及PI部位及分期為所有人工氣道患者發生的部位和分期分別統計,相同的部位、分期數量進行相加;PI發生率=發生人工氣道相關PI的人數/人工氣道患者總數×100%。

1.3資料收集方法 研究前對6名責任護士進行資料收集方法的統一培訓。除住院時間外,其余所有資料均在患者入院24 h內完成收集。在班責任組長每班對患者進行PI評估,包括觀察患者頭面部、頸部皮膚及病例查閱,對研究對象進行基線調查,并根據最終是否發生人工氣道相關PI分組進行資料收集。資料收集時間自患者留置人工氣道時至出院、死亡或撤除人工氣道后24 h(觀察撤除人工氣道后發生的繼發性損傷)止。

1.4統計學方法 運用SPSS 26.0和R 4.0.5進行統計學分析。不符合正態分布的計量資料使用M(P25,P75)表示。并使用Mann-WhitneyU檢驗。計數資料變量采用頻數和百分率表示,比較采用χ2檢驗或Fisher確切檢驗。使用logistic回歸分析潛在的危險因素與PI的相關性,通過單因素回歸分析評估每個變量的意義。將P<0.05的變量納入多因素logistic分析并構建風險預測模型,并通過列線圖進行可視化展示。使用一致性指數、Bootstrap方法、Brier值對預測模型的區分度和校準度進行內部驗證,以減少過擬合偏差,從而評估預測性能[14],采用決策曲線分析評價臨床的應用價值。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1患者一般資料 本研究收集留置人工氣道患者共650例。其中,男性442例(68%),女性208例(28%);年齡21～100歲,平均年齡(65.65±14.91)歲;氣管導管留置時間為0.1～83.7 d,氣管導管留置時間為[1.6(0.68,5.63)]d;內分泌系統疾病14例(2.2%),泌尿系統疾病10例(1.5%),骨骼運動系統疾病24例(3.7%),消化系統疾病57例(8.8%),心血管系統疾病273例(42.0%),呼吸系統疾病63例(9.7%),神經系統疾病101例(15.5%),其他(主要包括感染性疾病、膿毒性休克、系統性紅斑狼瘡、喉腫物等)共108例(16.6%)。

2.2人工氣道相關PI發生情況 650例道患者中有131例(20.2%)發生人工氣道相關PI,共發生PI 143處,其中有120例(91.6%)發生1處,10例(7.6%)發生2處,1例(0.8%)發生3處,見表1(掃后文二維碼獲取)。

2.3ICU患者人工氣道相關PI與器材相關情況 131例留置人工氣道患者發生人工氣道相關PI的141例次中,與牙墊相關發生的PI例次最多,占46.8%,牙墊(66例次)>膠布(34例次)>導管(27例次)>聲門下導管(7例次)>輔料(3例次),見表2(掃后文二維碼獲取)。人工氣道相關PI大多為2期和3期,以2期為甚。

2.4ICU留置人工氣道患者發生PI的相關危險因素分析 將發生人工氣道相關PI的患者與未發生人工氣道相關PI的患者進行相關危險因素分析。2組氣管導管材料、固定導管種類、人工氣道固定器材、氣切系帶種類、插管時Braden評分中感覺評分、活動力評分差異無統計學意義(P>0.05);2組人工氣道的留置時間、使用聲門下吸引導管、氣管導管在口中的位置、插管時Braden評分總分、潮濕評分、移動力評分、營養評分及摩擦力/剪切力評分差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 ICU留置人工氣道患者發生PI相關危險因素的比較(n=650)

2.5ICU留置人工氣道患者發生PI的獨立危險因素分析 將表3中有統計學意義的危險因素(人工氣道留置時間、是否帶聲門下導管、氣管導管在口中的位置、插管時Braden評分總分、潮濕評分、移動力評分、營養評分及摩擦力/剪切力評分)作為自變量,以患者是否發生留置人工氣道相關PI作為因變量,納入到二元logistic回歸中進行分析,自變量賦值見表4?；貧w分析結果,見表5。logistic回歸分析結果的可視化,見圖1(掃后文二維碼獲取)。

表4 ICU留置人工氣道患者發生PI的相關自變量賦值

表5 預測ICU留置人工氣道患者發生PI的多因素logistic回歸分析

2.6ICU患者人工氣道相關PI風險預測模型的構建及預測效果分析

2.6.1ICU患者人工氣道相關PI風險預測模型的構建 將ICU患者人工氣道相關PI發生的獨立風險因素構建風險預測模型,并繪制PI風險預測列線圖,見圖2(掃后文二維碼獲取)。每個危險因素都可參照第1行的分值標尺得出相應的分值,將所有存在的危險因素得分相加即總分,由總分可以找到相應的PI發生概率。所得到的模型使用Bootstrap驗證方法進行內部驗證。預測模型在預測PI風險方面具有良好的區分度,未調整的一致性指數為0.842(95%CI為80.4%～87.9%),靈敏度為77.1%,特異度為78.4%,最大約登指數為0.563,此時對應的風險預測值為0.170,列線圖預測臨界值是177分,預測風險ROC曲線見圖3(掃后文二維碼獲取)。Bootstrap校正后的一致性指數為0.835,靈敏度為79.2%,特異度為75.3%,模型Brier值為0.112;校正曲線顯示,預測曲線和實際觀察曲線基本吻合,且與理想曲線偏差較小,說明模型能夠較好的預測ICU患者留置人工氣道相關PI的概率,見圖4(掃后文二維碼獲取)。

2.6.2ICU患者人工氣道相關PI風險預測列線圖模型的臨床獲益評價 采用DCA圖對臨床獲益進行評價,圖形顯示列線圖曲線在0.1～0.75的閾值概率區間高于兩條極端曲線,“None”表示對所有患者均不進行人工氣道相關PI的干預治療,凈獲益為0,“All”表示對所有患者均進行人工氣道相關PI的治療,凈獲益是斜率為負值的反斜線,表明該模型具有一定的臨床獲益,見圖5,掃二維碼獲取表1、表2、圖1～圖5。

3 討論

3.1ICU患者人工氣道相關PI發生率高 本研究結果顯示:ICU患者人工氣道相關PI的發生率為20.2%,其中,口唇部PI占65.7%,與牙墊有關占46.8%,其次是膠布、導管等器材,且發生人工氣道相關PI多為2期和3期。在醫院獲得性PI中,MDRPI的比例高達27.9%,其中與氣管插管相關的占26%[15]。秦麗麗等[4]研究顯示,ICU氣管插管相關PI的發生率為23.7%。研究[16]顯示,氣管切開導管、氣管插管是導致MDRPI風險較高的器械,發生風險分別為59.7%和58.9%。土耳其的一項研究[17]表明,MDRPI的發生率為48.8%,其中氣管插管導致的PI為35.5%。本研究中,人工氣道相關PI發生率稍微低于上述相關研究,可能是由于目前醫院已經重視MDRPI并對留置人工氣道患者采取了部分預防措施。由于發生器械PI的部位隱蔽、難以發現、作用時間長而引起皮膚的微環境發生變化、溫濕度改變、血液循環變慢等原因最終導致器械相關PI的發生。ICU醫護人員的工作量比較大,護理人員對患者評估時易忽視對人工氣道相關PI的評估,這也易導致人工氣道相關PI的發生。因此,應加強對留置人工氣道患者的評估,及時關注人工氣道固定裝置的松解頻率、口唇部皮膚情況,對于高?；颊呒皶r采取預防措施,以降低人工氣道相關PI的發生率。

3.2ICU患者人工氣道相關PI危險因素分析

3.2.1ICU患者人工氣道的留置時間延長會增加人工氣道相關PI發生風險 本研究結果顯示:人工氣道的留置時間是ICU患者人工氣道相關PI發生的獨立危險因素,與既往研究[4,7]結果一致。本研究中,人工氣道的留置時間每增加1 d,發生人工氣道相關PI的風險增加1.038倍。對于留置氣管插管的患者應每天評估,符合拔管指征的盡早脫機拔管,以減少留置氣管插管所導致的面部、口唇部等PI發生[18]。留置氣管插管一般不超過2周,要長期留置時,應進行氣管切開,對于不能進行氣切或拒絕氣切的患者應早進行PI的評分,對于高?；颊邞訌娍诖讲考懊娌縋I的預防,同時積極評估,盡早撤機拔管,以減少PI的發生。因此,對于ICU留置人工氣道患者,應根據治療和病情進行正確評估人工氣道相關PI,對于列線圖模型預測評分≥177分的患者進行干預,以減少留置人工氣道患者MDRPI的發生風險。

3.2.2聲門下導管的使用易發生人工氣道相關PI 口咽部分泌物及其胃內反流使細菌積聚在氣囊上方,這會導致呼吸機相關性肺炎的發生。使用帶聲門下吸引導管的氣管插管去除聲門下氣管導管分泌物,并且每周更換1次呼吸機回路的氣管導管,可以有效預防呼吸機相關性肺炎的發生[19]。但是帶聲門下吸引的氣管導管管腔較同等型號的氣管導管粗,對口唇部皮膚壓力較大,可能會增加發生人工氣道相關PI的風險。從本研究的列線圖上可見,使用聲門下導管的ICU患者,人工氣道相關PI風險得分變高。研究[4]顯示,使用聲門下吸引導管產生的PI風險是未使用聲門下吸引導管的1.4倍,這與本研究結果一致。同時,本研究結果還顯示:使用聲門下吸引導管是人工氣道相關PI的危險因素,使用聲門下吸引導管可使留置人工氣道患者PI發生的風險增加1.675倍。因此,醫護人員應對使用聲門下吸引導管的ICU患者應積極評估,并采取有效的措施,以預防聲門下導管所產生的PI。

3.2.3氣管導管在口角的位置易導致人工氣道相關PI發生 任何機械通氣程序都需要使用氣管插管,這會給面部皮膚、口唇帶來PI的風險。ICU患者病情重,鎮靜藥物及患者的約束不當導致非計劃性拔管等,使氣管導管在口中的位置發生改變,使面部及口唇部PI的風險增加。有研究[20]表明,氣管插管位于口部中心的位置可以有效的降低人工氣道相關PI發生的風險。本研究結果顯示:氣管導管在口角時發生人工氣道相關PI的風險是導管在口中心位置的6.371倍。Buckley等[21]研究表明,使用氣管支架固定裝置比使用膠布固定更穩妥且面部及口唇部PI明顯減少。預防性應用的專用敷料材料或專用緩沖墊,可以防止或降低人工氣道相關PI的發生[22]。因此,醫護人員應對經口氣管插管的患者進行評分,對于高?；颊卟扇∮行Т胧?以預防人工氣道相關PI的發生。

3.2.4插管時Braden評分中潮濕維度評分越低,人工氣道相關PI發生風險越高 本研究結果顯示:Braden評分中潮濕評分與人工氣道相關PI有關;從列線圖可見,評分越低發生PI的風險就越大。潮濕可導致PI的發生風險增加22倍[23],這與本研究的結果一致。潮濕得分較高患者易發生人工氣道相關PI,這可能是由于ICU護士在對患者評估潮濕分值時,主要評估的是全身整體情況,而忽視了人工氣道周圍皮膚的評估,導致評分偏高,這也較容易發生人工氣道相關PI。巴西學者的一項研究[24]顯示,皮膚潮濕發生MDRPI的發生率是干燥皮膚的1.11倍。洪成等[25]研究顯示,潮濕是醫院獲得性PI發生的危險因素,潮濕患者發生PI的風險是正常患者的2.24倍。因此,ICU護士在工作中應重視對人工氣道周圍皮膚潮濕情況的評估,采取積極措施降低ICU患者人工氣道相關PI的發生率。

3.2.5插管時Braden評分中摩擦力/剪切力和移動能力評分越低,人工氣道相關PI發生風險越高 摩擦力/剪切力和移動力是PI發生的危險因素[26],其分值的高低與ICU患者自主移動能力成正相關。本研究顯示,Braden評分中摩擦力/剪切力和移動力是ICU患者人工氣道相關PI發生的獨立危險因素:摩擦力/剪切力和移動力評分每增加1分,PI發生的風險將分別降低0.170倍和0.225倍,與國內研究[27]結果一致。ICU留置人工氣道患者病情嚴重,常使用鎮靜藥物及約束帶等對患者約束,這使患者的自主移動能力下降,導致自身體重帶來的垂直壓力增加;留置人工氣道患者要使用膠布、固定帶等對氣管導管進行固定,這也使器械對周圍皮膚的壓力增大,極大地增加了人工氣道相關PI的發生率。ICU患者躁動或者被動移動時,人工氣道的器械與皮膚間可導致摩擦力的發生,同時由于人工氣道器材的固定使垂直壓力和剪切力增加,這些危險因素都會導致留置人工氣道相關PI的發生。因此,為了降低ICU留置人工氣道患者MDRPI的發生率,氣管導管的型號及材質應合適,導管的固定應松緊合適,患者被動移動時應同時移動導管,以減輕摩擦力和剪切力帶來的影響[28]。

3.3本研究構建的ICU患者人工氣道相關PI風險預測模型的預測效能較好 本研究通過單因素分析和多因素logistic回歸分析探索ICU患者人工氣道相關PI發生的獨立危險因素并建立其列線圖預測模型。結果顯示,該模型一致性指數為0.842,校準曲線均在理想線附近,該模型具有良好的區分度和較好的校準度,DCA圖結果顯示本列線圖模型具有較好的臨床應用價值。統計學上一致性指數為0.7～0.9,表示預測中等;預測效能>0.8可考慮應用于臨床[29]。列線圖可以將疾病發生風險進行可視化,因此ICU醫護人員可以在留置人工氣道患者住院期間采用該模型進行PI風險進行科學的、動態的評估[30-31]。根據評估結果對高危人群及早采取預防和護理措施,可以減少MDRPI的發生,從而減少醫療成本,提升患者的滿意度。

3.4對本研究構建的ICU患者人工氣道相關PI風險預測模型臨床應用的建議 本研究通過分析人工氣道相關PI發生的危險因素,構建了ICU患者人工氣道相關PI風險預測列線圖模型,其區分度和校準度均較好,在留置人工氣道期間即可完成PI的風險評估,當得分≥177分時,表明患者大概率會發生人工氣道相關PI,應對患者進行干預,應關注氣管導管的位置、口唇部受壓情況、有無聲門下吸引、人工氣道的留置時間、口唇部潮濕度及氣管導管周圍皮膚情況;從而采取針對性的預防措施,如改正氣管導管的位置、按時松解及更換氣管導管固定裝置、及時評估患者是否符合撤除人工氣道的指征、有聲門下吸引導管的避免長時間在口唇某一個部位長時間受壓,能有效的預防人工氣道相關PI的發生。本研究DCA圖(圖5)顯示,在0.1～0.75的閾值概率區間,模型曲線高于2條極端曲線,表明在此閾值概率區間利用該模型預測ICU留置人工氣道患者發生PI的風險并決定是否采取干預措施具有應用價值,提示該模型可幫助醫護人員提高決策科學性,使醫護人員及患者均有獲益。然而,本研究構建的列線圖預測模型的靈敏度與特異度相對偏低。因此,在臨床工作中對患者進行評估時,對于留置人工氣道相關PI評分低的患者,應與臨床中其他可能導致PI的危險因素結合起來預測,存在其他高危因素者,應積極進行PI的評估,及早發現漏診的患者,采取預防措施。

綜上所述,本研究構建的ICU患者人工氣道相關PI風險預測列線圖模型具有良好的預測效能,可在患者留置人工氣道期間進行PI的風險評估,為早期干預人工氣道相關PI提供參考。對ICU留置人工氣道患者及時考慮人工氣道的留置時間、使用聲門下導管、氣管導管在口中的位置、Braden評分中潮濕評分、移動力評分、摩擦力/剪切力評分等因素進行評估,能早期識別人工氣道相關PI的高?；颊?對于預測評分≥177分的患者提早進行干預,以降低人工氣道相關PI的發生率。本研究的不足之處在于研究樣本偏小,且僅在1所三級甲等醫院進行研究,雖然內部驗證預測效果良好,但是未進行外部驗證,未來可以進行大樣本和多中心的前瞻性研究來進一步驗證。