老年單側全髖關節置換術圍術期輸血風險預測模型的構建

臧 晗，胡 嬡，許軒奇，許 力*

1.中國醫學科學院 北京協和醫學院 北京協和醫院 麻醉科，北京 100730；2.高可信軟件技術教育部重點實驗室(北京大學)，北京 100084；3.北京大學 計算機學院，北京 100084

全髖關節置換術作為治療髖關節疾病的有效手段,近年來需求量不斷增長[1]。圍術期輸血在全髖關節置換術中非常普遍[2-3]。已有文獻證實圍術期輸血與多種不良結局相關,如感染、住院時間延長以及醫療花費增加等[4-6]。優化全髖關節置換術的圍術期血液管理受到了越來越多的關注,開放性輸血策略常常造成血液制品的過度使用。精準識別高危人群,積極進行術前干預,可以最大限度地減少血液制品的浪費,降低輸血并發癥發生的風險。隨著人口老齡化趨勢的擴大和人口壽命的延長,老年患者的外科手術需求量持續增加[7]。老年患者常合并多種慢性疾病、衰弱及營養不良等,增加手術與麻醉相關風險,其圍術期管理成為了臨床醫生的挑戰。既往已有文獻探究全髖關節置換術圍術期輸血的危險因素,但尚未有研究關注老年患者這一特殊群體[8-9]。本研究旨在識別老年患者單側全髖關節置換術圍術期輸血的危險因素, 建立風險預測模型,促進圍術期決策的制定,建立個體化的圍術期管理方案。

1 材料與方法

1.1 研究對象

本項研究經過北京協和醫院倫理委員會批準(SK-1757),回顧性收集于2013年1月至2021年10月在北京協和醫院接受單側初次全髖關節置換術的老年患者。納入標準:年齡≥65歲的患者;接受單側初次全髖關節置換術的患者。排除標準:存在缺失數據的患者,包括人口學特征、手術信息、術前實驗室指標及輸血信息數據的缺失。

1.2 方法

1.2.1 數據的收集:根據既往文獻、臨床經驗以及數據的可獲取性確定納入變量的種類。從手術麻醉信息系統、臨床數據中心和輸血科收集患者的人口學特征、手術信息、術前實驗室指標及輸血信息。人口學特征包括年齡、性別、身體質量指數(body mass index, BMI)、美國麻醉醫師協會(American Society of Anesthesiologists, ASA)分級、合并癥以及抗凝藥物的使用等。ASA分級由一名麻醉醫生在術前進行評估。貧血被定義為男性血紅蛋白 <120 g/L或女性 <110 g/L。術前抗凝藥物的使用指術前一周內使用肝素、華法林或Xa因子抑制劑等。手術信息包括術前診斷、麻醉方式、手術時間、術中是否使用氨甲環酸等。骨關節炎包括原發性骨關節炎和股骨頭壞死與髖關節發育不良導致的繼發性骨關節炎。術前實驗室指標納入與手術時間相鄰最近的檢驗結果,包括術前血紅蛋白、血小板、活化部分凝血活酶時間(activated partial thromboplastin time, APTT)、凝血酶原時間(prothrombin time,PT)、D-二聚體、纖維蛋白原、丙氨酸氨基轉移酶(alanine aminotransferase, ALT)、總膽紅素、直接膽紅素、白蛋白、肌酐和尿素等。圍術期輸血被定義為在手術過程中或術后72 h內異體紅細胞的輸注。

1.2.2 模型的建立:按照手術時間先后的順序,將前70%的數據劃分為訓練集,后30%的數據劃分為測試集。訓練集用于建立模型,測試集用于驗證模型的性能。

1.3 統計學分析

2 結果

2.1 一般資料

本研究共納入467例接受單側初次全髖關節置換術的老年患者(訓練集n=326, 測試集n=141),平均年齡(71.4±5.0)歲,男性134例(28.7%),女性333例(71.3%)。其中,91例(19.5%)患者接受圍術期輸血,48例(10.3%)例患者接受術中輸血,52例(11.1%)患者接受術后輸血。

2.2 訓練集單因素分析結果

相較于未輸血組,輸血組患者年齡更大;ASA分級>Ⅱ 級、合并冠心病、合并貧血的患者更多;手術時間更長;術前D-二聚體水平更高。此外,輸血組接受全身麻醉以及術前診斷為骨關節炎和髖關節發育不良的患者更少;術前血紅蛋白和白蛋白水平更低(P<0.05)(表1)。

表1 訓練集單因素分析Table 1 Univariate analysis of the training set

2.3 訓練集多因素Logistic回歸分析結果

將單因素分析中P<0.05的變量納入多因素Logistic回歸分析中,包括年齡、是否ASA分級>Ⅱ 級、是否合并冠心病、是否合并貧血、是否術前診斷為骨關節炎、是否術前診斷為髖關節發育不良、是否接受全身麻醉、手術時間、術前血紅蛋白水平、術前白蛋白水平以及術前D-二聚體水平。結果顯示,合并冠心病、手術時間增加和術前低血紅蛋白是老年患者行單側全髖關節置換術圍術期輸血的獨立危險因素(P<0.05)(表2)。

表2 訓練集多因素Logistic分析Table 2 Multivariable logistic regression of the training set

2.4 預測模型的構建與評估

基于多因素Logistic回歸分析結果與臨床經驗,納入是否合并冠心病、手術時間、術前血紅蛋白、年齡以及是否ASA 分級>Ⅱ 級等因素構建預測模型,繪制列線圖(圖1)。列線圖中各項危險因素得分之和即為總分數,最后預測出相對應的風險概率值。在測試集中對預測模型的性能表現進行評估,受試者工作特征曲線下面積(the area under the receiver operating characteristic curve, AUC)為0.809 [95%CI(0.725, 0.892)],說明模型的區分度較好(圖2);校準曲線與理想曲線接近,說明模型的校準度良好(圖3)。

圖1 圍術期輸血預測模型列線圖Fig 1 Nomogram of the prediction model for perioperative blood transfusion

ROC.receiver operating characteristic; AUC.the area under the receiver operating characteristic curve.圖2 圍術期輸血預測模型ROC曲線Fig 2 ROC curve of the prediction model for perio- perative blood transfusion

圖3 圍術期輸血預測模型校準曲線Fig 3 Calibration curve of the prediction model for perioperative blood transfusion

3 討論

老年患者機體生理儲備下降,自身調節能力差,對于失血的耐受能力降低,常伴隨著圍術期輸血需求的增加。同時,對于輸血可能引起的并發癥代償能力弱,易造成不良預后。本研究建立并驗證了老年單側全髖關節置換術圍術期輸血風險的預測模型,表現出良好的預測能力,對于臨床實踐具有一定的指導意義。高危人群的精準識別有益于優化準備的實施、麻醉計劃的制定以及術后管理的加強,提升圍術期狀態,減少血液制品的使用,改善老年患者的預后。

本研究發現圍術期輸血風險隨著手術時間的增加而升高,與既往文獻結果一致,手術時間延長一般與手術操作難度增加相關,且較長的手術時間造成術野滲血量的增多,因而常伴隨失血量的增加與圍術期輸血風險的升高[8,11]。有文獻報道,術前低血紅蛋白是圍術期輸血的重要預測指標,在本研究中同樣被證實,術前低血紅蛋白的患者可耐受的圍術期血液丟失量更少,造成圍術期輸血風險增加[8,12]。此外,本研究發現,合并冠心病是老年患者行全髖關節置換術圍術期輸血的危險因素。優化心肌氧供是冠心病患者圍術期管理的重點,維持充足的血紅蛋白水平是臨床實踐中增強機體氧輸送能力的有效手段,因此合并冠心病的患者接受圍術期輸血的可能性更高。此外,根據文獻及臨床經驗,本研究所建立的模型還納入了年齡與ASA分級兩項重要因素,旨在建立更為全面客觀且臨床應用廣泛的老年單側全髖關節置換術圍術期輸血風險預測模型[9,11]。對于輸血風險較高的患者術前應當積極采取干預措施,謹慎選擇手術時機,改善生理狀態,如提升血紅蛋白水平、優化冠心病治療等,早期預測,預防為先,實現個體化的圍術期管理。

本研究存在一定的局限性,首先,由于回顧性研究的性質,所以可能存在一些無法避免的偏倚;其次,本研究為單中心來源,所建立的預測模型仍需要大樣本量的外部人群進行驗證和完善。

綜上,本研究對老年單側全髖關節置換術圍術期輸血的風險因素進行了識別,所建立的模型取得了較好的預測效能,有助于臨床醫生篩查高危人群,改善患者結局,降低醫療成本。