I一Ⅱ期非小細胞肺癌胸腔鏡術后心肺并發癥的影響 因素及預測模型構建

中圖分類號：R734.2 文獻標志碼：A DOI：10.11958/20250702

Abstract：ObjectiveTo construct amultivariable prediction model forassessing therisk of cardiopulmonary complication after thoracoscopic lobectomy in patients with stage non-small cell lung cancer （NSCLC）. Methods Clinical data of 6OO patients with stage |-| NSCLC who underwent thoracoscopic lobectomy were retrospectively analyzed. Patientswere divided intothe complication group （84cases）and the non-complication group （516cases）based on the occurrence of postoperativecomplication within7days，includingatelectasis，pulmonary embolism，respiratory failure， chylothorax，massvepleuralefusion，hypoxemiaandatrialfibrilltionDemographiccharacteristics，preoperativepumoary functionassessment，pathological featuresand perioperativeindicatorswerecolected.MultivariateLogisticregression analysis was used toidentify independentrisk factors influencing postoperativecardiopulmonarycomplication inpatientsand construct a predictive model. Internal validation was performed using the Bootstrap resampling method （1 OOOiterations）to evaluate thediscrimination，calibrationand clinical decision-making valueof the model.ResultsMultivariateLogistic regressionanalysis identifiedthefolowing independentriskfactorsofpostoperativecardiopulmonarycomplication，ncluding age（OR=1.832，95%CI： 1.537-2.183），historyofchronicobstructive pulmonary disease （COPD）（OR=6.782，95%Cl： 2.685- 17.130）， Karnofsky performance status （KPS） score （ OR =0.926，95%CI： 0.888-0.965）， the percentage of forced expiratory volume in thefirst second tothe predictivevalue （FEV1%pred）（OR=0.906，95%CI： 0.845-0.972），the percentageof diffusing capacityforcarbon monoxide to the expected value（DLCO%pred）（OR=0.901，95%CI： 0.832-0.975），intraoperative blood loss（OR=1.025，95%CI：1.014-1.036）andone-lung ventilation time（OR=1.057，95%CI：1.034-1.080）.Thearea under thecurve （AUC）of thecombineddiagnosiswas0.977 （95%CI： 0.965-0.989），with96.4%sensitivityand87.6 % （204號 specificity. The Hosmer-Lemeshow test indicated excellent calibration （ χ²= 1.285， P =0.994）.Decision curve analysis demonstrated significant clinical net benefitwhentherisk thresholdprobability rangedbetween20%and （204號 98% .ConclusionThe multivariable prediction model for cardiopulmonary complication after thoracoscopic lobectomy in stage l-l| NSCLC patients exhibits strong predictive performance.

Key words：cavcinoma，non-small-cellung;risk factors; toracoscopy;cardiopulmonarycomplications;predictivemodel

1對象與方法

肺癌是全球發病率與死亡率最高的惡性腫瘤之一，其中非小細胞肺癌（non-small-cell lung cancer，NSCLC）是肺癌中最常見的病理學類型，約占85%^[1] 。隨著低劑量CT篩查的普及，I一Ⅱ期NSCLC的早期診斷率顯著提升。胸腔鏡手術（video-assisted thoracoscopic surgery，VATS）憑借創傷小、恢復快等優勢，已成為早期NSCLC根治性治療的首選術式[2]。然而，術后心肺并發癥（如心律失常、肺炎、肺不張等）的發生率仍高達 15%～25% ，顯著延長住院時間、增加醫療成本，甚至影響患者遠期生存[3]。目前，術后心肺并發癥的危險因素研究主要聚焦于高齡、術前肺功能減退及長期吸煙等單一變量[4]。但臨床證據表明，心肺并發癥的發生涉及患者生理狀態、手術應激及圍術期干預等多維度因素的協同作用[5-6]。因此，本研究擬通過聯合患者基線特征、手術參數及圍術期動態指標，開發VATS術后心肺并發癥預測模型，以期突破傳統單因素分析的局限性，為術后風險分層提供精準量化工具。

1.1研究對象回顧性納入2023年1月—2023年9月在本院行胸腔鏡肺葉切除術的I一Ⅱ期NSCLC患者600例。其中男312例，女288例，年齡40＼～75歲，平均（ 62.3±8.5 ）歲；體質量指數（BM I）18.5～34.2kg/m² ，平均 （23.8±3.6）kg/m² 。納入標準：（1）術后病理確診為I—Ⅱ期NSCLC，符合《NCCN腫瘤臨床實踐指南：非小細胞肺癌》的診斷標準[7]。（2）Karnofsky功能狀態（Karnofsky performance status，KPS）評分 ?60 分。（3）術式為VATS肺葉切除術 + 系統淋巴結清掃術。（4）病例資料完整。排除標準：（1）嚴重心/肺基礎疾病。（2）既往有胸部手術史。根據術后7d是否肺不張、肺栓塞、呼吸衰竭、乳糜胸、大量胸腔積液、低氧血癥、心房顫動等并發癥，分為并發癥組（84例）與無并發癥組（516例）。本研究經醫院倫理委員會批準（批號：NCC2023c-202），患者或家屬均簽署知情同意書。

1.2研究方法

1.2.1手術方法所有納入病例均接受胸腔鏡輔助肺葉切除聯合系統性淋巴結清掃術。患者取健側臥位，經雙腔氣管插管實施靜吸復合全身麻醉，維持健側肺單肺通氣。于患側胸壁第4或第5肋間腋中線建立單孔操作通道，并以此作為操作孔及觀察孔。置入 30^° 胸腔鏡探查胸腔，明確病變范圍及毗鄰結構，完整暴露靶肺葉，依次離斷肺靜脈、支氣管及動脈分支，使用直線切割吻合器處理肺裂，經操作孔取出切除標本。系統性清掃肺門（第10—14組）及縱隔（第2、4、7-9組）淋巴結。術畢留置胸腔引流管，逐層縫合切口。術后常規給予二代頭孢菌素預防感染，并根據引流量及胸管引流液性質決定拔管時機。

1.2.2臨床資料采集通過醫院信息系統收集資料。（1）人口學特征：性別，年齡，BMI分級[正常 （18.5～23.9kg/m²） ）超重 （24.0～27.9kg/m²） 及肥胖 gtrsim28.0kg/m² ][8，吸煙史（ ?6 個月），合并癥[包括慢性阻塞性肺疾病（COPD）冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（冠心病）高血壓及2型糖尿病]，術前KPS評分。（2）肺功能評估：術前1d采用德國耶格公司JAEGERMasterScreen肺功能檢測系統，按照美國胸科學會/歐洲呼吸學會標準操作規程，測定患者術前第1秒用力呼氣容積占預計值百分比（ FEV1%pred） 及一氧化碳彌散量占預計值百分比 （DLCO%pred） ，選取3次測量的最佳值。（3）病理特征：記錄病變側別（左/右肺）；根據術后組織病理學檢查確定腫瘤分化程度（高/中/低分化）；依據美國癌癥聯合委員會（AmericanJointCommitteeonCancer，AJCC）第8版TNM分期系統確定腫瘤病理分期（I/Ⅱ期）；根據世界衛生組織肺癌分類標準確定組織學亞型（腺癌/鱗癌/其他）。（4）圍手術期指標。 ① 手術相關參數：記錄從皮膚切開至縫合完成的總手術時間，采用吸引瓶定量與紗布稱重法計算術中失血量。 ② 麻醉管理指標：由麻醉記錄系統（麥迪斯頓AIMSV5.0）自動記錄從啟動單側通氣至恢復雙肺通氣的精確單肺通氣時間；通過MindrayBeneViewT8麻醉監護儀持續監測并自動記錄手術全過程中血氧飽和度 （SpO₂ 的最低值。

1.3統計學方法 采用SPSS26.0及R語言（version4.2.2）進行統計分析。計量資料以 表示，行t檢驗；計數資料以例或例（%） 表示，行 χ² 檢驗。通過Logistic單因素分析篩選 Plt;0.2 的變量，采用逐步回歸法（前進法，納入標準 Plt;0.05 ，剔除標準 Pgt; 0.1）建立最終預測模型并繪制列線圖，采用Bootstrap重抽樣法（1000次）進行內部驗證，通過受試者工作特征（ROC）曲線及曲線下面積（AUC）評價模型區分度，Hosmer-Lemeshow檢驗評估校準度， Plt;0.05 為差異有統計學意義。

2結果

2.12組患者一般資料比較與無并發癥組相比，并發癥組的年齡較大，COPD、冠心病、高血壓、2型糖尿病合并比例較高，手術時間和單肺通氣時間延長，術中失血量更多，而術前KPS評分、DLCO%pred、術中最低SpO₂ 及 FEV1%pred 降低 （Plt;0.05 ，見表1。

2.2I—Ⅱ期NSCLC患者術后發生心肺并發癥的多因素Logistic回歸分析將I—Ⅱ期NSCLC患者并發心肺并發癥情況記為因變量（并發癥 ，無并發癥 ），將單因素Logistic回歸篩選出的COPD（否 ₌₀ 是 ⁼¹ ）、年齡（實測值）、術前KPS評分（實測值）、FEV1%pred（實測值） .DLCO% pred（實測值）術中出血量（實測值）單肺通氣時間（實測值）均記作自變量。經多因素Logistic回歸分析發現，年齡、COPD、術中出血量、單肺通氣時間、KPS評分、FEV1%pred及 DLCO%pred 均是心肺并發癥的影響因素（ （Plt; 0.05），見表2。根據多因素Logistic回歸構建預測模型Log 年齡 +1.914× COPD- 0.077× 術前KPS評分 -0.099×FEV1%pred- 0.105×DLCO%pred+0.025× 術中出血量 +0.056× 單肺通氣時間。

2.3列線圖風險預測模型的構建及驗證將多因素Logistic回歸分析篩選的7個獨立影響因素作為預測指標，構建I一Ⅱ期NSCLC患者并發心肺并發癥的風險預測列線圖模型，見圖1。運用Bootstrap法對列線圖模型進行驗證，Hosmer-Lemeshow檢驗未拒絕擬合優度（ χ²=1.285 P=0.994 ），表明聯合模型具有穩定的校準度，見圖2。ROC曲線結果顯示，預測模型的AUC為（ 、敏感度為 96.4% ，特異度為 87.6% ，見表3、圖3。DCA曲線顯示，風險閾值概率在 20%～98% 時，模型具有較高的凈獲益值，見圖4。

3討論

NSCLC患者胸腔鏡術后發生心肺并發癥是多種病理生理機制共同作用的結果。本研究發現，年齡、COPD、術前KPS評分、肺功能指標、術中出血量及單肺通氣時間是主要影響因素，而聯合預測模型通過整合多維指標顯著優化了風險分層能力，為臨床精準干預提供了新思路。

本研究結果顯示，單肺通氣時間延長是術后心肺并發癥的獨立危險因素 （OR=1.057） ，AUC達0.785。其機制可能與線粒體-炎癥小體軸失衡密切相關[9]。研究表明，單肺通氣導致的機械牽張及缺血-再灌注損傷可誘導肺泡上皮細胞線粒體膜電位下降，促使活性氧（ROS）過量生成[10]。過量ROS不僅直接損傷DNA和脂質膜，還可通過核因子 κB/ NOD樣受體蛋白3（NF-kB/NLRP3）通路激活炎癥級聯反應[1]。一方面，ROS 促進NLRP3炎癥小體組裝，觸發胱天蛋白酶-1依賴的肺組織焦亡，釋放白細胞介素（IL）-1β、IL-18等促炎因子[12];另一方面，線粒體DNA泄漏至胞質，通過STING通路激活I型干擾素反應，進一步放大肺實質炎癥損傷，從而導致肺不張及低氧血癥的發生[13]

本研究發現 FEV1%pred 升高是術后心肺并發癥的保護因素，提示肺功能儲備對術后恢復有重要影響。從病理生理學角度，FEV1下降提示小氣道阻塞與肺彈性回縮力減退，氣流受限使氣道分泌物滯留，增加細菌定植風險；同時，術后鎮痛藥物進一步抑制咳嗽反射，共同促進肺不張形成[14]。低FEV1患者常伴隨慢性低氧血癥，術中最低 SpO₂ 較低，肺血管平滑肌細胞Kv通道表達下調，導致肺動脈高壓代償性調節能力喪失，加劇通氣/血流比例失調，誘發術后難治性低氧血癥[15]。值得注意的是，近期研究發現， FEV1%pred 較低的患者肺泡巨噬細胞中過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPARy）活性降低，可能通過抑制抗炎介質分泌，加重術后肺內炎癥反應[1]，這為肺功能基線評估的預測價值提供了新的思路。

本研究結果顯示，COPD是心肺并發癥發生的強預測因素 （OR=6.782 ），這可能與COPD相關的慢性氣道炎癥、黏液分泌增加及纖毛功能障礙有關。

一些研究顯示，COPD患者術后氣道微生物組穩態失衡、肺微生物多樣性下降與術后肺部感染密切相關[7]，而COPD患者分泌的炎性因子可通過旁分泌作用激活內皮細胞間黏附分子1（ICAM-1）表達，促進中性粒細胞肺內浸潤及中性粒細胞胞外誘捕網形成，加劇術后急性肺損傷[18]。此外，COPD患者術后氧化應激水平升高[19]，通過Toll樣受體9-髓系分化因子88（TLR9-MyD88）信號通路激活全身炎癥反應，與術后房顫的發生存在潛在關聯[20]。

本研究還發現，高齡、術前低KPS評分、術中出血量增加及DLCO%pred下降均是術后心肺并發癥的獨立危險因素，這反映了患者整體功能狀態、手術創傷程度及肺彌散功能對術后恢復的綜合影響。年齡增長與心肺功能儲備下降密切相關，研究表明高齡患者心室重塑能力減弱， β- 腎上腺素能受體敏感性降低，術后容量負荷調節能力受限，易發生心律失常及心功能不全[2I]。低KPS評分反映患者整體功能狀態不佳，既往研究證實 KPSlt;90 分的患者術后早期活動能力有限，深靜脈血栓風險明顯增加22，且肌肉力量下降導致咳嗽效率降低，不利于術后痰液排出。術中出血量增加提示手術創傷程度較大，血紅蛋白下降導致載氧能力減弱，同時失血觸發的炎癥-凝血級聯反應促進肺微血栓形成，加重肺血管阻力[23]。DLCO特異性反映肺泡-毛細血管膜氣體交換能力。Leng等[24]研究發現DLCO降低患者術后氧合指數顯著降低，與氧化應激標志物丙二醛水平升高及肺表面活性物質分泌減少相關，增加了急性呼吸窘迫綜合征的發生風險。

本研究雖建立了預測模型，但仍存在局限性：回顧性設計中潛在混雜因素（如術前營養狀態）未完全控制；本研究為單中心數據，未來需通過多中心隊列（如SEER數據庫）驗證模型普適性；此外，本研究對機制探索不足，未來研究可結合代謝組學（如乳酸丙酮酸比值）及影像組學（CT紋理特征）構建多模態預測體系。

綜上所述，I—Ⅱ期NSCLC患者胸腔鏡術后心肺并發癥的發生與年齡增長、COPD、低KPS評分、肺功能下降、術中出血量增加及單肺通氣時間延長顯著相關，基于上述指標構建的列線圖預測模型可有效篩選術后心肺并發癥高危患者，為圍術期精準干預提供客觀依據。

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（2025-02-21收稿2025-04-10修回）

（本文編輯 胡小寧）