前纵隔肿瘤患者术后呼吸和循环系统并发症的风险预测模型

顾 韡 王 委 邱郁薇 朱宏伟 徐美英 吴镜湘

纵隔可分为前、中、后3部分。临床上患者的纵隔肿瘤多位于前纵隔，以淋巴瘤、良性肿瘤、生殖细胞肿瘤较为常见，其解剖位置与气道、大血管和心脏等重要器官关系密切[1]。绝大多数前纵隔肿瘤需要通过手术切除，手术操作可能累及或损伤心、肺、大血管和气道等。既往研究[2]发现，成年纵隔肿瘤患者术中、术后呼吸和循环系统并发症的发生率分别为3.8%和10.5%。并发症可致术后30 d死亡率和平均住院日增加，对患者造成健康和经济损失[3]。然而，目前尚缺乏针对前纵隔肿瘤术后并发症的相关研究。本研究拟通过回顾性分析前纵隔肿瘤患者的临床资料，探究前纵隔肿瘤患者术后呼吸和循环系统并发症及其危险因素，并构建预测前纵隔肿瘤患者术后呼吸和循环系统并发症的列线图模型，有助于早期干预并发症，改善患者围术期的转归。

1 对象与方法

1.1 研究对象 本研究为单中心回顾性研究。纳入2019年1—12月在上海市胸科医院接受纵隔肿瘤手术的患者；患者年龄≥18岁，ASA分级Ⅰ至Ⅲ级，术前诊断为前纵隔肿瘤。本研究符合2013年修订的《赫尔辛基宣言》。

1.2 方法 根据纳入标准，通过上海市胸科医院电子病历系统和麻醉信息系统(北京易飞华通)搜索患者信息。记录患者一般资料(住院号、性别、年龄、BMI、ASA分级、肿瘤类型)；术前基础疾病(高血压、糖尿病、冠心病)；术前检查，包括：常规实验室检查(血红蛋白、白蛋白、血糖)，心电图，胸部CT或MRI(纵隔肿物最大径、肺不张、心包积液、主气道受压面积≥50%)，超声心动图(肺动脉压力)，肺功能(阻塞性通气障碍、限制性通气障碍)；手术情况(手术时间、手术方式为开胸或胸腔镜手术、是否置换上腔静脉或属支血管、术中出血量)。

记录主要结局指标和次要结局指标。主要结局指标指术后呼吸和循环系统并发症，包括低氧血症、呼吸衰竭、肺部感染、心力衰竭、肺动脉栓塞、心肌梗死。次要结局指标指术后住院日和ICU治疗日。将发生呼吸和(或)循环系统并发症的患者纳入并发症组，其余患者为非并发症组。

1.3 术后呼吸和循环系统并发症定义 术后呼吸和循环系统并发症定义为手术结束至出院期间发生的呼吸和(或)循环系统并发症。低氧血症指paO2/FiO2≤300 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)[4]。呼吸衰竭指术后无创呼吸支持≥48 h或再次气管插管呼吸机支持48 h[5]。肺部感染指胸片新发或进展性肺部浸润病灶，合并下列两项之一者即可诊断：①体温≥38.3 ℃；②白细胞计数>12×109/L；③脓性气管支气管分泌物[6]。心力衰竭指脑钠肽(BNP)>100 ng/L。肺动脉栓塞须经CT肺动脉造影、肺动脉造影、超声心动图等影像学证据诊断。心肌梗死的诊断标准为第四版全球通用心肌梗死定义，或者冠状动脉(简称冠脉)CTA或DSA确诊的心肌梗死。

2 结 果

2.1 两组患者各项指标比较 本研究最终共纳入499例行手术治疗的前纵隔肿瘤患者，男260例(52.1%)、女239例(47.9%)；年龄为(50.1±14.5)岁。术后57例(11.4%)患者发生呼吸和(或)循环系统并发症，其中44例(8.8%)患者发生1种并发症，包括18例低氧血症，12例心力衰竭，7例肺部感染，6例呼吸衰竭，1例肺动脉栓塞；13例(2.6%)患者发生2种并发症，包括低氧血症合并心力衰竭7例，肺部感染合并心力衰竭3例，呼吸衰竭合并心力衰竭3例。并发症组中男性36例(63.2%)，年龄为(53.7±13.5)岁，BMI为(24.1±3.5) kg/m2，肿瘤最大径为(8.0±5.3) cm；非并发症组中男性224例(50.7%)，年龄为(49.7±14.5)岁，BMI为(23.8±3.5) kg/m2，肿瘤最大径为(5.2±2.8) cm，并发症组年龄和肿瘤最大径显著大于非并发症组(P值分别<0.05、0.01)，两组间性别构成和BMI的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。并发症组与非并发症组术前ASA分级、高血压、限制性通气障碍、肿瘤类型构成、心律失常、主气道受压面积≥50%、肺动脉高压、心包积液、肺不张，术中人工血管置换占比、出血量，开胸手术占比，手术时间的差异均有统计学意义(P值均<0.05)。见表1、2。

表1 并发症组与非并发症组患者术前情况比较 [n(%)]

表2 并发症与非并发症组患者手术情况和肿瘤类型构成比较

2.2 前纵隔肿瘤患者术后呼吸和循环系统并发症影响因素的logistic回归分析 以上述差异有统计学意义的因素为自变量，术后呼吸和循环系统并发症为因变量，进行多因素logistic回归分析，结果显示年龄、主气道受压面积≥50%、限制性通气障碍、心包积液、手术方式、手术时间是前纵隔肿瘤患者术后呼吸和循环系统并发症发生的影响因素(P值均<0.10)。见表3。

表3 前纵隔肿瘤患者术后呼吸和循环系统并发症影响因素的 logistic 回归分析

2.3 前纵隔肿瘤患者术后呼吸和循环系统并发症列线图模型的建立与应用 将logistic回归分析筛选出来的影响因素(年龄、主气道受压面积≥50%、限制性通气障碍、心包积液、手术方式、手术时间)用于建立前纵隔肿瘤手术后呼吸和循环系统并发症的列线图模型。见图1。计算得到最大约登指数为0.555，其对应列线图模型中风险概率最佳界值为0.193。例如，某择期行纵隔肿瘤切除术患者年龄为50岁(25分)、存在中度限制性通气障碍(35分)、手术方式为开胸手术(15分)、手术时间250 min(30 分)，则该患者的列线图模型总分为25+35+15+30=105分，其对应的风险概率为0.5(>风险概率界值0.193)，属于高危患者。

2.4 前纵隔肿瘤患者术后呼吸和循环系统并发症列线图的预测效能评价 绘制ROC曲线，分析结果显示，本研究构建的前纵隔肿瘤患者术后呼吸和循环系统并发症列线图模型的AUC为 0.842(95%CI：0.780～0.905，P<0.01)，见图2，说明预测效能较好。

图1 预测前纵隔手术后呼吸和循环系统并发症列线图模型

图2 危险因素预测术后呼吸和循环系统并发症的ROC曲线

2.5 两组患者次要结局指标的比较 并发症组的患者术后住院日、ICU治疗日分别为9.0(7.0，16.5)和4.0(1.0，7.5) d，均高于非并发症组的4.0(3.0，6.0)和0(0， 0) d，两组间的差异均有统计学意义(P值均<0.01)。

3 讨 论

成人前纵隔肿瘤切除术后呼吸和循环系统并发症与众多因素有关。前纵隔与气道、大血管和心脏等重要器官关系密切，既往针对前纵隔肿瘤切除术后呼吸和循环系统并发症的研究甚少，因此将前纵隔手术的术前和术中因素纳入本研究，构建预测前纵隔肿瘤患者术后呼吸和循环系统并发症的列线图模型，对于预防术后呼吸和循环系统并发症可能有所裨益。

将列线图的影响因素分为术前和术中两大类。在术前因素中，主气道受压面积≥50%、限制性通气障碍、心包积液、年龄与术后呼吸和循环系统并发症的发生相关。术前主气道受压面积≥50%的主要原因是纵隔肿瘤长期压迫气道，气道受压软化，切除肿瘤和拔除气管导管后气道塌陷，易发生呼吸系统并发症。Shamberger等[7]的研究亦发现，在儿童前纵隔肿瘤手术中，术前CT检查示气管横截面受压>50%的患者可出现呼吸困难症状，术后呼吸和循环系统并发症发生增多。术前肺功能检查发现限制性通气功能障碍，其主要原因是纵隔肿瘤压迫肺实质，导致肺不张，有效通气不足，术后肺实质无法完全复张，从而发生呼吸系统并发症，这与Béchard等[2]和Redford等[8]的观点一致。术前影像学检查发现心包积液，心包积液使心肌长期受压，导致心律不齐、舒张期充盈受限，甚至心包填塞等，术后受损的心肌无法快速恢复，造成术后呼吸和循环系统并发症的发生难以避免，这与文献[8-9]报道相一致。此外，随着年龄增长，心肺功能储备降低，术后呼吸和循环系统并发症发生的概率增加，可能是多种因素作用的结果。

本研究结果提示，术中因素中手术方式和手术时间与术后呼吸和循环系统并发症的发生相关。与胸腔镜手术相比，开胸手术存在创伤大、手术时间长、术中出血量多、切口创伤大等劣势[10-11]。术中的创伤和出血易引起术后心肌酶谱指标升高，肺部炎症因子分泌增多。因此，术后呼吸和循环系统并发症与手术方式、手术时间密切相关。

以往的相关研究均探讨了该手术术后并发症发生的独立危险因素。本研究采用了列线图模型，该模型是一种可视化、个性化的预测分析统计学模型，它通过计算基于回归模型的各影响因子对目标临床事件的影响评分，得到个体预测值，用于指导临床诊疗决策。本研究还通过计算约登指数来评价模型的真实性。指数越大说明模型的效果越好，真实性越大。本模型最大约登指数为0.555，并以此确定预测术后发生呼吸和循环并发症的最佳界值为0.193。

本研究尚存在不足之处。首先，本研究为回顾性研究，可能存在术后并发症的数据丢失，遗漏发生并发症的患者。其次，本研究以成人患者为研究对象，并未对儿童患者进行研究。最后，本研究的手术由不同外科医师完成，手术方式和手术时间并无统一标准，可能会对结果产生影响。最后，由于单中心的手术数量限制，本预测模型只进行了数据内部验证，未来可以通过外部数据进一步加以验证研究。

综上所述，本研究中57例(11.4%)成人患者行前纵隔肿瘤切除术后发生了呼吸和(或)循环系统并发症，并发症组术后住院时间和ICU治疗时间较非并发症组延长。基于年龄、主气道受压面积≥50%、限制性通气障碍、心包积液、手术方式、手术时间等6个影响因素构建的列线图能较为准确的预测前纵隔肿瘤患者术后呼吸和循环系统并发症。因此，为了减少成人患者术后呼吸和循环系统并发症，建议术前改善心包积液，增加肺功能锻炼，利用放射、化学治疗等手段缩小肿瘤对呼吸系统的影响，尽可能采用胸腔镜手术，以缩短手术时间和减少出血创伤等不利影响。