McKeown食管癌术后呼吸衰竭的危险因素分析及预测模型建立

王开旺 张荣新

食管癌是常见的恶性肿瘤之一，在我国食管癌发病率位于恶性肿瘤第6位，死亡率位于恶性肿瘤第4位[1]。手术在食管的治疗中占有重要地位，McKeown食管切除术，是常见的食管癌手术方式之一。食管癌术后患者的呼吸功能会出现不同程度下降[2]，呼吸衰竭是食管癌术后常见的严重并发症，延长患者住院时间，增加患者经济负担。早期干预可减少呼吸衰竭发生率，缩短住院时间。但关于McKeown食管癌术后呼吸衰竭发生的危险因素研究较少。因此，本研究通过对McKeown食管癌术后呼吸衰竭发生危险因素进行分析，以期指导临床医生评估术后呼吸衰竭发生的风险，早期进行干预。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2020年1～12月在安徽省肿瘤医院胸外科行McKeown食管癌手术的261例患者为研究对象，男性203例，女性58例，年龄44～89岁，中位年龄69岁。根据手术后是否出现呼吸衰竭，分为呼吸衰竭组(n=34)与无呼吸衰竭组(n=227)。纳入标准：①术前均经过胃镜病理活检确诊为食管癌；②经检查排除远处转移，可手术切除的食管癌患者。排除标准：①接受非McKeown食管切除术的食管癌患者；②行姑息性手术的患者；③临床数据不完整影响统计分析的患者。

1.2 方法 本研究采用回顾性分析，收集安徽省肿瘤医院胸外科电子病历系统出院患者的相关资料，包括患者年龄、性别、身体质量指数(body weight index,BMI)、吸烟史、第1秒钟用力呼吸容积(forced expiratory volume in one second,FEV1)、分钟最大通气量(maximal ventilatory volume,MVV)、术前呼吸系统合并症，气管插管方式(单腔管气管插管或双腔气管插管)、手术方式(是否采用胸腔镜手术)、手术时间、术中补液量、胸腔粘连情况、术后白蛋白水平、吻合口瘘等指标。 McKeown食管癌术后呼吸功能衰竭是指患者在接受 McKeown食管切除术后不同时间段出现胸闷、呼吸困难、烦躁不安，呼吸空气情况下动脉血气检查示氧分压<60 mmHg (1 mmHg≈0.133 kPa)和或二氧化碳分压>50 mmHg或行气管插管呼吸机支持呼吸的患者，所有患者均转至重症监护病房行呼吸支持。术后血清白蛋白低于30 g/L，为术后低蛋白血症。

2 结果

2.1 一般情况 在261例患者中，腔镜手术242例，开放手术19例，其中发生呼吸衰竭34例，呼吸衰竭发生率为13.00%。

2.2 单因素分析 两组患者的年龄、呼吸系统合并症、术中补液量、胸腔广泛粘连、术后吻合口瘘、术后低蛋白血症、FEV1、MVV实测值/预计值(MVV%)等因素进行比较，差异有统计学意义(P<0.05)，而两组在手术方式、性别、BMI、吸烟史、气管插管类型、手术时间等因素比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 McKeown食管癌术后呼吸衰竭的单因素分析

续表1

2.3 多因素logistic回归分析 根据单因素分析结果，选取两组间差异有统计学意义的指标[计量资料(年龄、FEV1、MVV%、术中补液量)以原值带入，计数资料(呼吸系统合并症，胸腔广泛粘连、术后低白蛋白血症、吻合口瘘)以(否=0，是=1)赋值]作为自变量，以术后是否发生呼吸衰竭作为因变量(0=否，1=是)，进行二分类多因素logistic后退回归分析，结果显示：年龄、术中补液量、术后低蛋白血症、吻合口瘘、胸腔广泛粘连是McKeown食管癌术后呼吸衰竭的独立危险因素(P<0.05)。见表2。

表2 McKeown食管癌术后呼吸衰竭的多因素logistic回归分析

2.4 Nomogram预测模型建立及受试者工作者特征曲线绘制 根据多因素logistic回归分析结果，年龄、术中补液量、术后低蛋白血症、吻合口瘘、胸腔广泛粘连作为食管癌术后呼吸衰竭的独立危险因素。使用R(R4.1.0)软件，依据5个食管癌术后呼吸衰竭的独立危险因素建立 Nomogram预测模型，根据危险因素得分，预测患者术后呼吸衰竭发生的风险。见图1。利用SPSS软件，根据多因素logistic回归分析生成的该模型下的预测值PRE_1作为检验变量，将呼吸衰竭作为状态变量，并设定状态变量的值为1，绘制ROC曲线，AUC为0.848(95%CI:0.772～0.925,P<0.001)，表明预测价值较高。见图2。Hosmer-Lemeshow检验显示模型拟合度较高(χ2=8.797,P=0.360)。

图1 McKeown食管癌术后呼吸衰竭的Nomogram预测模型

图2 McKeown食管癌术后呼吸衰竭预测模型的ROC曲线

3 讨论

食管癌是我国常见的消化道恶性肿瘤，手术在食管的综合治疗中占有重要地位。由于食管特殊的解剖结构，食管癌容易出现淋巴结转移，McKeown食管切除术应用比较广泛。呼吸衰竭作为食管癌术后严重并发症,其发生率为9.0%～18.8%[3-4]。最近研究[5-7]表明术后肺部并发症的发生可能影响接受食管癌手术患者的预后。因此，需要临床医师早期发现术后呼吸衰竭，尽早干预，并在一定程度上降低呼吸衰竭的发生。

随着技术水平的进步，年龄不在是手术的禁忌证，越来越的高龄食管癌患者接受手术治疗。高龄患者身体机能逐步下降，呼吸代偿功能降低，加上术后管理难度提高，容易导致术后呼吸衰竭的发生。本研究发现年龄为食管癌术后的危险因素,与既往研究[8]相仿。

食管癌手术对呼吸功能影响主要体现在以下4个方面：①术后的疼痛以及胸壁、神经的损伤，造成咳嗽无力；②术中反复对肺组织的挤压，导致肺挫伤；③胸腔管胃对肺组织压迫，呼吸运动幅度受限，削弱了咳痰效果；④食管癌术中单肺通气，术侧肺萎陷，肺表面活性受损，影响术后肺功能的恢复[2,9]。根据对术前肺功能的评估，进一步判断患者对手术的耐受力有重要的意义。既往研究[10-11]表明FEV1及MVV%与术后患者的呼吸衰竭发生相关。进行多因素分析发现，FEV1、MVV%、呼吸系统合并症，这几项因素并不是术后呼吸衰竭的独立危险因素。吸烟会增加围手术期呼吸系统并发症的发生[4,12]，戒烟时间越短越容易发生术后肺部并发症[13-14]。而本研究中大多数患者的肺功能为呼吸道准备前的肺功能。另外，吸烟患者术前大多数进行严格戒烟至少1周，术前所有患者都进行呼吸道雾化准备及呼吸训练，因此积极的术前准备、严格的术后管理尤为重要。

食管癌患者确诊后往往出现不同程度的营养不良及体重下降，营养不良与术后多种并发症发现相关，本研究发现术前BMI值不是术后呼吸衰竭的危险因素。而术后低蛋白血症为食管癌术后呼吸衰竭的独立危险因素。既往研究[15]表明，食管癌手术后低蛋白血症的患者出现肺部感染的风险较大。食管癌术后较低的白蛋白水平明显增加了术后呼吸呼吸衰竭发生的风险[16]。这可能由于低蛋白血症导致血浆胶体渗透压降低，从而导致肺水肿，从而引起气体弥散功能降低以及通气血流比例下降。另一方面，低蛋白血症患者免疫功能降低，容易引起肺部感染，从而导致呼吸衰竭。另外血清白蛋白也形成部分急性期反应蛋白，因此低蛋白血症也反应了临床状态的恶化或炎症的持续增加，低蛋白血症还可以减少药物的作用[17-19]。因此术后需要加强对术后患者白蛋白水平监测，对低蛋白血症的高风险人群进行尽早干预。

食管癌手术期间的液体管理是麻醉和外科医师关注的重要的问题。分析发现术中补液量为食管癌术后呼吸功能衰竭的危险因素。食管癌术后肺部并发症的发生率很高，这可能因为液体超负荷，从而导致肺间质水肿。食管切除术中实时目标导向治疗可以降低围手术期间纵膈炎、管胃坏死发生率，以及ICU住院时间[20]，但亦有研究[21]表明术中液体管理不能减少术后肺部并发症发生率及转ICU发生率。目前限制性液体管理策略是基于术中术中监测指标指导，理想的液体管理策略仍待进一步研究。

食管癌术后吻合口瘘往往延长住院时间，部分可能影响患者呼吸功能。本研究发现术后吻合口瘘的发生为食管癌术后呼吸衰竭的危险因素。McKeown食管癌切除术后行颈部吻合，但是通过对于术后复查CT，发现一部分患者的吻合口往往下降至胸腔。因此，当患者出现吻合口瘘时，这部分患者往往瘘进胸腔，导致胸腔感染，影响患者呼吸，引起呼吸衰竭。因此，术中吻合时尽量提高吻合口的位置。

多因素分析显示胸腔粘连与术后呼吸衰竭的发生相关，胸腔粘连患者手术时间往往较长，分离粘连过程加重了肺组织的机械损伤。对于这部分术后往往放置2根胸腔引流管，加重了患者术后疼痛的发生影响患者术后活动，另外术后肺部漏气容以及其容易引起皮下气肿和胸腔感染，这可能和呼吸衰竭存在一定关联。

众所周知，开放的食管癌手术作为传统的手术方式，操作胸腔镜手术简单，但创伤较大，术后患者恢复慢，胸腔镜手术创伤小、患者恢复活动较快，但操作较复杂。目前关于微创食管癌切除手术能否降低术后呼吸衰竭的发生仍有争议，既往研究[4,22]表明微创食管切除术后并发症较开放手术下降，但在术后衰竭发生率方面，两者差异无统计学意义。但近期的回顾性分析发现微创McKeown食管切除术减少了术后呼吸功能不全的发生[23]。而本研究发现开胸食管癌不是术后呼吸衰竭的危险因素。目前仍需要进一步研究来说明。

综上所述，年龄、术中补液量、术后低蛋白血症、吻合口瘘和胸腔广泛粘连是食管癌术后呼吸衰竭的危险因素。因此，手术术中规范精细操作，术前积极准备，控制术中补液量，围手术期严密监测，及时纠正术后低蛋白血症和减少吻合口瘘的发生是预防食管癌术后呼吸衰竭发生的重要手段。另外，通过建立Nomogram预测模型，为食管术后呼吸衰竭提供数字化评估工具。由于本次研究为本科单中心数据，目前仍需要多中心、大样本的临床数据来进一步验证。