心脏术后患者重返重症监护室预测模型的范围综述

朱铃丽 倪子珺 徐剑锋 赵锐祎

非计划性重返重症监护室(intensive care units,ICU)是指患者在同一住院治疗期间,由于诊疗环境和护理模式的改变以及病情的变化需要再次转入ICU,其与患者死亡风险增加、住院周期延长以及医疗经济负担加重等密切相关[1-2],是医院质量控制和绩效衡量的重要指标[3]。由于心脏手术的复杂性和手术群体的老龄化[4],患者术后ICU的重返率约为5%[1,5],死亡率较非重返患者增加5～7倍[6-7]。研究表明,超过10%的重返ICU事件是可预防的[8]。因此,早期识别心脏术后重返ICU的高风险人群尤为重要。风险预测模型可以帮助临床医护人员鉴别高危患者[9]。目前国内外学者已陆续开发、验证或更新多个心脏外科术后重返ICU的风险预测模型,但模型的方法学质量不一,就有关心脏术后非计划性重返ICU预测模型的适用性尚未达成共识。范围综述(scoping review)是一种探索性的方法,旨在快速描绘出某个研究领域的关键概念以及可用证据的主要来源和类型[10]。本研究通过范围综述,梳理现有心脏术后重返ICU风险预测模型的内容、性能、偏倚等,以期为模型的选择和后续的开发提供方法学参考。

1 资料与方法

本研究依据系统综述的首选报告项目和范围综述的Meta分析扩展(PRISMA-ScR)声明进行报告[10-11]。

1.1 文献纳入和排除标准

根据“研究对象(Participants)、概念(Concept)、情境(Context)”确定纳入和排除标准,即纳入开发、验证或更新心脏术后重返ICU风险预测模型的研究。排除标准：(1)患者年龄<18岁的研究;(2)会议摘要、重复发表、无法获取全文、非同行评审期刊的文献;(3)非中英文文献;(4)出院后再次重返ICU的研究。

1.2 文献检索及筛选

检索采用主题词和自由词相结合的方式,以“重返/重回/再返/再回,重症监护/ICU/加强病房”等为中文检索词,检索中国知网(CNKI)、万方数据服务平台、维普中文科技期刊数据库(VIP)和中国生物医学文献数据库(CBM);以“Readmission,Intensive Care Units,Prediction”等为英文检索词,检索Web of Science、PubMed、EMBASE、Cochrane Library和MEDLINE数据库。检索时限为建库至2023年3月3日。关联程度较高的参考文献进行手动检索。由2名研究者独立阅读并进行筛选,意见不一致时,与第3名研究者讨论确定。

1.3 数据提取与分析

根据CHARMS清单(checklist for critical appraisal and data extraction for systematic reviews of prediction modelling studies,CHARMS)[12]和基本信息制定的标准化表格进行提取,包括模型名称、年份、数据来源、研究对象、自变量筛选、建模方法、模型性能、模型呈现等,由2名研究者提取信息,如遇分歧,与第3名研究者讨论解决。

1.4 偏倚风险和适用性评价

采用预测模型偏倚评价工具(Prediction Model Risk of Bias Assessment Tool,PROBAST)评估模型的偏倚和适用性[13]。PROBAST涉及4个领域的20个问题,对每个领域做出“高风险”“不清楚”或“低风险”的偏倚判断后进行总体偏倚风险的评估。同样,对“研究对象”“预测因子”和“结局”这3个领域进行适用性评价,只有当所有领域都归为低风险时,模型整体适用性才判定为低风险。

2 结果

2.1 文献筛选结果

全面检索数据库和相关网站后得到4 862篇文献,经过去除重复、初筛后余101篇,全文阅读后共纳入6篇文献[14-19],文献筛选流程见图1。

图1 文献筛选流程图

2.2 心脏术后重返ICU风险预测模型的主要内容

纳入的6篇文献涉及6个模型,包括5个开发研究、1个外部验证及更新研究。研究对象主要为冠状动脉旁路移植术[14-16,19]、心脏瓣膜手术[14-15,18-19]、主动脉瓣置换术[16]、心脏手术[17]。样本量(532～10 799例)和重返率(3.20%～6.58%)在各个模型中差异较大,见表1。

表1 纳入文献基本特征

纳入的文献均采用logistic回归分析构建模型,加和评分和列线图是最常见的模型呈现方式,包含4～13个预测因子,其中年龄、慢性肺疾病、射血分数、心脏骤停、手术方式、神经系统并发症以及肾功能衰竭等是导致心脏术后患者重返ICU的主要预测因素,见表2。近一半的模型未报告缺失值的存在与处理方式。模型的性能主要通过Hosmer-Lemeshow检验(H-L检验)和受试者工作特征曲线下面积(AUC)大小来评价,AUC的范围在0.74～0.89之间,见表1。APPROACH(艾伯塔省冠心病结局评估项目)模型是唯一经过外部验证的预测模型,模型显示较高的区分度和校准度[14-15]。

表2 纳入的心脏术后重返ICU预测模型报告

2.3 偏倚和质量评价

6个模型中,“分析”这一领域存在的偏倚较高,主要集中在样本量不足(n=3)[15-16,18]、删失数据处理不当(n=3)[15-16,18]上。相对而言,van Diepen开发的APPORACH模型[14]的表现最好,总体偏倚风险较低。在适用性评价方面,Thomson模型[17]的适用性较好,见表3,图2。

表3 模型偏倚和适用性评价

图2 模型偏倚和适用性评价图

3 讨论

3.1 心脏术后患者重返ICU预测模型尚处于发展阶段,研究偏倚风险高

心脏术后患者重返ICU风险预测模型是帮助医护人员识别高危人群,减少患者重返ICU发生率的有效工具。目前,已有不少学者关注心脏术后重返ICU的危险因素并开发预测模型以预测重返的发生,但设计、分析等的不足可能导致预测建模存在偏倚风险。本研究发现,心脏术后重返ICU预测模型尚处于发展阶段,总体风险偏倚较高。其中“分析”领域高风险占比达83.3%,应变量事件数(events per variable)<10[15-18]是导致该领域偏倚的最突出表现,易造成模型的过度拟合风险[20]。此外,将H-L拟合优度作为模型校准度的唯一评价指标[14-16,18]、缺乏模型的外部验证[15-19]等都会导致模型总体偏倚风险增高[21]。外部验证是衡量模型可移植性和可泛化性的关键[22],目前仅APPORACH模型[14-15]进行了外部时段验证,但校准度效果一般且仅适用CABG或心脏瓣膜手术的患者群体。Thomson模型[17]的适用性较好,但尚未在不同人群和环境中进行验证。Li等[18]开发的模型是唯一适用于我国心脏瓣膜术后患者重返ICU的风险预测模型,但模型推广性较局限。提示我们今后要注重模型开发和验证的方法学规范,提高模型的可重复性和可推广性,制定本土化的心脏术后患者重返ICU的风险预测工具。

3.2 心脏术后患者重返ICU预测因子存在一定共性,但预测模型可比性较差

不同研究间由于验证方法、数据来源及评价指标等存在较大的异质性,导致模型的可比性较差,但研究表明约80%以上的重返ICU风险因素都来自于可预测的术后并发症,尤其是呼吸和心血管系统并发症[14-16,18]。肾功能衰竭是导致心脏术后患者重返ICU的最高危风险因素[16,18],可使重返风险达到13.8%。提示治疗过程中需严密监测患者的呼吸、血流动力学变量[15],提高对肾功能衰竭预防的认识[23-24],早期干预以减少患者重返ICU的发生。此外,高龄、慢性肺疾病、心功能等都是常见的预测因子。随着诊疗技术发展,心脏手术的群体越来越偏向老龄化,这也就意味着患者发生重返ICU的风险增加。因此,对于这部分患者而言,除早期识别重返风险外,也要做好相应的预防措施。重视ICU过渡期的护理等已被证实可减少术后患者重返ICU的发生[25],建议今后可在心脏术后患者群体中进一步研究。

3.3 启示

研究结果表明,现有心脏外科术后重返ICU预测模型均未完全满足模型质量和适用性的要求。建议未来我国开发、验证或更新预测模型时可遵循TRIPOD报告规范(Transparent Reporting of a multivariable prediction model for Individual Prognosis or Diagnosis,TRIPOD)[26]、使用PROBAST工具[13]和CHARM清单[12]等,以提高模型报告的方法学质量和透明度。如正确报告和利用多重插补法等处理缺失数据[27],增加应变量事件数避免过度拟合[20],避免仅纳入单因素分析确定的预测因子[13]等。此外,机器学习模型比logistic回归模型和评分工具更能准确地预测患者重返ICU的风险[28-29],但在心脏术后患者中有待研究。未来也可考虑将算法纳入电子健康记录系统中以实时获取和促发预警系统,提高模型的外推性和可操作性[29]。

本研究具有一定的优势,全面检索了包括PubMed、MEDLINE、EMBASE、Web of Science、CNKI、CBM等在内的9个中英文数据库,并且使用了CHARMS清单[12]和PROBAST工具[13]对预测模型的方法学质量和适用性等进行了评价,为今后该主题下开发高质量、适用性强的预测模型提供了方法学参考。但也存在一些局限性：仅纳入中、英文文献,可能存在一定的发表偏倚;纳入模型的研究对象存在一定的异质性,可能阻碍了结果的可比性。

综上所述,心脏术后重返ICU预测模型均存在一些方法学设计上的缺陷,限制了其在临床实践中的可靠性和适用性。进一步研究建议重视模型构建过程中的方法学细节和外部验证情况,在模型的报告中可遵循TRIPOD报告规范[26]和CHARM清单[12]等,以提高模型的质量和适用性。此外,可考虑在充分探讨呼吸、循环系统相关预测因子对心脏术后患者重返ICU预测模型性能影响的基础上,设计操作性强且适用于我国心脏术后患者重返ICU的风险预测模型。

利益冲突：无