A型主动脉夹层术后急性肾损伤预测模型的构建与验证

戴红英 曲 霖 张 扬

海军军医大学第一附属医院,上海市 200433

主动脉夹层在心血管外科中较为常见,其主要是由于主动脉内膜撕裂,血液流入主动脉壁使其形成真假两腔,进而出现一系列生理病理反应[1]。A型主动脉夹层病情较凶险,且治疗难度大、致残率高、致死率高,严重威胁患者生命健康[2]。随着近年来医疗水平的不断发展和进步,A型主动脉夹层术后患者死亡率有明显降低,但因该疾病手术难度高且术中出血量相对较大,围术期患者较常发生各类并发症[3-4]。心脏手术相关性急性肾损伤(Acute kidney injury,AKI)是A型主动脉夹层术后常见并发症,其不仅延长患者住院时间、增加治疗费用,而且会影响患者肾脏和心脏预后,甚至增加术后死亡率[5]。因此,本研究旨在通过分析影响主动脉夹层后AKI发生的危险因素,为针对性地提出治疗方案,降低主动脉夹层后AKI的发生提供理论依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象 将本院2020年4月—2023年5月期间收治的307例A型主动脉夹层患者按照6∶4的比例随机分为建模组181例和验证组126例,建模组患者依据是否发生AKI分为AKI组72例和非AKI组109例。研究已通过本院医学临床伦理委员会的批准,符合伦理标准。(1)纳入标准:①A型主动脉夹层患者均经血管造影检查确诊,符合诊断与治疗规范[6];②患者依从性良好,同意手术方案;③各项临床资料记录完整无遗失。(2)排除标准:①3个月内有手术、外伤及感染史者;②术后生存时间<24h者;③合并恶性肿瘤者;④有精神状态异常或认知障碍者。

1.2 临床资料收集 收集记录A型主动脉夹层患者的临床资料,包括年龄、性别、体质量指数(BMI)、高血压、糖尿病、吸烟、饮酒、器官灌注不良、急性生理学与慢性健康状况评分系统Ⅱ(APACHEⅡ)评分、术前左心室射血分数(LVEF)、术前血管药物使用、肝脏肿大、心脏压塞、体外循环时间、主动脉阻断时间、深低温停循环时间、术前血清肌酐(Scr)、术前白细胞计数(WBC)、术前C反应蛋白(CRP)、术前尿素氮、术前空腹血糖、术前乳酸、手术时间、术中尿量、手术方式、住院时间、重症监护病房(ICU)停留时间、入院到手术时间、主动脉直径、围术期输血。

2 结果

2.1 建模组与验证组患者临床资料比较 建模组肝脏肿大比例、术前WBC低于验证组,差异有统计学意义(P<0.05),而建模组与验证组其他临床资料比较,差异均无统计学意义(P>0.05),见表1。

表1 建模组与验证组患者临床资料比较

2.2 建模患者中AKI组与非AKI组临床资料比较 AKI组年龄、术前Scr、体外循环时间及器官灌注不良、心脏压塞、围术期输血患者比例高于非AKI组,差异有统计学意义(P<0.05),而AKI组与非AKI组其他临床资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),见表2。

表2 建模患者中AKI组与非AKI组临床资料比较

2.3 A型主动脉夹层术后AKI的多因素Logistic回归分析 以A型主动脉夹层患者术后是否发生AKI(1=是,0=否)为因变量,以上述2.2单因素分析结果中差异有统计学意义的年龄(连续变量)、术前Scr(连续变量)、体外循环时间(连续变量)、器官灌注不良(1=有,0=无)、心脏压塞(1=有,0=无)、围术期输血(1=有,0=无)为自变量进行多因素Logistic回归分析,结果显示,年龄大、术前Scr高、体外循环时间长、有器官灌注不良、有心脏压塞、有围术期输血是A型主动脉夹层术后AKI的独立危险因素(P<0.05)。见表3。

表3 A型主动脉夹层术后AKI的多因素Logistic回归分析

2.4 A型主动脉夹层术后AKI发生风险的列线图预测模型构建 基于上述2.3中多因素Logistic回归分析结果,以其独立危险因素年龄、术前Scr、体外循环时间、器官灌注不良、心脏压塞、围术期输血为预测因子构建A型主动脉夹层术后AKI发生风险的列线图预测模型,结果显示,年龄每增加5岁记7.42分;体外循环时间每增加20min记12分;术前Scr每增加50μmol/L记10.00分;有器官灌注不良记15分;有心脏压塞记12分;有围术期输血记21分。见图1。

图1 A型主动脉夹层术后AKI发生风险的列线图预测模型

2.5 A型主动脉夹层术后AKI发生风险的列线图预测模型内部验证 建模组中,绘制ROC曲线验证列线图预测模型的区分度,结果显示,列线图模型预测A型主动脉夹层术后AKI发生风险的AUC为0.866(95%CI=0.806～0.927),敏感度为87.2%,特异度为81.9%,提示该列线图模型在内部数据集中区分度良好。见图2。Hosmer-Lemeshow检验结果显示,χ2=0.136,P=0.271,校正曲线趋近于理想曲线,提示该列线图模型在内部数据集中校准度良好。见图3。

图2 列线图模型预测建模组A型主动脉夹层术后

图3 列线图模型预测建模组A型主动脉夹层术后

2.6 A型主动脉夹层术后AKI发生风险的列线图预测模型外部验证 验证组中,绘制ROC曲线验证列线图预测模型的区分度,显示列线图模型预测A型主动脉夹层术后AKI发生风险的AUC为0.803(95%CI=0.734～0.872),敏感度为79.8%,特异度为79.2%,提示模型在外部数据集中区分度良好。见图4。Hosmer-Lemeshow检验结果显示,χ2=0.239,P=0.127,校正曲线趋近于理想曲线,提示该列线图模型在外部数据集中校准度良好。见图5。

图4 列线图模型预测验证组A型主动脉夹层术后

图5 列线图模型预测验证组A型主动脉夹层术后

3 讨论

心脏手术相关性AKI是以肾功能急剧恶化为特征,表现为肾小球滤过率显著降低的一种临床综合征[7]。而A型主动脉夹层手术范围较大,且体外循环时间较长,其术后AKI发病率显著高于其他心脏手术[8-9]。A型主动脉夹层术后AKI的危险因素目前报道结果并无定论,既往研究中,其危险因素包括男性、高龄、BMI升高、高血压、LVEF受损等,结果的差异性考虑可能与手术技术、人种、手术类型等因素有关[10-11]。因此,本研究通过构建A型主动脉夹层术后AKI的模型分析影响因素,为降低术后风险做贡献。

本研究经单因素和多因素分析后,发现A型主动脉夹层术后AKI的独立危险因素包括年龄大、术前Scr高、体外循环时间长、有器官灌注不良、有心脏压塞、有围术期输血。(1)年龄。分析认为老年A型主动脉夹层患者肾脏储备功能下降、肾脏血流动力学明显受损,肾灌注量急剧减少后更易引发术后AKI。葛翼鹏等[12]研究同样显示,年龄是A型主动脉夹层患者术后AKI的独立危险因素。(2)器官灌注不良。基于既往研究[13-14],分析认为可能是由于内膜瓣阻塞了内脏动脉,肾动脉静态和动态阻塞均会损害肾脏灌注导致急性肾缺血,而急性肾缺血会引发毛细血管内皮发生严重改变,局部缺血后微血管病变和间质性炎症均会造成患者肾功能不全和AKI。(3)心脏压塞。既往研究认为,心脏压塞会引发外周静脉淤血和深静脉压异常升高,进而导致患者肾脏损伤[15]。李培等[16]研究同样显示,心脏压塞是A型主动脉夹层患者术后AKI的影响因素。(4)体外循环时间。患者行A型主动脉夹层术时器官缺血,需要使用体外循环维持血液灌注,体外循环过程中人工材料与患者血液接触会引起炎症细胞被激活,各类趋化因子、炎症因子、蛋白酶、氧自由基的生成和释放会造成肾组织损伤,体外循环时间延长会导致AKI发生率增加。因此,提高临床医师手术技巧、完善手术方法,缩短手术过程中的体外循环时间,对于降低A型主动脉夹层患者术后AKI的发生率有重要意义。(5)术前Scr。Scr是机体正常肌肉组织中磷酸肌酸和肌酸的代谢产物,血清Scr大部分由肾小球组织滤过进入原尿,不被人体肾小管组织再次吸收,正常情况下血清Scr水平处于相对稳定值,因此血清Scr的检测浓度可间接反映机体肾小球滤过功能[17-18]。术前Scr水平升高表明A型主动脉夹层患者可能存在潜在的肾功能代偿能力下降或肾功能不全,而手术会造成患者炎症反应增加和血流动力学紊乱,使得患者在原有肾功能不全的基础上进一步恶化,最终发生术后AKI。(6)围术期输血。分析围术期输血导致AKI发生的原因为:输血可能导致手术患者体内发生免疫反应,且出血本身可能会造成围术期肾脏缺血,进而引发术后AKI。

本研究以患者术后AKI发生的独立危险因素年龄、体外循环时间、术前Scr、器官灌注不良、心脏压塞、围术期输血构建列线图预测,医护人员可通过临床相关指标所对应分值,得出术后AKI发生的预测风险,如行A型主动脉夹层术患者年龄60岁、体外循环194min、术前Scr为81μmol/L、器官灌注不良、心脏压塞、围术期出血,则患者发生术后AKI的风险为82.00%。列线图预警模型的内部验证采用了自抽法,经过1 000次抽样调查验证了此模型的合理性[19]。此外还进行外部验证,外部验证的数据同样来自本院,纳排标准均与建模组一致,ROC结果与校准度均显示此模型不只适用于个例研究,具有一定的推广价值。内部和外部验证均显示此列线图模型具有较高的区分度和校准度,可辅助临床医师识别AKI高危患者。临床医师可采用列线图模型对患者进行精准评估,若列线图模型预测结果为术后AKI高危患者,应提前制定相关措施和重点观察项目;临床护理人员应充分利用监护手段,密切监测患者体征改变,与医师进行及时的沟通反馈;同时护理人员应对患者术后的营养状态进行密切关注,早期置入胃管,依据患者个人情况,给予其低脂、低盐、高维生素、高糖、高优质蛋白的肠内营养支持;且术前应了解患者心理特点,向其阐明治疗过程、设备特点和应用目的,减轻其紧张、焦虑等情绪,帮助其了解术后并发症知识和相关预防措施。

综上所述,本研究通过多因素分析筛选出A型主动脉夹层术后AKI的独立危险因素包括年龄大、术前Scr高、体外循环时间长、有器官灌注不良、有心脏压塞、有围术期输血,以此为基础构建的个体化列线图预测模型具有较高的预测效能,可精准识别高危AKI患者,临床医师可针对性调整治疗方案,进而防止并发症的发生,改善患者远期预后。