研究Stanford A型主动脉夹层术后重度低氧血症出现的独立危险因素，并建立相应的风险预测模型。
回顾性分析北京安贞医院心脏外科2014年1月至2015年4月连续收治的411例Stanford A型主动脉夹层患者临床资料，根据患者术后是否出现重度低氧血症将其分为重度低氧组及非重度低氧组，并将危险因素指标录入数据库，数据纳入logistic回归方程，利用得到的独立危险因素建立预测模型，并用ROC曲线以及Hosmer-Lemeshow拟合优度检验对模型进行评价。
围手术期死亡率6.57%(27/411)，术后48 h内重度低氧血症[动脉血氧分压/吸入氧浓度(PaO2/FiO2)≤100 mmHg]共69例，发生率为17.1%。多因素logistic回归提示体质指数、年龄、术前肌红蛋白水平、术中体外循环时间、术前丙氨酸转氨酶水平、术后48 h内二次开胸手术、术前血肌酐为重度低氧的独立危险因素，并据此建立预测模型。预测模型ROC曲线下面积(AUC)＝0.785，Hosmer-Lemeshow拟合优度检验P＝0.625。
本研究建立的logistic模型能够成功预测Stanford A型主动脉夹层术后重度低氧血症的发生风险，预测效能满意。
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主动脉夹层(aortic dissection, AD)是一种极为凶险的主动脉疾病，其中Stanford A型主动脉夹层(Stanford type A aortic dissection, TAAD)死亡率极高，自然预后极差，围手术期并发症多且危重[1,2]。而低氧血症则是A型夹层患者术后最常见的并发症，有文献报道A型夹层患者术后低氧血症(postoperative hypoxemia, POH)发生率可达49.5%[3]。依据2010年柏林标准对急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的诊断标准，根据患者术后48 h内动脉血氧分压/吸入氧浓度(PaO2/FiO2)判断患者的氧合情况，200 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)<PaO2/FiO2≤300 mmHg为轻度低氧，100 mmHg<PaO2/FiO2≤200 mmHg为中度低氧，PaO2/FiO2≤100 mmHg为重度低氧[4]。低氧血症的出现，明显增加了此疾病患者的院内死亡率，呼吸机使用时间以及ICU滞留时间，严重影响了患者的短期预后[3]。
A型夹层术后低氧的原因复杂，目前主流观点认为夹层的进展以及手术打击致使急性夹层患者术前及术后会出现系统性的免疫系统激活，而这随后将发展为系统性炎症反应(systemic inflammatory response syndrome, SIRS)。低氧血症是通气血流比值失调后出现的临床后果，并且可能与A型夹层患者体内弥漫性的炎症反应有关[5]。而引起夹层患者出现SIRS的危险因素众多，如何在术前对患者术后低氧血症的发生进行系统的评估成为了困扰临床医师的一大难题。因此建立一个系统有效的A型夹层术后低氧预测模型对A型夹层术后治疗有着重要的指导意义。本文综合国内外研究进展，借鉴了欧洲心血管手术风险评估系统(EuroSCORE)Ⅱ的建立方法[6]，结合本中心临床病例数据，初步建立A型主动脉夹层患者术后低氧血症的预测模型。
本研究对首都医科大学附属北京安贞医院2014年1月至2015年4月连续收治的A型夹层病例进行回顾性分析，排除未行体外循环手术病例后共计411例，将患者于我院住院期间的采集的临床数据录入数据库。
排除术后48 h内死亡病例(8例)后，共计403例，根据病例术后48 h内是否出现重度低氧血症(PaO2/FiO2≤100 mmHg)将所有病例分为重度低氧组与非重度低氧组。48 h内重度低氧血症共69例，发生率为17.1%。
全组病例年龄(47.8±11.0)岁，男294例，女117例；急性期手术(发病到手术时间<15 d[7])281例，非急性期手术(发病到手术时间≥15 d)122例。重度低氧组与非重度低氧组患者一般情况见表1。
两组患者一般情况比较
两组患者一般情况比较
| 指标 | 非重度低氧组(n＝334) | 重度低氧组(n＝69) | t值/χ2值 | P值 |
|---|---|---|---|---|
年龄(岁， ±s) | 47.0±11.1 | 51.5±9.6 | －3.175 | 0.002 |
BMI( ±s) | 25.2±3.7 | 28.2±3.7 | －6.130 | <0.001 |
| 男性[例(%)] | 239(71.6) | 48(69.6) | 0.111 | 0.739 |
| 吸烟史[例(%)] | 150(44.9) | 38(55.1) | 2.373 | 0.124 |
| 呼吸系统疾病史[例(%)] | 9(2.7) | 0(0) | 1.902 | 0.168 |
| 既往心脏手术史[例(%)] | 27(8.1) | 2(2.9) | 2.302 | 0.129 |
| 术后48 h内二次开胸[例(%)] | 10(3.0) | 6(8.7) | 4.876 | 0.027 |
| 术后应用CRRT[例(%)] | 31(9.3) | 20(29.0) | 20.086 | <0.001 |
| 术后应用IABP[例(%)] | 3(0.9) | 0(0) | 0.624 | 0.429 |
| 术后应用ECMO[例(%)] | 4(1.2) | 1(1.4) | 0.030 | 0.864 |
注：BMI：体质指数；CRRT：连续肾脏替代疗法；IABP：主动脉内球囊反搏；ECMO：体外膜肺氧合
包括患者一般情况(性别、年龄、身高、体重等)，病史信息(既往心脏手术史、吸烟史、呼吸系统疾病史等)，术前化验检查结果(超声心动指标、血生化、血气分析、凝血功能等)，手术及治疗因素(发病到手术时间，手术术式，总体手术时间，体外循环时间，主动脉阻断时间，深低温停循环时间，术中及术后输注血制品的种类和数量，48 h内是否出现二次开胸手术等)，术后化验检查(超声心动指标、血生化、血气分析、凝血功能等)，预后指标(术后氧合情况、呼吸机使用时间、住院时间、死亡等)。
所有病例根据患者术前胸腹主动脉CT血管造影(CTA)和超声心动图结果及各项化验检查，综合决定手术方式。其中主动脉近端处理方式包括升主动脉替换、Bentall术及Wheat术，弓部处理方式包括部分主动脉弓替换和全弓替换支架象鼻术。具体手术方法参照既往发表过的文献[8,9,10]，这里不再赘述。
所有病例术后均进入心外监护室，常规继续呼吸机辅助通气，术后3 d连续应用糖皮质激素及乌司他丁等药物控制炎症反应。患者完全清醒后，若指令运动正常，四肢运动、感觉正常，血液动力学稳定并无明显潜在生命危险，减停呼吸机次数后自主呼吸频率<25次/min，PaO2/FiO2>100 mmHg，PaCO2<50 mmHg，则可拔出气管插管。若拔管后无特殊病情变化，拔出气管插管2 h后可转回普通病房继续术后恢复。
本研究借鉴了EuroSCORE Ⅱ的统计学处理方案[6]，采用如下方法建立预测模型。
采用SPSS 20.0统计软件进行数据分析，将所有变量纳入logistic方程，连续型变量将数值直接带入方程，二分类变量将结果进行赋值(阴性结果为"0"，阳性结果为"1")，各危险因素作为自变量，术后是否出现重度低氧作为因变量，利用直接进入法进行多重线性分析。分析结果中P<0.05认为此变量为低氧的独立危险因素。
将前文所得的独立危险因素纳入logistic回归方程，即可利用此方程预测低氧事件的发生，经logit变换后可用方程计算结果评估低氧事件的发生概率，即：
其中B0为logistic方程中常数项，Xi为各危险因素的具体数值，Bi为各危险因素相对应的回归系数。e为自然对数的底数，e＝2.718 28。
由此将各危险因素指标以及logistic回归中得到的回归系数代入上述公式，即可计算出患者术后重度低氧发生概率的预测值，由此预测重度低氧血症的发生风险。
参照EuroSCORE Ⅱ预测模型的评价方法[6]，本研究收集未用于建立模型患者的临床信息，利用模型对其进行预测，并用受试者工作特征曲线(ROC曲线)与Hosmer-Lemeshow拟合优度检验再次分别对该预测模型的预测效能进行评价，系统评价模型的实际预测能力。
ROC曲线主要用于评价模型的区分能力，将术后48 h是否出现重度低氧(PaO2/FiO2≤100 mmHg)作为诊断"金标准"，利用数据资料计算预测模型的灵敏度(sensitivity，又称真阳性率)和特异度(specificity，又称真阴性率)，并绘制ROC曲线[11]。ROC曲线下面积(AUC)>0.8为优秀，0.75～0.8为优良，0.7～0.75为中等，0.6～0.7为差，0.5～0.6为极差，<0.5为无意义。
Hosmer-Lemeshow拟合优度检验用于评价模型的矫正能力，即比较模型预测与实际观测的事件发生与不发生的频数有无差别，P>0.05提示模型矫正能力良好，P≤0.05提示模型矫正能力较差[12]。
全组围手术期死亡率6.57%(27/411)，其中术后48 h内死亡8例，1例术后降主动脉破裂导致患者猝死；1例因术后早期出现严重心衰，后循环衰竭死亡；1例患者术前严重心肌缺血，术后出现严重心衰以及吻合口出血导致患者多脏器功能衰竭死亡；2例因术后早期出现严重肝功能衰竭后导致多脏器功能衰竭死亡；3例因术中主动脉根部后壁出血，止血困难，患者出现严重循环衰竭死亡。
全组共完成体外循环手术411例，其中单纯升主动脉替换术9例，单纯Bentall术20例，升主动脉替换＋部分主动脉替换22例，Bentall＋部分主动脉弓替换13例，升主动脉替换＋全弓替换＋支架象鼻术195例，Bentall ＋全弓替换＋支架象鼻术150例，Wheat＋全弓替换＋支架象鼻术2例；同期行二尖瓣替换术(MVR)11例，三尖瓣成形术(TVP)3例，冠状动脉旁路移植术(CABG)23例，人工血管转流术17例。总体手术时间(7.6 ± 2.0)h，体外循环时间(198.3 ± 58.7)min，主动脉阻断时间(114.3 ± 38.2)min，深低温停循环时间(24.4 ± 11.4)min。
重度低氧组患者存在明显的呼吸机使用时间延长，延迟出院，并且病死率更高，两组差异有统计学意义(表2)。
两组患者预后情况比较
两组患者预后情况比较
| 指标 | 非重度低氧组(n＝334) | 重度低氧组(n＝69) | t值/χ2值 | P值 |
|---|---|---|---|---|
呼吸机使用时间(h， ±s) | 39±61 | 126±154 | －7.789 | <0.001 |
| 术后14 d内正常出院[例(%)] | 206(61.7) | 24(34.8) | 16.883 | <0.001 |
| 术后死亡[例(%)] | 11(3.3) | 12(17.4) | 21.120 | <0.001 |
将所有指标纳入logistic回归方程，用直接进入法进行多重回归分析，回归结果提示体质指数(BMI)，年龄，术前肌红蛋白水平(Mb)，术中体外循环时间(CPB)，术前丙氨酸转氨酶水平(ALT)，术后48 h内二次开胸手术(二开，出现＝1，未出现＝0)，术前血肌酐(Cr)7项指标为重度低氧的独立危险因素(表3)。
logistic回归分析结果
logistic回归分析结果
| 变量 | β值 | OR值 | 95%CI | P值 |
|---|---|---|---|---|
| 常数项 | －17.259 | － | － | 0.002 |
| 年龄 | 0.101 | 1.106 | 1.047～1.168 | <0.001 |
| BMI | 0.270 | 1.310 | 1.127～1.523 | <0.001 |
| 术前ALT | 0.009 | 1.009 | 1.003～1.014 | 0.003 |
| 术中体外循环时间 | 0.024 | 1.025 | 1.007～1.043 | 0.007 |
| 术前肌红蛋白 | 0.002 | 1.002 | 1.000～1.003 | 0.016 |
| 术后48 h内二次开胸 | 2.519 | 12.410 | 1.586～97.123 | 0.016 |
| 术前血肌酐 | 0.011 | 1.011 | 1.001～1.021 | 0.040 |
注：BMI：体质指数；ALT：丙氨酸转氨酶；－：无数据
将上述危险因素纳入logistic方程，建立模型，即：
SCORE＝0.270×BMI ＋ 0.101×年龄＋0.024×CPB ＋ 0.011×Cr ＋ 0.002×Mb ＋2.519×(二开)＋0.009×ALT
其中e为自然对数的底数，e＝2.718 28。
根据模型，若某A型夹层患者，74岁，女性，身高1.53 m，体重78 kg，术前ALT 15 U/L，Cr 62 μmol/L, Mb 31 μg/L，术中CPB为175 min，术后未出现二次开胸手术，先经公式计算的患者BMI为33.32。则将各危险因素与回归系数相乘后相加求和，计算可得评分为21.55分，带入公式进行计算可得术后出现低氧的概率为98.65%。
用此模型对2015年5月至2015年9月首都医科大学附属北京安贞医院连续收治的121例A型夹层病例进行预测并进行预测效能评价。此组病例死亡9例，总体死亡发生率7.4%，无术后48 h内死亡。术后48 h内重度低氧血症(PaO2/FiO2≤100 mmHg)共20例，发生率为16.5%。评价结果AUC＝0.785>0.75(图1)，Hosmer-Lemeshow拟合优度检验P＝0.625>0.05。
Standford A型主动脉夹层病情进展快，自然预后极差，术前及术后并发症多且危重，而在A型夹层众多的术后并发症中，低氧血症的发生率最高，故多年来针对低氧的防治一直是A型夹层研究中的热点。
2012年发布的ARDS柏林标准更新了低氧血症的定义，根据患者的氧合情况将低氧血症分为3度，即轻度低氧：200 mmHg<PO2/FiO2≤300 mmHg，中度低氧：100 mmHg<PO2/FiO2≤200 mmHg，重度低氧：PO2/FiO2≤100 mmHg[4]，其中重度低氧会导致患者出现严重的呼吸功能不全，常常带来严重的后果，如延长机械通气时间、ICU停留时间及住院时间，而延长的机械通气又会带来更多、更严重的并发症，导致其他重要脏器功能受损，甚至引发多脏器功能衰竭[1,13,14]。本研究结果也证实出现重度低氧的患者相较未出现重度低氧的患者，呼吸机使用时间更长，住院时间更长，预后更差(表2)。
本研究发现患者体质指数，年龄，术前肌红蛋白水平，术中体外循环时间，术前丙氨酸转氨酶水平，术后48 h内二次开胸手术，术前血肌酐7项指标为患者术后出现低氧的独立危险因素。国内外已有较多的研究对这7项危险因素导致低氧的机制进行了详细地分析[1,3,13,14,15]，在此不再赘述。
A型夹层术后的重度低氧血症发生率较高，对机体影响较大，但积极早期干预预后较好，所以对低氧风险的评估一直以来是临床医师们研究的重点。国内外许多中心对此进行了研究与报道[3,13,15]，并进行了危险因素分析。但限于A型夹层发病率较低，各中心报道的病例数均较少(分别为186例，114例，49例)[3,13,15]，不宜进行复杂统计学处理，更没有研究提出一个方便可行的低氧风险预测方案，难以将研究结果向临床进行转化。本中心多年从事大血管疾病的研究，收治A型夹层患者较多，有着独特的病例数量优势，因此在危险因素分析的基础上，对低氧预测模型的建立进行了尝试。
心脏手术并发症多，预后差异极大，临床医师迫切希望有一种方法能够科学、系统地判断手术预后，并指导临床治疗。正是出于这种需求，欧洲EuroSCORE项目分别于1999年与2011年分别发布EuroSCORE Ⅰ与EuroSCORE Ⅱ心脏手术风险评估体系，系统评估了心脏手术并发症的出现与死亡风险。其中EuroSCORE Ⅱ收录了2010年5至7月全球43个国家，154个外科中心的22 381例成人心血管手术病例[6]，对第一代EuroSCORE评分进行了全方位的改进[16,17,18,19]，是目前最先进的心脏手术风险预测模型。但有文献报道，由于人种比例及疾病谱的差异，EuroSCORE Ⅱ针对中国患者群体的预测效能并不高，而针对深低温停循环时间较长的大血管手术的预测效能则更为低下[20]。这给EuroSCORE评分在中国的应用以及在大血管手术方面的应用带来了巨大的难度。国内有学者在此方面进行了研究，但针对A型夹层患者术后低氧血症的预测目前尚为空白。
本研究借鉴了EuroSCORE Ⅱ采用的统计学方法，利用病例数据与logistic回归方程建立了一个低氧血症的预测模型，并利用统计学方法对模型进行了评价，评价结果表明此模型的区分能力及矫正能力均优良，预测效能满意，能够满足临床工作的基本需求。
风险预测模型是建立在临床数据库的基础上的，一个系统、稳定的风险预测模型对数据库病例数据的数量和质量都提出了极高的要求。然而，受诸多条件限制，本研究只能采取单中心的病例样本进行分析，无法同大样本的多中心研究相提并论，其预测模型的稳定性与临床实用性仍有待大样本数据验证，在这里更多的是对A型夹层术后低氧血症风险预测模型建立方法及可行性进行探讨。经过检验我们发现此方法对低氧血症的预测效能较高，证明这一方法切实可行，能够初步满足临床的工作需求，并为将来建立一个基于大样本的低氧血症风险预测模型奠定了一个良好的基础。
本研究建立的预测模型能够成功预测Stanford A型主动脉夹层术后重度低氧血症的发生风险，模型的区分能力与矫正能力均较为满意。扩大研究样本量后的预测模型将更为准确、稳定，能够满足临床日常工作的需要。
