圍術(shù)期風(fēng)險分層評估工具的評價與臨床實踐

石學(xué)銀 徐豐瀛

風(fēng)險分層是臨床上各學(xué)科普遍采用的思維模式和策略，常用的分層工具有格拉斯哥(Glasgow)昏迷評分、高血壓分級與危險分層、心肌梗死溶栓療法(thrombolysis in myocardial infarction，TIMI)危險評分等，這些評分結(jié)果與患者的預(yù)后顯著相關(guān)，具有重要的預(yù)測價值。圍術(shù)期風(fēng)險分層評估工具(peri-operative risk stratification and assessment tools)是用于預(yù)測圍術(shù)期死亡率或并發(fā)癥發(fā)生率的評分系統(tǒng)。準(zhǔn)確的風(fēng)險評估是圍術(shù)期醫(yī)療行為的重要組成部分，有助于外科團隊進(jìn)行臨床決策和治療規(guī)劃，也有助于醫(yī)患溝通。正確地使用風(fēng)險分層工具大有裨益，但臨床上除了最常使用的ASA分級，其他風(fēng)險分層評估工具的使用不多，這可能源于對風(fēng)險分層工具的不熟悉，或是對工具的復(fù)雜程度和準(zhǔn)確性還存有疑慮。在圍術(shù)期的實踐和研究過程中，產(chǎn)生了數(shù)以百計的風(fēng)險分層評估工具，本文對這些評估工具的構(gòu)建方法、分類和臨床使用逐一梳理。由于篇幅所限，只從宏觀上進(jìn)行闡述，不展開描述每個評估工具的危險因素、結(jié)局指標(biāo)、準(zhǔn)確度等，讀者可回溯相關(guān)文獻(xiàn)。

1 風(fēng)險分層評估工具的構(gòu)建

1948年，一個劃時代的研究——弗雷明漢心臟研究(Framingham heart study,FHS)在美國小鎮(zhèn)弗雷明漢(Framingham)正式開始。在隨后的70多年內(nèi)，F(xiàn)HS在心血管疾病方面的研究取得了豐碩的成果，在發(fā)現(xiàn)大量與疾病發(fā)生、發(fā)展有因果關(guān)系和實用價值指標(biāo)的基礎(chǔ)上，首次提出慢性疾病“危險因素(risk factor)”的概念，成為心血管和流行病學(xué)領(lǐng)域里程碑式的研究[1]。

FHS就冠狀動脈性心臟病提出風(fēng)險預(yù)測評分工具(1976年)[2]、10年風(fēng)險評分工具(1998年)[3]和30年風(fēng)險預(yù)測計算工具(2009年)[4]，內(nèi)容可參考FHS官方網(wǎng)站(www.framinghamheartstudy.org)，其為風(fēng)險分層評估工具開發(fā)研究的范本[5]。

風(fēng)險分層評估工具的構(gòu)建通?；陉犃醒芯慨a(chǎn)生的多變量回歸模型(最常見的是logistic回歸和Cox回歸模型)，以下公式即logistic回歸模型。

該公式中P為結(jié)局,是陽性的概率，X1、X2至Xm為m個自變量?；貧w模型中的危險因素多為連續(xù)變量，如年齡、血壓值等；加上公式中存在以自然數(shù)e為底的指數(shù)，導(dǎo)致風(fēng)險的計算過于復(fù)雜，不適合在床旁或者術(shù)前使用。風(fēng)險分層則按照臨床意義將各個危險因素進(jìn)行分組，通過該危險因素的回歸系數(shù)與分組情況設(shè)置分組權(quán)重，按每個個體對應(yīng)的“危險因素譜(risk profile)”累計總分，以總分來評估相對應(yīng)的風(fēng)險，從而達(dá)到風(fēng)險分層的目的。見表1。

表1 風(fēng)險分層評估工具結(jié)構(gòu)示意

分層工具與最初的回歸模型相比,最大的優(yōu)勢為臨床操作更加簡單易用，方便計算和制作為輔助工具，這也是其設(shè)計的初衷。

2 風(fēng)險分層工具的準(zhǔn)確度和簡潔性

理論上，模型的準(zhǔn)確程度和簡潔性是相悖的，風(fēng)險分層工具亦然。準(zhǔn)確的模型需要納入較多的自變量，而納入的變量數(shù)量超過一定的程度，在實際使用中就不可避免地顯得繁瑣，不利于應(yīng)用和推廣。因此，一個理想的風(fēng)險分層工具應(yīng)該優(yōu)化其納入的危險因素數(shù)量，以平衡其準(zhǔn)確程度和簡潔性。

目前，文獻(xiàn)中報道的多數(shù)分層工具只經(jīng)過單個研究的驗證，準(zhǔn)確度和外推能力(推廣至不同人種、患有不同基礎(chǔ)疾病的人群、不同的手術(shù)類型)受限。經(jīng)過多個研究證實的風(fēng)險分層工具包括ASA分級、急性生理與慢性健康評分(APACHE Ⅱ)、死亡率和并發(fā)癥發(fā)生率的生理學(xué)和手術(shù)嚴(yán)重度評分系統(tǒng)(physiological and operative severity score for the enumeration of mortality and morbidity，POSSUM)評分及其改良版、外科風(fēng)險量表(surgical risk scale, SRS)、外科Apgar評分、Charlson指數(shù)、Donati評分等。筆者認(rèn)為，成熟的分層評估工具需要經(jīng)過不同研究的驗證，才能被臨床接受和使用。

3 圍術(shù)期指標(biāo)構(gòu)建的風(fēng)險分層工具

SRS由4分類的手術(shù)緊急程度、ASA分級和5分類的手術(shù)大小分級三部分組成[6]，其最大的優(yōu)點在于簡潔性，所選取的變量數(shù)量少且常用，從每一個手術(shù)患者身上都能夠方便地獲取，并且各指標(biāo)術(shù)前均能明確，可用于術(shù)前風(fēng)險預(yù)估和臨床決策。有兩項研究[7-8]證實，SRS的預(yù)測性能較好[受試者工作特征曲線下面積(AUROC)>0.8]。

POSSUM評分及其改良版是不同類型的手術(shù)人群中使用和研究最多的分層工具。POSSUM評分納入了12個生理相關(guān)指標(biāo)和6個手術(shù)相關(guān)指標(biāo)，可以預(yù)測大部分外科手術(shù)術(shù)后30 d內(nèi)的并發(fā)癥發(fā)生率和病死率[9]。國內(nèi)外大量的研究對此進(jìn)行了驗證，認(rèn)為其準(zhǔn)確度較高。

部分學(xué)者認(rèn)為，POSSUM評分過高估計了低危人群的術(shù)后死亡率，而低危人群占了手術(shù)患者的絕大部分，因此出現(xiàn)了POSSUM評分的改良版本，樸次茅斯(Portsmouth)POSSUM(P-POSSUM)改進(jìn)了原POSSUM評分的系數(shù)[10]，而生物化學(xué)與血液學(xué)指標(biāo)系統(tǒng)(biochemistry and hematology outcome model, BHOM)則去除了POSSUM評分中的主觀指標(biāo)[11]。POSSUM和P-POSSUM評分被認(rèn)為是在各個手術(shù)亞群中均較為準(zhǔn)確的評估工具。

4 針對特定術(shù)種的風(fēng)險評估工具

有些風(fēng)險分層工具從設(shè)計之初就為了適應(yīng)特定的手術(shù)種類，并未經(jīng)其他人群驗證，故不適合用于其他術(shù)種的風(fēng)險預(yù)測。在這些工具中比較常見的是用于心臟手術(shù)和普通外科手術(shù)風(fēng)險評估的工具。

歐洲心臟手術(shù)風(fēng)險評估系統(tǒng)(EuroSCORE)于1995年建立，1999年發(fā)表[12]。EuroSCORE在上千例心臟手術(shù)患者中得到驗證，被認(rèn)為是比較穩(wěn)定可靠的心臟手術(shù)風(fēng)險預(yù)測模型。但在不同的研究中，EuroSCORE預(yù)測值與實際情況的一致性差異比較大，可能會高估死亡率。這很可能是因為隨著時間的推移，外科和圍術(shù)期治療的進(jìn)步使得心臟手術(shù)患者的預(yù)后明顯改善。而且，依據(jù)20世紀(jì)90年代數(shù)據(jù)開發(fā)的系統(tǒng)已經(jīng)不適用于現(xiàn)在的人群。因此，EuroSCORE工作組在2011年公布了最新的研究結(jié)果，從新的數(shù)據(jù)中推算出了更新的模型，稱為EuroSCORE Ⅱ[13]。

生理能力與手術(shù)侵襲度評分系統(tǒng)(estimation of physiologic ability and surgical stress, E-PASS)，是一種用于普外科手術(shù)風(fēng)險評估的工具，由術(shù)前風(fēng)險評分(preoperative risk score，PRS)、外科侵襲度評分(surgical stress score，SSS)，以及由PRS和SSS計算得到的綜合風(fēng)險評分(comprehensive risk score，CRS)構(gòu)成[14]。國內(nèi)外已有多個研究評估了E-PASS在普外科手術(shù)中的應(yīng)用效果。

5 由非手術(shù)研究產(chǎn)生的工具適應(yīng)手術(shù)場景

以APACHE Ⅱ評分[15]、Charlson指數(shù)[16]等為代表的工具最初并非是為手術(shù)患者風(fēng)險評估而開發(fā)的。APACHE Ⅱ評分最初被設(shè)計用于預(yù)測重癥患者住院治療期間死亡率，其包括12項生理指標(biāo)和慢性健康狀況的評估。已經(jīng)有多項研究將APACHE Ⅱ評分用于手術(shù)患者術(shù)后30 d預(yù)后的預(yù)測，有較高的AUROC。

Charlson指數(shù)最初用于預(yù)測慢性病患者10年內(nèi)的死亡率,后被用于術(shù)后短期內(nèi)風(fēng)險的評估。雖然相關(guān)研究數(shù)量相對較少，但筆者依然推薦將Charlson指數(shù)用來預(yù)測患者術(shù)后遠(yuǎn)期預(yù)后。

6 臟器功能評估工具

有些風(fēng)險分層工具的關(guān)注點并非術(shù)后死亡率，而是圍術(shù)期的心臟事件風(fēng)險、患者的體能營養(yǎng)狀況等。臨床醫(yī)師較為熟悉的這類工具包括心臟評估的Goldman心臟風(fēng)險指數(shù)和在此基礎(chǔ)上改進(jìn)的Detsky心臟指數(shù)、Lee心臟風(fēng)險指數(shù)等，均已有幾十年的應(yīng)用歷史。術(shù)前心臟評估，尤其是心臟病患者非心臟手術(shù)術(shù)前評估的各類指南、流程均比較成熟，這些心臟風(fēng)險評估工具可以在其中起輔助作用，在此不作詳述，可參考相關(guān)書籍與文獻(xiàn)。

7 風(fēng)險分層工具用于外科質(zhì)量控制與提高

分層評估工具除用于風(fēng)險預(yù)測外，還可以用于檢測與提高外科手術(shù)質(zhì)量。通過比較校正后的術(shù)后30 d風(fēng)險，可以橫向和縱向比較醫(yī)療機構(gòu)和手術(shù)團隊的醫(yī)療質(zhì)量。在這方面最成功的屬美國外科醫(yī)師協(xié)會的國家外科治療質(zhì)量提高計劃(ACS-NSQIP)。ACS-NSQIP在加入該計劃的每個中心進(jìn)駐1名觀察員，采集圍術(shù)期指標(biāo)，包括術(shù)前危險因素、術(shù)中指標(biāo)、術(shù)后30 d內(nèi)的死亡率和并發(fā)癥發(fā)生率等。在此基礎(chǔ)上運用統(tǒng)計學(xué)處理風(fēng)險校正的術(shù)后30 d內(nèi)死亡率和并發(fā)癥發(fā)生率，不但可以構(gòu)建不同術(shù)種的風(fēng)險評估模型，還可以用于不同機構(gòu)之間的醫(yī)療質(zhì)量比較。此外，ACS-NSQIP獲得的大樣本數(shù)據(jù)還可以幫助規(guī)模實力較小的醫(yī)院采取適當(dāng)?shù)拇胧└倪M(jìn)外科質(zhì)量。

8 風(fēng)險分層工具存在的缺點

風(fēng)險分層評估工具可以為臨床實踐和研究帶來許多助力，但也應(yīng)正視工具存在的一些缺點。

在模型的準(zhǔn)確程度方面，多數(shù)研究是以死亡率作為終點指標(biāo)的，除了這個最關(guān)鍵的指標(biāo)外，還有并發(fā)癥，而并發(fā)癥發(fā)生率的預(yù)測通常不夠準(zhǔn)確。這是由于無法準(zhǔn)確地定義并發(fā)癥導(dǎo)致的。定義得太過仔細(xì)，瞄準(zhǔn)某一個具體的并發(fā)癥將導(dǎo)致需要太多個模型才能涵蓋常見的并發(fā)癥；而定義得太寬泛則導(dǎo)致預(yù)測的結(jié)果變異極大。此外，回歸模型(如常用的多元回歸、logistic回歸)都可以計算預(yù)測值的可信區(qū)間，即區(qū)間估計，而風(fēng)險分層模型為了追求計算的便捷，只會給出預(yù)測值的點估計，本身即是不夠準(zhǔn)確的。在考慮模型的準(zhǔn)確度和應(yīng)用價值方面，這兩點需要考慮在內(nèi)。

另外，隨著時代的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步和人口老齡化引起的基礎(chǔ)疾病增多，可能導(dǎo)致現(xiàn)在的患者和幾十年前產(chǎn)生原始模型的研究隊列差異擴大，原來的模型參數(shù)可能需要調(diào)整才能適用，就如同前述的EuroSCORE評分。而這項工作很可能沒有團隊著手去做，用一個過時的模型來輔助現(xiàn)代的臨床實踐，可能猶如刻舟求劍的故事一般。

最后，在實際使用中，許多圍術(shù)期風(fēng)險分層評估工具所納入的指標(biāo)并不完全是術(shù)前指標(biāo)，因此無法在術(shù)前形成有關(guān)患者預(yù)后的估計。

9 風(fēng)險分層工具的研究方向

工具的智能化問題。這幾年“人工智能”在醫(yī)學(xué)影像、輔助診斷方面都取得了長足的進(jìn)步，風(fēng)險評估工具也是智能化發(fā)展前景非?？捎^的研究領(lǐng)域。利用大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手段有可能會重新定義風(fēng)險評估的方式，出現(xiàn)更加智能化的模型構(gòu)建方法。

工具的數(shù)字化問題。客觀上回歸模型比基于模型轉(zhuǎn)換而來的分層工具更加準(zhǔn)確，但其使用不夠便捷。然而，在現(xiàn)代計算設(shè)備非常普及的情況下，直接使用模型而非分層工具進(jìn)行預(yù)測是完全可以實現(xiàn)的。如上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院將風(fēng)險分層系統(tǒng)與手術(shù)麻醉電子病歷系統(tǒng)整合，風(fēng)險評估模型無需手工進(jìn)行計算，在這種工作模式下，可以使用內(nèi)置回歸模型的方式來代替分層系統(tǒng)。筆者團隊正在進(jìn)行整合常用風(fēng)險評估工具的電子化系統(tǒng)工作。

工具的評價問題。正如前述，一個準(zhǔn)確、簡潔的分層工具才能起到輔助醫(yī)師進(jìn)行臨床決策和溝通的作用，目前研究報道的多數(shù)分層工具驗證工作還不夠，還需要更多的研究來評估其在臨床實踐中的準(zhǔn)確性，尤其是在不同的人群、術(shù)種中的效能，并根據(jù)驗證的情況對模型進(jìn)行修正?？上驳氖?，在積累了大量的風(fēng)險分層評估工具后，近幾年已開始對風(fēng)險分層評估工具進(jìn)行回顧性研究和系統(tǒng)評價。

圍術(shù)期風(fēng)險評估是高質(zhì)量外科治療的基石之一，準(zhǔn)確的評估能夠引導(dǎo)圍術(shù)期團隊制訂醫(yī)療計劃，也是手術(shù)團隊和機構(gòu)之間質(zhì)量控制的基礎(chǔ)。研究文獻(xiàn)中報道了大量的圍術(shù)期風(fēng)險分層和評估工具，本文簡述了分層工具的構(gòu)建、種類、實際應(yīng)用中的注意事項，建議圍術(shù)期醫(yī)療參與者注意鑒別工具的優(yōu)劣，并在臨床工作中使用經(jīng)過研究驗證后的評估工具。