嚴(yán)重創(chuàng)傷預(yù)后預(yù)警評分系統(tǒng)的初步建立與評價

李 科，趙胤杰，侯 驍，朱浩然，向 強，劉明華

400038 重慶，陸軍軍醫(yī)大學(xué)(第三軍醫(yī)大學(xué))第一附屬醫(yī)院急診醫(yī)學(xué)科1；830000 烏魯木齊，新疆軍區(qū)總醫(yī)院急診醫(yī)學(xué)科2

創(chuàng)傷不分時間、空間，廣泛存在，是常見、多發(fā)的疾病，近年來隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，創(chuàng)傷尤其是嚴(yán)重創(chuàng)傷日益多發(fā)，常見于交通事故、高處墜落及重物砸傷等，并發(fā)癥多，致死致殘率高。據(jù)統(tǒng)計，全球每年因創(chuàng)傷死亡約640萬，死亡率達到全球因病死亡率的9%，成為危及人類生命健康的主要疾病之一。嚴(yán)重創(chuàng)傷使機體容易發(fā)生感染，破壞免疫系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)態(tài)，導(dǎo)致免疫抑制，最終可能導(dǎo)致死亡。臨床醫(yī)生若不充分認(rèn)識和重視，將會延誤傷者病情，以致錯過最佳的治療時機，給患者帶來無法挽回的后果。因此，該項研究旨在探索影響嚴(yán)重創(chuàng)傷預(yù)后的相關(guān)獨立危險因素并初步建立預(yù)測模型，以便幫助臨床醫(yī)師對嚴(yán)重創(chuàng)傷患者進行早期評估與病程干預(yù)，為改善嚴(yán)重創(chuàng)傷患者預(yù)后提供一定指導(dǎo)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

對2019年1月至2021年6月陸軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院急救創(chuàng)傷病房收治的307例嚴(yán)重創(chuàng)傷住院患者的臨床資料進行回顧性分析，按預(yù)后分為存活組(

n

=262)和死亡組(

n

=45)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①損傷嚴(yán)重程度評分(ISS)≥16分；②年齡≥16歲；③受傷時間為24 h內(nèi)入住急救創(chuàng)傷監(jiān)護室，且未在外院接受過治療；④住院時間為2～28 d的住院患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①孕婦；②中途自動出院或放棄治療導(dǎo)致資料不全的患者；③入院前已有嚴(yán)重的慢阻肺、冠心病、肝病、腎病、急慢性心力衰竭、糖尿病、血友病、惡性腫瘤、深靜脈血栓、肺梗死等；④死亡患者死于基礎(chǔ)疾?。虎菔軅麢C制是電灼傷或燒傷；本研究經(jīng)本院倫理委員會批準(zhǔn)(編號：KY202225)，并獲得患者或家屬的知情同意。

1.2 臨床資料收集

觀測指標(biāo)：年齡、性別、是否有合并基礎(chǔ)疾病、受傷機制、損傷部位數(shù)、入院時生命體征，血常規(guī)、血生化、凝血項、血氣分析、是否行氣管插管、急診手術(shù)、使用血管活性藥物、格拉斯哥昏迷評分(Glasgow coma score, GCS)、創(chuàng)傷嚴(yán)重度評分(injury severity score, ISS)、新創(chuàng)傷嚴(yán)重度評分(new injury severity score, NISS)、急性生理學(xué)與慢性健康狀況評分系統(tǒng)Ⅱ評分(acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ, APACHE Ⅱ)、序貫器官衰竭評分(sequential organ failure assessment, SOFA)、改良早期預(yù)警風(fēng)險評分(modified early warning score, MEWS)等。

1.3 研究方法

按預(yù)后分為存活組和死亡組，比較兩組患者各項指標(biāo)的差異，進行單因素分析，有統(tǒng)計學(xué)意義的指標(biāo)納入多因素Logistic回歸分析，篩選出影響嚴(yán)重創(chuàng)傷患者預(yù)后的危險因素，根據(jù)回歸系數(shù)β賦值后建立預(yù)測模型。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0進行統(tǒng)計學(xué)分析。計數(shù)資料以率(%)表示，組間比較用χ檢驗；計量資料檢驗分布情況后，符合正態(tài)分布的以表示，組間比較采用

t

檢驗，非正態(tài)分布的以中位數(shù)和四分位間距[M(Q, Q)]表示，組間比較采用Mann-Whitney

U

檢驗。多因素Logistic回歸分析篩選嚴(yán)重創(chuàng)傷的獨立危險因素，采用SPSS 20.0統(tǒng)計統(tǒng)計軟件繪制受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic, ROC)，計算曲線下面積(area under the curve, AUC)，評價該系統(tǒng)對嚴(yán)重創(chuàng)傷后死亡的預(yù)測價值。內(nèi)部驗證采取bootstrap方法。以

P

<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者的資料比較

研究共納入患者307例，男239例，女68例，年齡52.00 (39.00，62.00)歲；其中存活組262例，死亡組45例。嚴(yán)重創(chuàng)傷患者死亡的單因素分析結(jié)果(表1)：兩組患者的年齡、體溫、血鈉、血鉀、血肌酐、纖維蛋白降解產(chǎn)物(fibrin degradation products, FDP)、活化部分凝血活酶時間(activated partial thrombin time, APTT)、D-二聚體、血糖、乳酸、氧合指數(shù)、GCS、ISS、NISS評分、是否合并基礎(chǔ)疾病、受傷機制、損傷部位數(shù)、入院時是否行氣管插管、是否使用血管活性藥物等差異有統(tǒng)計學(xué)意義(

P

<0.05)。

表1 兩組臨床資料及相關(guān)危險因素比較[, M(Q, Q)]

存活組死亡組P值n(%)262(85.3)45(14.7)年齡/歲50.00(37.75,57.00)69.00(55.00,78.50)0.000體溫/℃36.80(36.60,37.20)36.60(36.20,37.00)0.016血鈉/mmol·L-1138.00(136.68,140.00)140.00(139.00,143.00)0.000血鉀/mmol·L-13.87(3.52,4.08)3.66(3.22,4.46)0.047血肌酐/mmol·L-161.64(50.05,73.31)77.41(58.05,89.87)0.000FDP/mg·L-129.00(15.08,69.45)65.90(34.10,142.50)0.000APTT/s26.60(25.30,28.30)25.50(23.30,28.25)0.039D-二聚體/mg·L-113.76(5.83,26.50)17.53(11.39,31.35)0.045乳酸/mmol·L-11.30(0.90,2.30)2.70(1.50,5.70)0.000血糖/mmol·L-17.75(6.60,9.33)9.90(8.20,13.40)0.000氧合指數(shù)/mmHg375.50(298.50,455.00)291.00(185.50,387.00)0.000GCS評分/分15.00(13.00,15.00)6.00(3.00,8.00)0.000ISS評分/分25.00(20.00,29.00)29.00(25.00,35.00)0.000NISS評分/分29.00(26.00,34.00)41.00(34.00,43.00)0.000合并其他疾病(%)0.000 無215(82.1)21(46.7) 有47(17.9)24(53.3)受傷機制(%)0.012 交通傷103(39.3)16(35.6) 高墜傷110(42.0)12(26.7) 其他49(18.7)17(37.7)氣管插管(%)0.000 未插管226(86.3)26(57.8) 插管36(13.7)19(42.2)血管活性藥物(%)0.004 未使用244(93.1)36(80.0) 使用18(6.9)9(20.0)損傷部位數(shù)(%)0.023 1個部位14(5.3)6(13.3) 2個部位72(27.5)17(37.8) 3個部位100(38.2)19(42.2) 4個部位61(23.3)3(6.7) 5個部位14(5.3)0 6個部位1(0.4)0

2.2 多因素Logistic回歸分析篩選獨立危險因素并建立危險評分系統(tǒng)

將14個單因素分析(如表1)有統(tǒng)計學(xué)意義的連續(xù)變量采用ROC曲線臨界值轉(zhuǎn)化為分類變量(閾值：年齡為62.5歲、體溫為36.25 ℃、血鈉為139.15 mmol/L、血鉀為3.45 mmol/L、血肌酐為77.37 mmol/L、FDP為49.55 mg/L、APTT為36.9 sec、D-二聚體為13.42 mg/L、乳酸為1.45 mmol/L、血糖為8.8 mmol/L、氧合指數(shù)為253.5 mmHg、GCS為12.5分、ISS為24.5分、NISS為33.5分)，加上5個分類變量同時納入多因素Logistic回歸分析，結(jié)果顯示：年齡、體溫、血肌酐、氧合指數(shù)、GCS評分5個指標(biāo)為嚴(yán)重創(chuàng)傷患者死亡的獨立危險因素。根據(jù)β回歸系數(shù)，分別賦予具體分值(除以1.351，乘以5取整數(shù))：年齡≥62.5歲賦8分、體溫≤36.25 ℃賦9分、血肌酐≥77.37 mmol/L賦5分、氧合指數(shù)≤253.5 mmHg賦7分、GCS評分≤12.5分賦9分，以上5項指標(biāo)其余結(jié)果賦0分(見表2)建立預(yù)測模型(表3),采用ROC曲線結(jié)合聚類分析，將嚴(yán)重創(chuàng)傷患者分為三組:低危組(0～11分)、中危組(12～19分)、高危組(20～38分)，三組患者死亡發(fā)生率分別為1.8%、24.5%、74.4%(表4)。

2.3 ROC曲線分析及模型驗證

預(yù)測模型預(yù)測嚴(yán)重創(chuàng)傷患者死亡的AUC為0.941，明顯高于年齡、體溫、肌酐、GCS評分、氧合指數(shù)預(yù)測嚴(yán)重創(chuàng)傷患者死亡的AUC(分別為0.796、0.613、0.681、0.883、0.710) (表5)；也明顯高于ISS、NISS、APACHE Ⅱ、SOFA、MEWS評分預(yù)測嚴(yán)重創(chuàng)傷患者死亡的AUC(分別為0.694、0.790、0.862、0.868、0.772) (表5)。當(dāng)預(yù)測模型的截斷值為15.5分時，敏感度為86.7%，特異度為89.7%，約登指數(shù)(正確指數(shù))為0.764；H-L檢驗

P

>0．05，內(nèi)部驗證采取bootstrap方法，重抽樣樣本量為200，預(yù)測概率與觀測概率對比(如圖1)所示。

表2 多因素Logistic回歸分析危險因素并賦分

危險因素OR值95%可信區(qū)間P值β回歸系數(shù)分值年齡8.4162.387～29.6740.0012.1308體溫0.0990.019～0.5070.005-2.3109血肌酐3.8601.071～13.9110.0391.3515GCS評分0.0810.014～0.4550.004-2.5139氧合指數(shù)0.1540.037～0.6360.010-1.8687

表3 嚴(yán)重創(chuàng)傷預(yù)后預(yù)警評分系統(tǒng)

分類因素分值記分(分)A年齡(歲)<62.5: 0 分;≥62.5: 8 分;0/8B體溫(℃)≤36.25: 9 分;>36.25: 0 分;0/9C血肌酐(mmol/L)<77.37: 0 分;≥77.37: 5 分;0/5D氧合指數(shù)(mmHg)≤253.5: 7 分;>253.5: 0 分;0/7EGCS評分(分)≤12.5: 9 分;>12.5:0 分;0/9總分:A+B+C+D+E(記分)

表4 預(yù)警評分系統(tǒng)預(yù)測各組死亡發(fā)生率

組別總得分各組例數(shù)n(占總例數(shù)%)死亡發(fā)生例數(shù)n(占各組例數(shù)%)低危組0～11219(71.3)4(1.8)中危組12～1949(16.0)12(24.5)高危組20～3839(12.7)29(74.4)

表5 嚴(yán)重創(chuàng)傷預(yù)后預(yù)警評分系統(tǒng)、ISS、NISS、APACHE Ⅱ、SOFA、MEWS評分、年齡、體溫、血肌酐、GCS評分、氧合指數(shù)對嚴(yán)重創(chuàng)傷患者死亡的預(yù)測價值

?漸進95%置信區(qū)間ACU截斷值敏感度(%)特異度(%)陰性預(yù)測值(%)陽性預(yù)測值(%)陰性似然比陽性似然比約登指數(shù)上限下限嚴(yán)重創(chuàng)傷預(yù)后預(yù)警評分系統(tǒng)0.94115.586.789.797.561.90.158.420.764.908.973APACHE Ⅱ0.8621377.886.395.849.30.265.680.641.810.914SOFA0.868580.081.796.042.90.244.370.617.824.911NISS0.7903491.154.697.326.10.162.010.457.723.857MEWS0.772384.464.196.029.20.242.350.485.709.834ISS0.6942584.447.794.822.00.331.610.321.615.774年齡0.79662.5068.984.094.443.20.374.310.529.713.879體溫0.61336.2526.795.488.350.00.775.800.221.515.710血肌酐0.68177.3751.182.490.133.30.592.900.335.594.768GCS0.88312.591.176.398.039.80.123.840.674.828.937氧合指數(shù)0.710253.5048.986.690.838.60.593.650.355.628.792

圖1 預(yù)測概率與實際概率對比

3 討論

創(chuàng)傷是臨床常見的急危重癥之一，尤其是嚴(yán)重創(chuàng)傷，病情復(fù)雜，傷后易發(fā)生休克、感染等并發(fā)癥，救治難度大，嚴(yán)重威脅著患者的生命安全，如何迅速準(zhǔn)確地評估傷情、快速采取適宜的干預(yù)措施、降低其后遺癥的發(fā)生率及死亡率，已成為目前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。

本研究通過分析嚴(yán)重創(chuàng)傷患者死亡的獨立危險因素建立預(yù)后預(yù)警評分系統(tǒng)。研究中多因素Logistic回歸分析顯示，年齡、體溫、血清肌酐、GCS和氧合指數(shù)是嚴(yán)重創(chuàng)傷后死亡的獨立危險因素，這與臨床實踐及一些研究結(jié)果相符。老年人身體各系統(tǒng)功能衰退，傷后易發(fā)生休克、感染、急性呼吸窘迫綜合征(Acute Respiratory Distress Syndrome, ARDS)、多器官功能障礙綜合征(Multiple Organ Dysfunction Syndrome, MODS)等嚴(yán)重并發(fā)癥，加之常常合并慢性支氣管炎、肺氣腫、糖尿病、高血壓等基礎(chǔ)疾病，進一步增加了臨床救治難度，不少研究也指出創(chuàng)傷患者的死亡率隨著年齡增長而增加。低體溫是創(chuàng)傷死亡三聯(lián)征之一，創(chuàng)傷及其并發(fā)癥可引發(fā)嚴(yán)重的低血壓和低氧血癥，導(dǎo)致下丘腦調(diào)節(jié)功能障礙，機體體溫維持能力下降，加之?dāng)z氧代謝能力降低，能量產(chǎn)生不足，可使體溫進一步降低，研究同樣提示了創(chuàng)傷后低體溫患者的存活率顯著低于體溫正常者。血清肌酐是腎損傷的標(biāo)志物，嚴(yán)重創(chuàng)傷可引起一系列代謝和炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致腎小球濾過減少，引發(fā)急性腎損傷(Acute Kidney Injury, AKI)，且身體部位受損越多，發(fā)生AKI的可能性越大，有研究顯示，AKI與創(chuàng)傷死亡率的增加獨立相關(guān)，嚴(yán)重的AKI可使死亡風(fēng)險增加7.5倍，本研究提示的血清肌酐是嚴(yán)重創(chuàng)傷患者死亡的獨立危險因素，與這些研究的結(jié)果不謀而合。GCS對創(chuàng)傷早期傷情評估及預(yù)后預(yù)測有重要意義，CEVIK等的研究表明GCS預(yù)測創(chuàng)傷死亡的AUC高達91.5%，與本研究結(jié)果近似，提示了其對嚴(yán)重創(chuàng)傷患者有較高的預(yù)測價值。本研究還顯示，氧合指數(shù)也是嚴(yán)重創(chuàng)傷死亡的獨立危險因素，臨床上，創(chuàng)傷導(dǎo)致的胸部外傷和全身免疫炎癥反應(yīng)、顱腦創(chuàng)傷后神經(jīng)源性肺水腫、意識障礙通氣不足、嘔吐誤吸、機械通氣等均可引發(fā)ARDS，氧合指數(shù)便是反映患者肺臟氧交換能力、判斷ARDS的重要指標(biāo)，美國胸科醫(yī)師學(xué)會/危重病醫(yī)學(xué)會提出低灌注和低氧性器官功能損害是嚴(yán)重多發(fā)傷患者死亡的主要原因，提示了機體氧合能力對創(chuàng)傷預(yù)后的重要性，與本研究結(jié)果相符。

依托以上獨立危險因素，本研究建立了嚴(yán)重創(chuàng)傷預(yù)后預(yù)警評分系統(tǒng)，并選取MEWS、APACHE Ⅱ、SOFA、ISS和NISS等幾個臨床常用評分，分析比較了該預(yù)警評分系統(tǒng)與其他評分的預(yù)警價值。MEWS的指標(biāo)易于收集，對快速評估患者病情并指導(dǎo)相應(yīng)處理具有一定應(yīng)用價值，研究指出，對急診ICU創(chuàng)傷患者采用MEWS評估指導(dǎo)工作，患者急救成功率高、死亡率低，對預(yù)后評價的準(zhǔn)確性較差，本研究也顯示MEWS預(yù)測創(chuàng)傷死亡的AUC僅為0.772，價值中等。APACHE Ⅱ在臨床及科研中使用廣泛，其優(yōu)良的病情評估能力在本研究中也得以驗證，但該評分內(nèi)容繁雜，短時間內(nèi)難以獲取所需參數(shù)，不利于評估病情、指導(dǎo)急救和治療。SOFA具有客觀、簡單、可靠、容易獲得等優(yōu)點，主要用于評價器官功能障礙或衰竭的程度，能動態(tài)監(jiān)測病情的變化及治療效果，本研究結(jié)果提示其預(yù)測嚴(yán)重創(chuàng)傷死亡的AUC為0.868，也展現(xiàn)了其良好的臨床應(yīng)用價值。ISS被認(rèn)為是評估損傷嚴(yán)重程度的“金標(biāo)準(zhǔn)”，1997年OSLER等在對ISS改進的基礎(chǔ)上提出了NISS，克服了ISS評分的一些缺點，預(yù)測死亡率有所提高，但二者都只反映了解剖學(xué)上的損傷嚴(yán)重程度，而沒有考慮到創(chuàng)傷造成機體生理功能紊亂對其預(yù)后帶來的影響，對嚴(yán)重創(chuàng)傷病人的預(yù)后評估有一定的局限性。本研究建立的嚴(yán)重創(chuàng)傷預(yù)后預(yù)警評分系統(tǒng)，AUC高達0.941，對嚴(yán)重創(chuàng)傷患者死亡預(yù)測的準(zhǔn)確性、特異性及敏感度明顯高于其他評分，具有臨床意義；H-L檢驗

P

>0.05，預(yù)測概率與觀測概率之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，說明了模型校準(zhǔn)能力好；同時，該模型的整體性能良好，內(nèi)部驗證證實模型不存在過度樂觀。

綜上，本研究建立的嚴(yán)重創(chuàng)傷預(yù)后預(yù)警評分系統(tǒng)，利用相對簡單且能快速獲得的指標(biāo)組成，能夠早期獲得患者適當(dāng)?shù)乃劳鲲L(fēng)險預(yù)警分級，實用性強，有利于早期篩選高?；颊?，進而實施早期干預(yù)，改善預(yù)后。需要注意的是，該評分盡管可以輔助臨床醫(yī)生預(yù)測患者預(yù)后，但不能過度依賴，應(yīng)根據(jù)患者具體情況作出判斷與治療。本研究也存在一些不足之處：①研究為回顧性、單中心研究，樣本量相對較少(事件數(shù)僅45例)，研究對象大多來自中國西南地區(qū)，可能存在地域局限性，模型適用對象可能無法擴大到全國范圍；②研究納入的預(yù)測變量種類有限，真實世界中創(chuàng)傷患者情況復(fù)雜，仍存在較多預(yù)測因子沒有考慮到模型當(dāng)中，因此有必要進行多中心、前瞻性或真實世界研究以獲得更多樣本和臨床數(shù)據(jù)，并結(jié)合其他機器學(xué)習(xí)算法以提高模型預(yù)測性能，進一步開發(fā)預(yù)測軟件便于推廣；③研究整體觀察時間較短，沒有使用Cox模型，可以考慮進一步包含時間維度信息改善模型；④本研究僅進行了內(nèi)部驗證，后期尚需要收集更多病例完成外部驗證，以進一步驗證其準(zhǔn)確性。