王雄偉,郁毅剛,姚猛飛,鄭澤源,葉軍明
1.深圳市龍華區(qū)中心醫(yī)院麻醉科,廣東 深圳 518110; 2.贛南醫(yī)學(xué)院第一臨床醫(yī)學(xué)院,江西 贛州 341000; 3.廈門大學(xué)附屬東南醫(yī)院急診科,福建 漳州 363000; 4.贛南醫(yī)學(xué)院第一臨床醫(yī)學(xué)院麻醉學(xué)教研室,江西 贛州 341000
創(chuàng)傷指因機械因素導(dǎo)致人體組織或器官受到破壞的一種疾病,是造成我國以及世界人口死亡的重要原因之一[1-2],全球每年約580萬人死于創(chuàng)傷[3]。嚴重創(chuàng)傷患者傷情復(fù)雜,病情發(fā)展迅速,危重癥較多,臨床治療難度較大。創(chuàng)傷患者的死亡是多種因素綜合作用的結(jié)果[4],直接原因主要有顱腦損傷、失血性休克和嚴重多發(fā)傷[5],其主要導(dǎo)致人體解剖損傷、生理功能紊亂以及由此產(chǎn)生的儲備損耗[6]。自1971年美國醫(yī)學(xué)會提出簡明損傷評分(abbreviated injury scale,AIS)后,至目前已相繼出現(xiàn)了50多種創(chuàng)傷評分方法,從最初的解剖學(xué)評分,發(fā)展到后來的生理學(xué)評分和復(fù)合評分,生理學(xué)指標的評估意義越來越被重視,它與疾病預(yù)后密切相關(guān),可作為嚴重創(chuàng)傷早期嚴重性評估的參考指標。在人體6大生理系統(tǒng)中,Marshall等[7]根據(jù)大量文獻和計算得出6種最能反映本系統(tǒng)情況的生理學(xué)指標,且認為這些指標與危重癥患者死亡密切相關(guān),包括:(1)呼吸系統(tǒng):氧合指數(shù)(OI);(2)心血管系統(tǒng):壓力效正性心率(PAR)=心率×中心靜脈壓/平均動脈壓;(3)腎臟系統(tǒng):血肌酐濃度;(4)肝臟系統(tǒng):血清膽紅素濃度;(5)凝血系統(tǒng):血小板計數(shù);(6)中樞神經(jīng)系統(tǒng):格拉斯哥昏迷評分(Glasgow coma scale,GCS)。因此,研究嚴重創(chuàng)傷患者的病理生理學(xué)改變可了解其死亡原因和規(guī)律[8],在診療早期根據(jù)相關(guān)病理生理學(xué)指標的變化快速判斷患者預(yù)后并做出有效干預(yù),能夠使治療更具有針對性,降低患者病死率并有助于改善患者預(yù)后[9]。
本文前瞻性研究2020年7月1日—2021年6月30日廈門大學(xué)附屬東南醫(yī)院急診科收治的嚴重創(chuàng)傷患者139例相關(guān)生理指標,應(yīng)用Logistic回歸分析方法,篩選與嚴重創(chuàng)傷患者死亡相關(guān)的病理生理耗竭指標,并根據(jù)這些指標建立一套高效、精簡和易實施的生理學(xué)預(yù)警評分標準。
納入標準:(1)新?lián)p傷嚴重度評分(new injury severity score,NISS)≥16分;(2)各種創(chuàng)傷導(dǎo)致的循環(huán)功能失代償,出現(xiàn)休克或需要升壓藥物維持;(3)出現(xiàn)病理性心動過速或過緩;(4)出現(xiàn)呼吸窘迫或呼吸衰竭,需要吸氧或呼吸機支持;(5)創(chuàng)傷后經(jīng)心肺復(fù)蘇治療;(6)合并有其他危及生命的危險因素而需要緊急治療。排除標準:既往有心臟病、呼吸功能不全、凝血障礙、精神障礙等慢性病史。
本組嚴重創(chuàng)傷患者139例,男性101例,女性38例;年齡6~81歲,平均53.0歲。收集患者一般臨床資料以及入院時各項生理學(xué)指標參數(shù)。嚴重創(chuàng)傷患者入院后完善相關(guān)檢查并進行損害控制性復(fù)蘇,于入院后48h記錄治療結(jié)局,根據(jù)48h治療結(jié)局將患者分為存活組(100例)和死亡組(39例)。首先通過單因素分析方法比較兩組患者間各項指標的差異,對嚴重創(chuàng)傷患者發(fā)生48h內(nèi)死亡的影響因素進行初篩,將結(jié)果中P<0.05的指標納入多因素Logistic回歸分析,多因素分析P<0.05差異有統(tǒng)計學(xué)意義,視為是影響嚴重創(chuàng)傷患者治療結(jié)局的獨立影響因素。通過多因素Logistic回歸分析篩選出的生理學(xué)指標,以及根據(jù)其他研究或文獻被認為是嚴重創(chuàng)傷患者短期治療結(jié)局中極為關(guān)鍵的生理學(xué)指標被納入最終的模型,根據(jù)生理學(xué)評分標準對各指標進行賦值,其總分即為生理學(xué)預(yù)警評分。繪制生理學(xué)預(yù)警評分、多臟器功能障礙綜合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)評分、序貫性臟器衰竭(sequential organ failure assessment,SOFA)評分以及NISS的受試者工作特征(ROC)曲線并計算其ROC曲線下面積(AUC)值,評價生理學(xué)預(yù)警評分對嚴重創(chuàng)傷患者48h治療結(jié)局的預(yù)測價值。本研究獲筆者醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(L2021003)。所有檢測和治療獲得患者親屬的知情同意,并且通過中國臨床試驗注冊中心注冊(ChiCTR2100052945)。
創(chuàng)傷患者入院時均進行臨床病歷資料的收集,包括入院診斷、現(xiàn)病史、既往史、性別、年齡、體溫(T)、血壓、心率、血氧飽和度、是否使用升壓藥以及升壓藥使用劑量等,并根據(jù)GCS評估患者意識狀態(tài);抽血化驗血常規(guī)、血液生化及凝血功能,包括白細胞計數(shù)(WBC)、紅細胞壓積(Hct)、血小板計數(shù)(PLT)、凝血酶原時間(PT)、纖維蛋白原(FIB)、總膽紅素(TBil)、血清肌酐(sCr)等;根據(jù)解剖學(xué)及生理學(xué)評分方法,評價并記錄患者GCS、NISS、MODS評分及SOFA評分。入組的嚴重創(chuàng)傷患者經(jīng)頸內(nèi)靜脈或鎖骨下靜脈穿刺置管監(jiān)測CVP;經(jīng)橈動脈穿刺置管監(jiān)測MAP,根據(jù)MAP、HR及CVP計算PAR(PAR=HR×CVP/MAP);抽動脈血行血氣分析檢測Lac和動脈氧分壓(pressure of arterial oxygen,PaO2),并根據(jù)PaO2和吸入氧濃度(fraction of inspired oxygen,FiO2)計算OI(OI=PaO2/FiO2)。臨床病歷資料收集及創(chuàng)傷評估過程均由指定的急診科醫(yī)師實施并記錄,抽血操作由急診科護士執(zhí)行,防止觀察偏倚的發(fā)生。如病例資料在收集過程中出現(xiàn)缺失數(shù)據(jù),在統(tǒng)計分析時直接刪除存在缺失值的個案。
存活100例,死亡39例,病死率28.1%(39/139)。本組男性101例(72.7%),女性38例(27.3%),兩組患者性別比例方面差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);患者年齡6~81歲,中位年齡為53.0歲(IQR:42~61),兩組患者年齡比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);兩組間NISS、MODS評分及SOFA評分比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P< 0.05)。與存活組比較,死亡組入院時PT、Lac和Scr較高;PLT、FIB、OI、T、GCS和Hct較低,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);兩組間PAR和TBil比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。
表1 存活組和死亡組觀察指標比較
組別OI WBC(×109/L)PLT(×109/L)FIB(g/L)存活組(n=100)410.50(331.75~481.25) 16.56(12.27~21.12)212.00(156.75~271.75)2.23(1.79~2.90)死亡組(n=39)366.50(237.50~451.50) 13.51(8.08~17.25)150.00(105.00~200.25)1.49(0.78~1.73)Z值-2.426 -2.326-3.897-5.173 P值0.015 0.020<0.001<0.001
組別sCr(umol/L)TBil(umol/L) Lac(mmol/L)PT(s)存活組(n=100)76.70(64.53~96.05)9.03(7.16~13.39)2.90(2.30~4.18)14.05(12.90~14.80)死亡組(n=39)102.35(70.28~118.20)8.27(5.08~13.10)7.80(5.83~10.08)18.25(15.93~22.88)Z值-2.392-1.435-7.339-6.262P值0.0170.151<0.001<0.001
組別NISSSOFA評分MODS評分存活組(n=100)17.00(17.00~22.00)2.00(1.00~4.00)1.00(1.00~3.00)死亡組(n=39)24.50(17.25~34.00)8.00(5.25~10.00)5.00(4.00~7.00)Z值-3.626 -6.269-5.945P值<0.001<0.001<0.001
將單因素分析中有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)的生理學(xué)指標納入多因素Logistic回歸分析,T、GCS、OI、Lac、Hct、PT、PLT、FIB被納入回歸模型。Logistic回歸分析采用Forward:LR法,結(jié)果顯示T、GCS、Lac和FIB是創(chuàng)傷患者發(fā)生死亡的危險因素(均P<0.01)。見表2。
表2 嚴重創(chuàng)傷患者發(fā)生48h死亡的多因素Logistic回歸分析
多因素Logistic回歸分析顯示,T、GCS、Lac和FIB均為嚴重創(chuàng)傷患者發(fā)生48h內(nèi)死亡的獨立影響因素。另外,在人體6大生理系統(tǒng)中,Marshall等根據(jù)大量文獻和計算得出6種最能反應(yīng)本系統(tǒng)功能狀態(tài)的生理學(xué)指標,認為這些指標與危重癥患者病死率密切相關(guān),分別為OI、PAR、sCr、TBil、PLT和GCS。但在本研究中,TBil并不被認為是嚴重創(chuàng)傷患者發(fā)生短期內(nèi)死亡的影響因素,sCr與PLT在組間比較雖然差異有統(tǒng)計學(xué)意義,但經(jīng)多因素Logistic回歸分析顯示其不是嚴重創(chuàng)傷患者發(fā)生48h內(nèi)死亡的獨立影響因素。而且在最新的一些研究中,認為FIB比PLT對凝血功能評價更具有指導(dǎo)意義。因此,本研究將OI、PAR、T、GCS、Lac和FIB這6個指標納入最終的生理學(xué)預(yù)警評分模型,而且在PAR評分基礎(chǔ)上提出了更為優(yōu)化的心血管功能評分,并按照目前應(yīng)用最廣泛的急性生理及慢性健康狀況評分(APACHE Ⅱ)、SOFA評分以及MODS評分標準分別對各指標進行賦值。將這6項指標的分值相加,其總分即為生理學(xué)預(yù)警評分。評分標準見表3。
表3 生理學(xué)預(yù)警評分標準
對此6項生理學(xué)指標按照以上標準分別進行賦值,得出相應(yīng)的評分值。對此評分值進行秩和檢驗(U檢驗),比較其在兩組間的差異。結(jié)果顯示,兩組間各指標的評分值差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表4。
表4 生理學(xué)預(yù)警評分系統(tǒng)各指標評分值的組間比較
指標Lac評分PAR評分心血管功能評分生理學(xué)預(yù)警評分存活組(n=100)1.00(1.00~2.00)0.00(0.00~0.00)0.00(0.00~1.00)3.00(2.00~6.00)死亡組(n=39)3.00(2.00~3.75)0.00(0.00~1.00)2.50(1.25~3.00)12.00(9.25~14.75)Z值-7.078-3.075-5.701-7.345P值<0.0010.002<0.001<0.001
ROC曲線顯示,生理學(xué)預(yù)警評分預(yù)測嚴重創(chuàng)傷患者發(fā)生48h內(nèi)死亡的AUC值0.953,其診斷閾值9分,對應(yīng)的敏感度85.7%,特異度88.0%,陽性預(yù)測值73.6%,陰性預(yù)測值94.0%,陽性似然比7.142,陰性似然比0.163,約登指數(shù)為0.737。應(yīng)用MedCalc v16.2軟件對ROC曲線進行成對對比,分析結(jié)果顯示,生理學(xué)預(yù)警評分對嚴重創(chuàng)傷患者發(fā)生48h內(nèi)死亡的預(yù)測性能優(yōu)于NISS(P<0.001),與MODS評分相比,其預(yù)測性能較優(yōu),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),提示該模型的預(yù)測性能良好。見圖1,表5、6。
圖1 生理學(xué)預(yù)警評分與MODS、SOFA評分及NISS ROC曲線
表5 各評分的ROC曲線下面積
表6 ROC曲線下面積對比結(jié)果
模型建立后,再次收集2021年7月1日—2021年8月31日廈門大學(xué)附屬東南醫(yī)院收治的嚴重創(chuàng)傷患者共計16例(男性11例,女性5例;年齡4~70歲,平均47.5歲)。均符合嚴重創(chuàng)傷的納入標準,并收集患者的T、GCS、FIB、Lac、OI、心血管功能評分(血壓、心率、中心靜脈壓、升壓藥使用劑量)等指標并賦值,計算生理學(xué)預(yù)警評分。比較兩組患者生理學(xué)預(yù)警評分的差異,結(jié)果顯示生理學(xué)預(yù)警評分存活組(3.36±2.499)分,死亡組(13.00±1.414)分,兩組患者差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)。提示該評分的準確性良好,具有普適性。
創(chuàng)傷評分的發(fā)展歷程中,生理學(xué)指標的評估意義越來越被重視,其與疾病預(yù)后密切相關(guān),可作為嚴重創(chuàng)傷早期嚴重性評估的參考指標[10]。Marshall等[7]將OI、PAR、sCr、TBil、PLT和GCS分別作為人體6大生理系統(tǒng)的功能評估指標。在本項研究中,數(shù)據(jù)顯示T、Lac、GCS和FIB是嚴重創(chuàng)傷患者發(fā)生短期內(nèi)死亡的主要危險因素,但TBil和sCr在組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。另外,Marshall等[7]將OI作為呼吸系統(tǒng)最終評分的重要變量,因為它與PEEP水平或機械通氣的使用無關(guān),更能反映呼吸系統(tǒng)的功能。所以本研究將OI納入生理學(xué)預(yù)警評分系統(tǒng),作為評價呼吸系統(tǒng)功能的一項生理學(xué)評分標準。PAR是Marshall等[7]開發(fā)的一個關(guān)于心血管評分量表,認為其更能反映心血管功能。與此同時,PAR評分與升壓藥物的使用存在密切聯(lián)系,不同升壓藥物及不同劑量對PAR存在不同的影響。所以本研究在PAR基礎(chǔ)上結(jié)合升壓藥的使用情況制定了心血管功能評分,并將其納入生理學(xué)預(yù)警評分系統(tǒng),作為評價心血管系統(tǒng)功能的一項生理學(xué)評分標準。
在本項研究中的入組患者中,失血性休克占據(jù)了很大一部分比例,這類患者循環(huán)血量不足,組織灌注差,體表溫度較低;部分患者經(jīng)過一定量的液體復(fù)蘇后也同樣導(dǎo)致體溫降低。本研究數(shù)據(jù)分析顯示,死亡組平均T顯著低于存活組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。低體溫是導(dǎo)致嚴重創(chuàng)傷患者死亡的一個重要原因,已有研究表明,低體溫可使嚴重創(chuàng)傷患者病死率增加25%[11]。
Lac的產(chǎn)生主要是由于組織灌注不足、缺血低氧所致,與患者病死率密切相關(guān)[12],Lac濃度一定程度上決定著嚴重創(chuàng)傷患者的死亡,可作為判斷危重病預(yù)后的參考指標。有研究顯示,Lac濃度變化早于HR、血壓和尿量等一般休克體征,其對病死率的預(yù)測價值高于這些指標[13]。Lac濃度與患者病死率密切相關(guān),Bakker等[14]將Lac濃度持續(xù)>2mmol/L作為評估患者器官功能恢復(fù)和預(yù)后的有效指標。有研究顯示,當Lac濃度持續(xù)>8mmol/L時,病死率高達100%[15]。在本研究中,兩組患者Lac濃度平均值均高于正常范圍(0.5~1.7mmol/L),且死亡組患者Lac濃度顯著高于存活組,兩組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。嚴重創(chuàng)傷患者中,多數(shù)患者存在重度組織損傷、循環(huán)失代償以及失血性休克等,導(dǎo)致機體組織灌注不足、缺血低氧以及代謝障礙等導(dǎo)致乳酸升高,這也與本研究的結(jié)果基本一致。但有學(xué)者認為,Lac濃度不足以充分反映組織氧合狀態(tài),而乳酸清除率(lactate clearance rate,LCR)才應(yīng)該作為臨床上評估組織氧合的更可靠指標。然而,LCR值的計算需要通過測量兩個不同時間點的Lac濃度,而兩次檢測時間間隔較長,不適用于創(chuàng)傷患者入院時的病情評估。在臨床工作中,采用血Lac濃度作為創(chuàng)傷嚴重度的評估指標更具備實用性和可行性。
GCS是1974年由英國格拉斯哥大學(xué)的兩位教授Teasdale和Jennett提出,用于評估患者昏迷程度。GCS從睜眼、語言及運動3個方面的反應(yīng)來綜合評估其得分,最高分15分,表示意識清楚,分數(shù)越低則意識障礙越重,3分多提示腦死亡或預(yù)后極差。用GCS來判斷患者的意識情況,比較客觀,是一種全球通用的評分方法,可用于對腦損傷后的神經(jīng)功能缺陷進行分類。在本研究中,存活組GCS顯著高于死亡組,一方面提示GCS與患者預(yù)后具有高度相關(guān)性,這也與林琳等[16]研究結(jié)果比較一致,其研究發(fā)現(xiàn),GCS≥7分是創(chuàng)傷患者死亡的獨立危險因素。另一方面,引起嚴重創(chuàng)傷患者的死亡原因中,創(chuàng)傷性顱腦損傷是一大重要因素,有研究表明,GCS是病死率的重要指標,尤其是在中度至重度創(chuàng)傷性顱腦損傷的患者中[17]。在本項研究的創(chuàng)傷因素中,由于顱腦損傷引起的死亡患者數(shù)量位列死亡患者數(shù)的首位。
Marshall等[7]將PLT作為評價凝血功能的一項主要指標,但本研究并不支持PLT可作為一個可靠的指標,數(shù)據(jù)顯示FIB與嚴重創(chuàng)傷患者發(fā)生短期內(nèi)死亡更具有相關(guān)性,更能預(yù)測嚴重創(chuàng)傷患者的短期預(yù)后。這與McQuilten等[18]研究結(jié)論比較相吻合,其研究證明FIB是嚴重創(chuàng)傷患者病死率的獨立預(yù)測因子。另外,最新版的《歐洲創(chuàng)傷后大出血與凝血功能障礙管理指南》建議,功能性FIB缺乏或血漿纖維蛋白原水平<1.5g/L,推薦使用FIB濃縮物或冷沉淀物進行治療[19]。
在院前快速評估以及一些簡易的評估方法中,通常采用呼吸頻率作為判斷患者呼吸功能的一項重要指標,也有一些研究采用血氧飽和度(SpO2)作為評估患者呼吸功能的評價指標。但目前普遍傾向于采用OI來評估患者肺部的情況,充分考慮了患者的肺通氣和肺換氣情況。而且,OI與呼氣末正壓或機械通氣的使用無關(guān),更能綜合反映患者呼吸系統(tǒng)的功能。
本研究中,OI不是引起嚴重創(chuàng)傷患者發(fā)生死亡的主要危險因素,這可能與入組患者的創(chuàng)傷類型相關(guān)。本研究把NISS≥16分作為嚴重創(chuàng)傷的一項評估標準,由于NISS評分依據(jù)是按照AIS評分標準來實施,在AIS評分標準中,對于胸部損傷的評分值普遍較高,包括多發(fā)肋骨骨折、血氣胸等,這部分患者在目前創(chuàng)傷分類中占了很大一部分比例。由于胸腔損傷或肺損傷直接導(dǎo)致肺通氣功能或換氣功能障礙,出現(xiàn)SpO2下降,OI降低。經(jīng)過損害控制性手術(shù)后,患者的這種癥狀能夠很快得到糾正或改善,且隨著外科手術(shù)水平的提高,目前胸部損傷患者的病死率已經(jīng)顯著降低。所以出現(xiàn)入組患者AIS分值較高但病死率較低的情況,從而也導(dǎo)致兩組間OI的差異不顯著。
雖之前有研究表明,急診創(chuàng)傷患者病死率相關(guān)的心血管危險因素包括心率(HR)>120次/min,收縮壓<90mmHg,舒張壓<60mmHg。但有些研究認為,HR與平均動脈壓(MAP)的差異在存活組與死亡組之間無統(tǒng)計學(xué)意義[20]。Marshall等[7]開發(fā)的PAR,認為其更能反映心血管功能。其評分定義為:3~12為0分;12~18為1分;18~24為2分;>24為3分。此外,PAR評分與升壓藥物的使用存在密切聯(lián)系,不同升壓藥物及不同劑量對PAR存在不同的影響。所以本研究結(jié)合PAR評分以及升壓藥評分制定了心血管功能評分,即在PAR評分基礎(chǔ)上,未使用升壓藥+0分;多巴胺劑量≤5μg/(kg·min)或使用任何劑量間羥胺+1分;多巴胺>5μg/(kg·min)或去甲腎上腺素≤0.1μg/(kg·min),+2分;多巴胺>15μg/(kg·min)或去甲腎上腺素>0.1μg/(kg·min),+3分。本研究中,存活組PAR評分顯著低于死亡組。再結(jié)合升壓藥評分計算出心血管功能評分,存活組心血管功能評分中位數(shù)0.00(0.00~1.00),死亡組中位數(shù)2.50(1.25~3.00),兩組患者比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。所以與PAR評分一樣,心血管功能評分同樣可作為評價心血功能的一項有效生理學(xué)指標,且其評估可能會更客觀,結(jié)果更可靠。
大多數(shù)創(chuàng)傷病死率預(yù)測評分本質(zhì)上復(fù)雜,其準確性受到波動的生理參數(shù)的影響[21]。目前的研究表明,生理模型在創(chuàng)傷患者中的應(yīng)用優(yōu)于解剖模型。嚴重創(chuàng)傷患者住院時間短、病情變化快且發(fā)展迅速,若采用傳統(tǒng)的評分方法對其進行評估,則監(jiān)測指標較多、耗時較長,而且部分相關(guān)參數(shù)獲取比較困難。而單純的生命體征指標或解剖評分可能無法準確預(yù)測嚴重創(chuàng)傷患者的短期預(yù)后。使用生理學(xué)預(yù)警評分預(yù)測嚴重創(chuàng)傷患者的預(yù)后,其參數(shù)比較容易獲取,且結(jié)果具有良好的相關(guān)性,在一定程度上能夠反映患者的疾病嚴重程度,可作為評估危重癥創(chuàng)傷患者48h病死率的有效指標。但是本研究涉及的樣本量較小,該結(jié)果還需要多中心、更大樣本量及前瞻性研究進一步驗證。
作者貢獻聲明:王雄偉、鄭澤源:患者篩選、實驗實施、資料收集、數(shù)據(jù)分析;郁毅剛:研究設(shè)計、論文審校;姚猛飛:資料收集;葉軍明:論文審校