斷指再植術(shù)后早期指體壞死風(fēng)險(xiǎn)列線圖預(yù)測(cè)模型的建立與驗(yàn)證

周湘榮,陳嘉怡,張紹海,郭柱能,馮威立,鄭臣校*

(1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)研究生院,廣東 廣州 510006;2.中山市中醫(yī)院顯微創(chuàng)傷科,廣東 中山 528400)

作為制造業(yè)大國(guó),中國(guó)因各類外傷所致的手指離斷十分常見。盡管中國(guó)有著世界領(lǐng)先的顯微外科技術(shù)[1-2],大量難度極高的再植手術(shù)取得成功,但再植指體仍常因各種原因未能存活,既增加了醫(yī)療負(fù)擔(dān),也是對(duì)受傷后患者心理和身體上的又一次打擊[3]。建立一個(gè)簡(jiǎn)便有效的臨床預(yù)測(cè)模型能讓醫(yī)患雙方對(duì)斷指的存活率有更客觀的心理預(yù)期,在患者角度和臨床管理方面獲益。本研究探討了斷指再植術(shù)后早期指體壞死的相關(guān)危險(xiǎn)因素,通過對(duì)各危險(xiǎn)因素相關(guān)性的整合,構(gòu)建并驗(yàn)證了斷指再植術(shù)后早期指體壞死的列線圖模型,現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入標(biāo)準(zhǔn)：診斷為指完全離斷傷并接受斷指再植的急診手術(shù);臨床資料收集完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：接受原位回植術(shù)者(未吻合動(dòng)脈者);掌指關(guān)節(jié)以近水平發(fā)生離斷者;斷指再植術(shù)未順利完成者。本研究已通過中山市中醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審查批準(zhǔn)。

2012年1月至2021年12月中山市中醫(yī)院顯微創(chuàng)傷科對(duì)184例患者共236個(gè)斷指行斷指再植術(shù)。其中男性161例209個(gè)斷指,女性23例27個(gè)斷指;年齡7個(gè)月～65歲,平均(36.24±13.28)歲。根據(jù)術(shù)后早期是否發(fā)生指體壞死分為壞死組和未壞死組。壞死組42指,其中男33指,女9指;平均年齡(37.12±11.84)歲。未壞死組194指,其中男176指,女18指,平均年齡(36.04±13.59)歲。

1.2 方法 本研究將術(shù)后7 d以內(nèi)再植指體針刺無出血、皮溫明顯降低、干癟發(fā)黑診斷為術(shù)后早期指體壞死[4-5]。根據(jù)術(shù)后早期是否發(fā)生指體壞死分為壞死組和未壞死組。由兩名接受培訓(xùn)的人員獨(dú)立錄入相關(guān)數(shù)據(jù)后再次核對(duì),具體收集內(nèi)容包括：患者性別、年齡、受傷季節(jié)、吸煙史、高血壓病、糖尿病、指別、受傷機(jī)制、術(shù)前缺血時(shí)間、單指平均手術(shù)時(shí)間、離斷平面、再植數(shù)量(指)、動(dòng)靜脈吻合比例、是否血管移植,主刀醫(yī)師顯微技術(shù)年資。其中,本研究對(duì)斷指離斷水平的分類如下[6],Ⅰ型：末節(jié)離斷,保留遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)或拇指指間關(guān)節(jié)者;Ⅱ型：手指中節(jié)離斷及末節(jié)離斷需行遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)融合者,拇指需行指間關(guān)節(jié)融合者;Ⅲ型：手指近節(jié)離斷及中節(jié)離斷需行近端指間關(guān)節(jié)融合者。

2 結(jié) 果

2.1 患者特征 本研究共納入236個(gè)斷指,其中壞死組42個(gè),未壞死組194個(gè),斷指再植術(shù)后早期指體壞死率為17.8%。患者詳細(xì)特征比較見表1。

表1 兩組患者的詳細(xì)特征的比較[例(%)]

2.2 Lasso回歸懲罰分析 對(duì)上述因變量(患者臨床特征)賦值后[7]進(jìn)行Lasso回歸分析,具體如下：以術(shù)后早期指體存活情況(賦值：未壞死=0,壞死=1)為因變量,以上述患者特征為自變量(賦值：性別：男性=0,女性=1;季節(jié)：春季=1,夏季=2,秋季=3,冬季=4;吸煙史：有=1,無=0;高血壓病史：有=1,無=0;糖尿病史：有=1,無=0;受傷指別：拇指=1,食指=2,中指=3,環(huán)指=4,小指=5;受傷機(jī)制：壓砸傷=0,切割傷=1,電鋸傷=2,撕脫傷=3,絞榨傷=4;術(shù)前缺血時(shí)間：<6 h=0,6～12 h=1,>12 h=2;單指平均手術(shù)時(shí)間：<4 h=0,4～8 h=1,>8 h=2;離斷平面：Ⅰ型=0,Ⅱ型=1,Ⅲ型=2;再植數(shù)量：1指=1,2指=2,3指=3,4指=4;動(dòng)靜脈吻合比例：<1∶2=0,1∶2=1,>1∶2=2;術(shù)中有血管移植：是=1,否=0;主刀醫(yī)師顯微技術(shù)年資：<5年=0,≥5年=1)。隨著懲罰系數(shù)λ的增大,模型中的非零系數(shù)對(duì)應(yīng)的臨床特征逐漸變少,采用交叉驗(yàn)證選擇最優(yōu)的懲罰系數(shù),選擇最終臨床特征,其對(duì)應(yīng)的回歸系數(shù)越大,說明對(duì)終點(diǎn)事件(斷指再植術(shù)后早期指體壞死)的影響也愈大(見圖1a)。選擇10倍交叉驗(yàn)證,得出最優(yōu)模型(見圖1b)對(duì)應(yīng)的5個(gè)最佳預(yù)測(cè)特征,包括性別、吸煙史、術(shù)前缺血時(shí)間、受傷機(jī)制、血管移植。

a 15個(gè)臨床特征的系數(shù)曲線 b Lasso回歸經(jīng)10倍交叉驗(yàn)證選擇出的最優(yōu)預(yù)測(cè)特征個(gè)數(shù)

2.3 多變量Logistic回歸分析 為增加模型的臨床預(yù)測(cè)價(jià)值,增加了主刀醫(yī)師顯微技術(shù)年資這項(xiàng)被認(rèn)為有重要臨床意義的變量。即選擇包括性別、吸煙史、術(shù)前缺血時(shí)間、受傷機(jī)制、血管移植和主刀醫(yī)師顯微技術(shù)年資在內(nèi)的6個(gè)預(yù)測(cè)特征進(jìn)行多變量Logistic回歸分析。結(jié)果顯示女性、有吸煙史、撕脫傷是斷指再植術(shù)后早期指體壞死的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05,見表2)。

表2 多變量Logistic回歸

2.4 列線圖的繪制 將多因素分析結(jié)果進(jìn)行可視化輸出得到該模型的列線圖(見圖2)。圖中各類變量的評(píng)分線左側(cè)端變量均為0分,右側(cè)端變量依次為女性71分、有吸煙史75分、術(shù)前缺血時(shí)間6～12h為24分、術(shù)前缺血時(shí)間為68分、電鋸傷5分、壓砸傷30分、絞榨傷37分、撕脫傷100分、有血管移植23分,主刀醫(yī)師顯微技術(shù)年資<5年為33分。列線圖使用方法舉例：1例指完全離斷傷的患者,性別為男性,有吸煙史,術(shù)前缺血時(shí)間<6 h,受傷機(jī)制為電鋸傷,術(shù)中未進(jìn)行血管移植,由顯微技術(shù)年資小于5年的醫(yī)師主刀完成手術(shù),則根據(jù)列線圖模型評(píng)分為：0+75+0+5+0+33=113分,相對(duì)應(yīng)的術(shù)后早期指體壞死發(fā)生概率約為31%。

圖2 斷指再植術(shù)后早期指體壞死風(fēng)險(xiǎn)的列線圖

2.4 列線圖的驗(yàn)證 通過R軟件計(jì)算得出模型的C指數(shù)為0.78(95%CI 0.70～0.86),內(nèi)部驗(yàn)證的C指數(shù)為0.71,說明列線圖預(yù)測(cè)模型具有良好的判別能力。校正曲線與理想曲線貼合較好,表明模型預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)與實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)相近(見圖3)。

圖3 校正曲線圖

3 討 論

修復(fù)手指的外形和功能是絕大多數(shù)指離斷傷患者的期望,早期粗暴的殘端修整手術(shù)已逐漸被淘汰。對(duì)軟組織缺損嚴(yán)重,無再植條件的斷指,可通過指固有動(dòng)脈背側(cè)分支皮瓣、游離橈動(dòng)脈掌淺支皮瓣等方法修復(fù)其外形和功能,相關(guān)研究報(bào)告了這類方法的良好療效[8-9]。對(duì)具備再植條件的斷指,預(yù)測(cè)其術(shù)后的存活率一直是廣大醫(yī)患的訴求。本研究借助統(tǒng)計(jì)軟件分析既往臨床資料,構(gòu)建了臨床預(yù)測(cè)模型,為解決上述問題提供了思路。其中性別、吸煙史、術(shù)前缺血時(shí)間、受傷機(jī)制、血管移植與斷指再植術(shù)后指體的存活率相關(guān)。女性、有吸煙史、撕脫傷是術(shù)后早期指體壞死的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。

女性神經(jīng)纖維受體比男性多,使其對(duì)疼痛的反應(yīng)更加強(qiáng)烈和敏感[10],且傷后往往更易焦慮,這是不利于再植指體維持血液循環(huán)的。此外,女性血管偏細(xì)的特點(diǎn)也一定程度上增加了血管吻合的難度[11]。宋海濤等[12]對(duì)1 685例行斷指再植術(shù)的術(shù)后血管危象及供血不足發(fā)生率與吸煙等進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果表明術(shù)后血管危象及供血不足發(fā)生率與吸煙指數(shù)呈正相關(guān),文中認(rèn)為指動(dòng)脈頑固性痙攣、血液黏稠度增加是吸煙導(dǎo)致血管危象的主要病理機(jī)制。撕脫指離斷傷曾被認(rèn)為是斷指再植術(shù)的禁忌證,因?yàn)槭种傅钠つw、骨、關(guān)節(jié)、韌帶、肌腱、動(dòng)靜脈、神經(jīng)等各類組織對(duì)撕脫暴力的最大承受強(qiáng)度不一樣,斷面往往不平整[13],再植條件差。這種高難度的再植手術(shù)易在術(shù)中二次損傷血管內(nèi)膜,因吻合質(zhì)量不良影響斷指早期的存活率[14]。術(shù)前缺血時(shí)間也影響著斷指再植術(shù)后指體的存活率,離斷指體由于沒有血液循環(huán),隨著缺血時(shí)間的延長(zhǎng),血管內(nèi)膜會(huì)逐漸脫落、氧自由基產(chǎn)生,血管復(fù)通后易出現(xiàn)再灌注損傷。入院后長(zhǎng)時(shí)間的術(shù)前等待也會(huì)給患者造成不必要的經(jīng)濟(jì)及心理負(fù)擔(dān),并對(duì)臨床護(hù)理工作造成較大壓力。因此患者在手指離斷后應(yīng)盡快就醫(yī),同時(shí)醫(yī)院可適當(dāng)簡(jiǎn)化指離斷傷患者的入院流程,縮短斷指離體時(shí)間[15]。血管缺損嚴(yán)重的斷指可能需要進(jìn)行血管移植,增加再植難度,血管移植還會(huì)因更多的吻合口而加大血栓形成的可能,中斷術(shù)后再植指體的血供[16]。經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)師能在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)完成斷指再植,術(shù)中更注重避免血管內(nèi)膜的損傷及保證血管吻合質(zhì)量[17]。本研究中低年資主刀醫(yī)師組(<5年)的再植壞死率為22.6%(14/62),高年資主刀醫(yī)師組(≥5年)的再植壞死率為16.1%(28/174),二者之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。筆者考慮這種結(jié)果可能與高年資主刀醫(yī)師完成的病例總體再植難度偏大有關(guān)。為了提高模型的臨床實(shí)用價(jià)值[18],將主刀醫(yī)師顯微技術(shù)年資這一因素繼續(xù)納入到模型的擬合過程中。

本研究基于184例患者的236個(gè)斷指臨床數(shù)據(jù)構(gòu)建了一個(gè)有效的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型,可以幫助臨床醫(yī)師早期識(shí)別指體壞死高風(fēng)險(xiǎn)的患者,及時(shí)對(duì)其進(jìn)行更有針對(duì)性的治療,也可以使患者更多地參與到診斷和治療的決策過程中來。但本研究也有以下局限性：首先,樣本數(shù)量不夠充足,作為回顧性研究,有大量病例因數(shù)據(jù)收集不全等原因無法納入分析,預(yù)測(cè)偏差難以避免;其次,部分臨床特征未能納入分析,如術(shù)前指體的保存方法及術(shù)后的疼痛程度等,原因是既往未能把患者術(shù)后的疼痛程度通過視覺模擬疼痛評(píng)分或止痛藥的使用情況進(jìn)行量化評(píng)價(jià)和記錄,離斷指體的保存方法也未在醫(yī)院病歷系統(tǒng)中詳細(xì)記錄。事實(shí)上,疼痛引起血管痙攣同樣可能影響再植指體的存活,若納入分析可能會(huì)進(jìn)一步提高該模型的預(yù)測(cè)能力[19];最后,本研究的數(shù)據(jù)來源于單中心,模型驗(yàn)證也僅為內(nèi)部驗(yàn)證,這種方法不能消除在變量和閾值選擇時(shí)固有的過度擬合可能,且無法保證用于評(píng)估不同患者群體時(shí)足夠的準(zhǔn)確性[20]。后續(xù)研究還需要進(jìn)一步獲取來源于多中心、前瞻性的數(shù)據(jù),使列線圖的預(yù)測(cè)能力更加準(zhǔn)確。

本研究通過既往的臨床資料建立了斷指再植術(shù)后早期指體壞死的個(gè)性化、可視化的臨床預(yù)測(cè)模型,簡(jiǎn)易快速,預(yù)測(cè)結(jié)果有著良好的可信度,可協(xié)助醫(yī)患雙方對(duì)指離斷傷再植條件及預(yù)后進(jìn)行個(gè)性化評(píng)估。