非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)后認知障礙的風(fēng)險個體化預(yù)測研究

高源，王俊生，楊書強

（安陽市人民醫(yī)院 心臟大血管外科，河南 安陽 455001 ）

隨著人們生活水平的提高，冠心病的發(fā)病率逐年升高，進行非體外循環(huán)冠脈搭橋手術(shù)治療的病人也相應(yīng)增加［1］。與傳統(tǒng)手術(shù)相比，非體外循環(huán)冠脈搭橋避免了體外循環(huán)對人體帶來的各種不良影響，手術(shù)成功率高，但作為心臟外科手術(shù)，患者術(shù)后認知功能障礙是其常見并發(fā)癥，常表現(xiàn)為記憶受損、認知能力異常等，嚴重影響患者術(shù)后的生活質(zhì)量［2］。既往有研究發(fā)現(xiàn)［3］，非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后認知水平呈先下降后上升的趨勢，部分患者出現(xiàn)術(shù)后認知功能障礙，不利于患者的康復(fù)。因此，需對非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后發(fā)生認知功能障礙的風(fēng)險進行評估，并建立有效的預(yù)測模型，以便于臨床提前干預(yù)和治療。列線圖模型有良好的準確度且直觀、便于理解，可用于預(yù)測疾病結(jié)局［4］。GONG 等［5］研究報道，應(yīng)用列線圖模型可直觀預(yù)測冠狀動脈搭橋術(shù)后患者發(fā)生房顫的概率，識別高危房顫患者，便于醫(yī)護人員術(shù)前給予其保護性治療。故本研究特通過分析非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者臨床資料，篩選其術(shù)后發(fā)生認知功能障礙的危險因素并構(gòu)建風(fēng)險列線圖預(yù)測模型，為臨床評估、治療等提供參考，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

經(jīng)安陽市人民醫(yī)院倫理委員會審批后，對2020 年2 月至2022 年12 月收治的192 例行非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者的臨床資料進行回顧性分析。納入標準：①均單純行非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)治療；②均在術(shù)前、術(shù)后配合認知功能測試，且術(shù)前無認知功能障礙；③臨床資料完整。排除標準：①合并有阿爾茲海默癥等神經(jīng)系統(tǒng)病變，或伴有嚴重視覺、聽覺障礙；②術(shù)前因頭顱損傷存在認知障礙，或曾患腦卒中；③伴其他心血管手術(shù)者，如心臟瓣膜置換術(shù)、射頻消融術(shù)、起搏器植入術(shù)、球囊擴張、支架植入等；④既往有腦外科手術(shù)史；⑤術(shù)前3 個月有服用抗抑郁、鎮(zhèn)靜劑或抗精神病等藥物；⑥術(shù)前經(jīng)影像學(xué)檢查，腦部有新近發(fā)生的出血、梗死或腫瘤炎癥；⑦重度貧血、肝腎等重大器官功能嚴重不全。按照2∶1的比例將納入研究患者分為建模組（128 例）與驗證組（64 例）。

1.2 方法

資料收集：收集與整理患者的性別、年齡、體重指數(shù)、文化程度（初中及以下、高中及以上）、吸煙史、飲酒史、心房顫動、糖尿病、高血壓、頸動脈狹窄、主動脈斑塊、手術(shù)麻醉時間、術(shù)中血紅蛋白濃度下降率（ΔHb）、術(shù)后全身炎癥反應(yīng)綜合征（SIRS）評分、監(jiān)護室停留時間。參照相關(guān)標準［6］，術(shù)后第2 天對患者進行SIRS 評分：①體溫高于38℃或低于36℃；②心率大于每分鐘90 次；③呼吸頻率大于每分鐘20 次或二氧化碳分壓小于4.3 kPa；④白細胞計數(shù)大于12×109/L或小于4×109/L、未成熟中性粒細胞大于10%。符合其中一項為1 分，評分依次累加，最高為4 分。

認知功能障礙判定［7］：采用蒙特利爾認知評估量表（MoCA）分別在術(shù)前和術(shù)后7 d 對患者認知功能進行評估，量表共7 個維度，分別為視空間與執(zhí)行能力（5 分）、命名能力（3 分）、注意力（6 分）、語言能力（3 分）、抽象能力（2 分）、延遲回憶（5 分）、定向力（6 分），總分30 分，＜24分即為認知功能障礙。根據(jù)患者術(shù)后7 d 的評估結(jié)果將建模組分為障礙組和無障礙組。

1.3 觀察指標

①統(tǒng)計所有非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后認知功能障礙的發(fā)生情況；②建模組和驗證組臨床資料比較；③建模組中障礙組和無障礙組的臨床資料比較；④非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后認知功能障礙的多因素分析；⑤非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后認知功能障礙的預(yù)測列線圖模型構(gòu)建及建模組、驗證組預(yù)測模型的校準曲線；⑥建模組和驗證組列線圖預(yù)測模型的受試者工作特征（ROC）曲線和決策性曲線（DCA）。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

以SPSS 26.0 軟件進行統(tǒng)計學(xué)檢驗。計量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差（±s）描述，采用t檢驗；計數(shù)數(shù)據(jù)以百分率（%）描述，采用χ2檢驗；采用多因素Logistic 回歸分析法對非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后發(fā)生認知功能障礙的影響因素進行分析，引入R 軟件（R3.6.1），應(yīng)用rms 程序包構(gòu)建列線圖模型，采用Bootstrap 法進行內(nèi)部驗證，繪制校準曲線；采用ROC 曲線評估列線圖模型對建模組、驗證組發(fā)生認知功能障礙風(fēng)險的預(yù)測效能；采用DCA 評估模型的臨床凈獲益。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后認知功能障礙的發(fā)生情況

經(jīng)統(tǒng)計，192 例非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后發(fā)生認知功能障礙的有66 例，發(fā)生率為34.38%；其中建模組128 例患者有45 例發(fā)生認知功能障礙，發(fā)生率為35.16%；驗證組64 例患者有21 例發(fā)生認知功能障礙，發(fā)生率為32.81%。

2.2 建模組和驗證組臨床資料比較

建模組和驗證組臨床資料比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。見表1。

表1 建模組和驗證組臨床資料比較

2.3 障礙組和無障礙組臨床資料比較

兩組性別、體重指數(shù)、飲酒史、心房顫動、監(jiān)護室停留時間比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；障礙組年齡≥65 歲、初中及以下文化程度、吸煙史、糖尿病、高血壓、頸動脈狹窄、主動脈斑塊、手術(shù)麻醉時間＞4 h、ΔHb≥40%、SIRS評分＞2 分占比均高于無障礙組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表2。

表2 障礙組和無障礙組臨床資料比較

2.4 非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后認知功能障礙的多因素分析

以患者術(shù)后是否發(fā)生認知功能障礙為因變量（障礙=1，無障礙=0），以上述表2 中差異有統(tǒng)計學(xué)意義的項目為自變量進行賦值［年齡（X1）：＜65 歲=0，≥65 歲=1；文化程度（X2）：高中及以上=0，初中及以下=1；吸煙史（X3）：否=0，是=1；糖尿?。╔4）：否=0，是=1；高血壓（X5）：否=0，是=1；頸動脈狹窄（X6）：否=0，是=1；主動脈斑塊（X7）：否=0，是=1；手術(shù)麻醉時間（X8）：≤4 h=0，＞4 h=1；ΔHb（X9）：＜40%=0，≥40%=1；SIRS 評分（X10）：≤2 分=0，＞2 分=1］，采用多因素Logistic 回歸分析法分析，結(jié)果顯示年齡≥65 歲、初中及以下文化程度、吸煙史、糖尿病、高血壓、頸動脈狹窄、主動脈斑塊、手術(shù)麻醉時間＞4 h、ΔHb≥40%、SIRS 評分＞2 分均是非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后認知功能障礙的危險因素（P＜0.05），見表3。根據(jù)多因素Logistic 回歸分析結(jié)果得出風(fēng)險預(yù)測計算公式：風(fēng)險分數(shù)=-0.187+1.405X1+0.651X2+0.613X3+0.951X4+1.260X5+0.809X6+1.103X7+0.905X8+1.331X9+1.227X10，將非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者的有關(guān)信息代入該模型，便可計算出其術(shù)后發(fā)生認知功能障礙的概率。

表3 多因素Logistic 回歸性分析

2.5 非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后認知功能障礙的預(yù)測列線圖模型構(gòu)建及建模組、驗證組預(yù)測模型的校準曲線

將多因素Logistic 回歸分析篩選的10 個獨立危險因素作為預(yù)測指標，構(gòu)建非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后認知功能障礙的風(fēng)險預(yù)測列線圖模型，見圖1；建模組列線圖模型預(yù)測校準曲線的一致性指數(shù)為0.807，提示區(qū)分度良好，校準曲線比較接近標準曲線，見圖2；通過驗證組進行驗證，一致性指數(shù)為0.786，同樣顯示校準曲線接近標準曲線，見圖3。

圖1 非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后認知功能障礙的預(yù)測列線圖模型

圖2 建模組列線圖模型預(yù)測校準曲線

圖3 驗證組列線圖模型預(yù)測校準曲線

2.6 建模組和驗證組列線圖預(yù)測模型的ROC 曲線和DCA

ROC 曲線分析結(jié)果顯示，建模組列線圖預(yù)測模型的曲線下面積（AUC）為0.839（95%CI：0.761～0.900），靈敏度 為82.61%，特異度 為88.00%，見圖4；驗證組列線圖預(yù)測模型AUC 為0.822（95%CI：0.742～0.885），靈敏度為80.43%，特異度為85.33%，見圖5。在列線圖預(yù)測模型的基礎(chǔ)上，將篩選出的危險因素進行術(shù)后認知功能障礙的DCA，建模組DCA 結(jié)果顯示當(dāng)閾值概率為0～0.6，模型表現(xiàn)為正的凈效益，見圖6；且在驗證組中當(dāng)閾值概率為0～0.55，模型表現(xiàn)為正的凈效益，見圖7。

圖4 建模組列線圖預(yù)測模型ROC 曲線

圖5 驗證組列線圖預(yù)測模型ROC 曲線

圖6 建模組列線圖模型預(yù)測DCA

圖7 驗證組列線圖模型預(yù)測DCA

3 討論

非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)是指在跳動的心臟上完成冠狀動脈搭橋術(shù)的操作，相較于體外循環(huán)而言，減少了對機體的創(chuàng)傷，但患者術(shù)后仍存在并發(fā)認知功能障礙等的風(fēng)險，影響患者恢復(fù)［8］。本研究192 例非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后認知功能障礙的發(fā)生率為34.38%，與吳振華等［9］研究結(jié)果中的30.8%大致吻合，表明非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后發(fā)生認知功能障礙的風(fēng)險較高。因此，需對非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后發(fā)生認知功能障礙的影響因素進行分析，以指導(dǎo)臨床加強對高風(fēng)險患者的干預(yù)和管理。

本研究通過Logistic 回歸分析發(fā)現(xiàn)，年齡≥65歲、初中及以下文化程度、吸煙史、糖尿病、高血壓、頸動脈狹窄、主動脈斑塊、手術(shù)麻醉時間＞4 h、ΔHb≥40%、SIRS 評分＞2 分均是非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者術(shù)后發(fā)生認知功能障礙的危險因素。分析原因可能為，隨著患者年齡的增長，中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能退化，腦血流的自身調(diào)節(jié)功能減退，術(shù)中易發(fā)生腦灌注不足，造成神經(jīng)遞質(zhì)的功能受損，增加術(shù)后認知功能障礙的風(fēng)險［10］。學(xué)習(xí)作為一種良性刺激，可增加神經(jīng)元之間的突觸聯(lián)系，延緩認知功能下降，并發(fā)認知功能障礙的風(fēng)險降低［11］。因此，文化程度在初中及以下的患者可能更容易發(fā)生術(shù)后認知功能障礙。煙草中含有尼古丁等多種有害物質(zhì)，對心、腦系統(tǒng)造成嚴重影響，長期吸煙可加速大腦老化，降低記憶力，影響認知功能［12］。婁方麗等［13］研究報道，吸煙的中老年人發(fā)生認知功能障礙的風(fēng)險明顯高于不吸煙者，本研究結(jié)果與之一致。既往有研究表明，糖尿病、高血壓等代謝性疾病在認知功能損害中起著重要作用，糖尿病患者本身血管調(diào)節(jié)能力較差，且術(shù)中血糖的波動可對腦組織能量代謝造成影響，術(shù)后易出現(xiàn)認知功能異常［14］；高血壓可降低大腦神經(jīng)調(diào)節(jié)功能，造成大腦血管重構(gòu)，導(dǎo)致圍術(shù)期患者腦灌注異常，進而造成術(shù)后認知功能障礙的發(fā)生［15］。頸動脈狹窄可引起血流動力學(xué)改變，導(dǎo)致低灌注情況的出現(xiàn)，腦內(nèi)海馬膽堿能神經(jīng)元死亡、膽堿乙酞轉(zhuǎn)移酶活性降低，逐漸誘發(fā)認知功能障礙［9］。非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)需對主動脈進行操作，若斑塊脫落，易造成顱內(nèi)微栓塞的形成，導(dǎo)致大腦局部供氧不足，損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，增加術(shù)后認知功能障礙發(fā)生的概率［16］。全麻在生物學(xué)水平上可影響正常腦血流、腦代謝等過程，在麻醉藥物的作用下，大腦處于受抑制狀態(tài)，隨著麻醉時間的延長，藥物劑量也隨之增加，患者認知功能受損加重，術(shù)后易發(fā)生認知功能障礙［17］。術(shù)中Hb 下降過多可造成局部供氧不足，并影響神經(jīng)突觸遞質(zhì)傳遞，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成損害，引發(fā)認知功能障礙，有研究顯示［18］，術(shù)中ΔHb 越大，術(shù)后認知功能障礙發(fā)生的概率越高，本研究結(jié)果與之相符。SIRS 是嚴重創(chuàng)傷或感染所引起的全身性炎癥反應(yīng)的臨床過程，評分越高，表示炎性反應(yīng)所造成的損害越嚴重，手術(shù)期間釋放的大量炎性因子進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，對認知功能造成不利影響［19］。

列線圖預(yù)測模型是在多因素回歸分析的基礎(chǔ)上，將多個預(yù)測指標繪制在同一平面上，可根據(jù)相應(yīng)算法，得到每個個體發(fā)生結(jié)局事件的預(yù)測概率，可操作性強，準確性高［20］。本研究基于多因素Logistic 回歸分析篩選的10 個獨立危險因素作為預(yù)測指標構(gòu)建非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者發(fā)生術(shù)后認知功能障礙的風(fēng)險預(yù)測列線圖模型，并經(jīng)過內(nèi)部及外部驗證，發(fā)現(xiàn)本研究列線圖模型特異度、靈敏度均較好，說明該模型具有良好的預(yù)測價值。預(yù)測患者發(fā)生術(shù)后認知功能障礙的風(fēng)險與實際發(fā)生認知功能障礙的風(fēng)險相貼合，且DCA 曲線顯示根據(jù)模型進行風(fēng)險評估可獲得滿意的凈收益，說明該列線圖模型具有較好的準確性、臨床應(yīng)用價值高。臨床醫(yī)師可根據(jù)該列線圖模型預(yù)測非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者發(fā)生術(shù)后認知功能障礙的可能性，提前做好預(yù)防工作，盡可能降低認知功能障礙的發(fā)生率。

綜上所述，年齡≥65 歲、初中及以下文化程度、吸煙史、糖尿病、高血壓、頸動脈狹窄、主動脈斑塊、手術(shù)麻醉時間＞4 h、ΔHb≥40%、SIRS評分＞2 分均是非體外循環(huán)冠脈搭橋術(shù)患者發(fā)生術(shù)后認知功能障礙的影響因素，基于此構(gòu)建的相關(guān)列線圖風(fēng)險預(yù)測模型對此類患者發(fā)生術(shù)后認知功能障礙具有較好的預(yù)測效能，對臨床工作具有重要指導(dǎo)意義。