AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型的構(gòu)建

Construction of Nomogram model for risk prediction of lower respiratory tract infection in AECOPD patients with mechanical ventilation

PAN Dandan，LI MengyaWuxi Second People′s Hospital，Jiangsu 214000 ChinaCorresponding Author LI Mengya，E-mail：406340554@qq.com

Keywords acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD;mechanical ventilation;lower respiratory tract infection;Nomogram model;nursing;influencing factor

摘要 目的：構(gòu)建慢性阻塞性肺疾病急性加重（AECOPD）機(jī)械通氣病人下呼吸道感染的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型。方法：回顧性選取2019年1月—2022年12月在本院行機(jī)械通氣的417例AECOPD病人，將所有病人按照2∶1比例隨機(jī)分為訓(xùn)練集（278例）和驗(yàn)證集（139例）。收集病人資料，統(tǒng)計(jì)AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染發(fā)生率，采用單因素分析和多因素Logistic回歸分析AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染的影響因素，應(yīng)用R軟件構(gòu)建下呼吸道感染風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型并進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果：下呼吸道感染發(fā)生率為51.80%（216/417）;多因素Logistic回歸分析結(jié)果顯示，年齡、合并糖尿病、機(jī)械通氣持續(xù)時(shí)間、氣管插管、合并低蛋白血癥、抗菌藥物使用時(shí)間、抗菌藥物使用種類≥2種均是AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染的獨(dú)立影響因素（P＜0.05）;基于多因素Logistic回歸分析篩選出的7個(gè)影響因素構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型，該模型在訓(xùn)練集和驗(yàn)證集中預(yù)測(cè)的曲線下面積分別為0.873［95%CI（0.831，0.915）］、0.858［95%CI（0.791，0.914）］;訓(xùn)練集和驗(yàn)證集校準(zhǔn)曲線和Hosmer-Lemeshow檢驗(yàn)（P＞0.05）均顯示預(yù)測(cè)值和實(shí)際值具有良好一致性;決策曲線顯示，當(dāng)訓(xùn)練集閾概率在4%～90%、驗(yàn)證集閾概率在9%～78%時(shí)該模型的凈收益高。結(jié)論：基于7項(xiàng)影響因素［年齡、合并糖尿病、機(jī)械通氣持續(xù)時(shí)間、氣管插管、合并低蛋白血癥、抗菌藥物使用時(shí)間、抗菌藥物使用種類（≥2種）］構(gòu)建的AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型具有良好區(qū)分度和一致性，且具有臨床應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞 慢性阻塞性肺疾病急性加重;機(jī)械通氣;下呼吸道感染;Nomogram模型；護(hù)理；影響因素

doi：10.12102/j.issn.2095-8668.2024.08.029

慢性阻塞性肺疾?。–OPD）呈進(jìn)行性發(fā)展，具有高發(fā)病率和高死亡率的特點(diǎn)，全球負(fù)擔(dān)正不斷增加［1］。COPD急性加重（AECOPD）表現(xiàn)為呼吸困難加重、痰量增多或膿性、咳嗽加劇等，是導(dǎo)致病人住院治療和死亡的主要原因［2］。病原體感染是AECOPD的常見誘因［3］，在治療中常給予糖皮質(zhì)激素控制炎癥、改善肺功能，但同時(shí)也增加了下呼吸道感染風(fēng)險(xiǎn)［4］。另外，AECOPD并發(fā)呼吸衰竭的危重癥病人常需給予機(jī)械通氣支持治療，而機(jī)械通氣會(huì)破壞呼吸系統(tǒng)防御功能、損傷氣道黏膜等，進(jìn)一步增加下呼吸道感染風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致病人預(yù)后不良甚至死亡［5］。因此，探討AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染的危險(xiǎn)因素并構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型對(duì)臨床預(yù)測(cè)此類病人下呼吸道感染風(fēng)險(xiǎn)以及針對(duì)性防治具有重要指導(dǎo)意義。故本研究回顧性分析醫(yī)院收治的AECOPD機(jī)械通氣病人的臨床資料，基于篩選出的下呼吸道感染危險(xiǎn)因素來構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型，以期為臨床預(yù)測(cè)識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)病人提供可視化工具。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

納入標(biāo)準(zhǔn)：均符合AECOPD診斷標(biāo)準(zhǔn)［6］;均行機(jī)械通氣治療;臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并肺結(jié)核、肺水腫、肺栓塞等其他肺部疾病;合并嚴(yán)重的肝腎功能障礙;合并血液疾病、自身免疫性疾病、惡性腫瘤;既往有嚴(yán)重腦血管疾病史?；仡櫺赃x取2019年1月—2022年12月醫(yī)院行機(jī)械通氣的AECOPD病人417例，將所有病人按照2∶1比例隨機(jī)分為訓(xùn)練集（278例）和驗(yàn)證集（139例）。

1.2 方法

1.2.1 資料收集方法

收集病人性別、年齡、體質(zhì)指數(shù)、吸煙史、合并基礎(chǔ)疾?。òǜ哐獕?、糖尿病、冠心?。?、機(jī)械通氣持續(xù)時(shí)間、有無氣管插管、有無留置胃管、有無合并低蛋白血癥、糖皮質(zhì)激素使用時(shí)間、抗菌藥物使用時(shí)間、抗菌藥物使用種類、下呼吸道感染情況及感染病人病原菌分布情況。

1.2.2 下呼吸道感染診斷標(biāo)準(zhǔn)及分組

臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)［7］：體溫＞37 ℃，原有咳嗽、咳痰等癥狀加重，肺部聽診有濕啰音，影像學(xué)檢查肺部有炎性浸潤(rùn)性改變，實(shí)驗(yàn)室檢查白細(xì)胞計(jì)數(shù)和中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)增多。病原學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)：在臨床診斷基礎(chǔ)上，經(jīng)下呼吸道分泌物培養(yǎng)分離出病原菌。根據(jù)AECOPD機(jī)械通氣病人有無發(fā)生下呼吸道感染將其分為感染組和非感染組。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 26.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，符合正態(tài)分布的定量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）描述，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；以中位數(shù)和四分位數(shù)［M（P25，P75）］描述不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)，采用Mann-Whitney U檢驗(yàn);定性數(shù)據(jù)以例數(shù)、百分比（%）描述，采用χ2檢驗(yàn);AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染的危險(xiǎn)因素采用單因素分析和多因素Logistic回歸模型進(jìn)行分析。Nomogram模型由Stata 13軟件進(jìn)行構(gòu)建，采用R 3.5.1軟件包進(jìn)行繪制;采用受試者工作特征曲線（ROC）的曲線下面積（AUC）評(píng)價(jià)Nomogram模型的區(qū)分度;通過校準(zhǔn)曲線和Hosmer-Lemeshow檢驗(yàn)Nomogram模型的校準(zhǔn)度和擬合優(yōu)度;采用決策曲線驗(yàn)證Nomogram模型的有效性。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染發(fā)生率及病原菌分布情況

417例AECOPD機(jī)械通氣病人中有216例發(fā)生下呼吸道感染，發(fā)生率為51.80%（216/417），其中訓(xùn)練集、驗(yàn)證集分別有142例、74例發(fā)生下呼吸道感染。216例發(fā)生下呼吸道感染病人中共分離出244株病原菌，病原菌分布情況見表1。

2.2 訓(xùn)練集和驗(yàn)證集病人臨床資料比較

訓(xùn)練集和驗(yàn)證集病人臨床資料比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

2.3 訓(xùn)練集病人下呼吸道感染的單因素分析

訓(xùn)練集中感染組病人性別、年齡、體質(zhì)指數(shù)、合并高血壓、合并冠心病、留置胃管、糖皮質(zhì)激素使用時(shí)間與非感染組病人比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），感染組病人年齡、有吸煙史占比、合并糖尿病占比、機(jī)械通氣持續(xù)時(shí)間、氣管插管占比、合并低蛋白血癥占比、抗菌藥物使用時(shí)間、抗菌藥物使用種類≥2種占比均高于非感染組（P＜0.05），見表3。

2.4 訓(xùn)練集病人下呼吸道感染的多因素Logistic回歸分析

將單因素分析P＜0.05的因素作為自變量，將有無下呼吸道感染發(fā)生作為因變量，賦值如下：年齡（實(shí)測(cè)值）、吸煙史（無=0，有=1）、合并糖尿?。ǚ?0，是=1）、機(jī)械通氣持續(xù)時(shí)間（實(shí)測(cè)值）、氣管插管（否=0，是=1）、合并低蛋白血癥（否=0，是=1）、抗菌藥物使用時(shí)間（實(shí)測(cè)值）、抗菌藥物使用種類≥2種（否=0，是=1）、下呼吸道感染（無=0，有=1）。將以上變量納入多因素Logistic回歸分析模型中，結(jié)果顯示年齡、合并糖尿病、機(jī)械通氣持續(xù)時(shí)間、氣管插管、合并低蛋白血癥、抗菌藥物使用時(shí)間、抗菌藥物使用種類≥2種均是AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染的獨(dú)立影響因素（P＜0.05），見表4。

2.5 AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型的構(gòu)建及驗(yàn)證

基于多因素Logistic回歸分析篩選出的年齡、合并糖尿病、機(jī)械通氣持續(xù)時(shí)間、氣管插管、合并低蛋白血癥、抗菌藥物使用時(shí)間、抗菌藥物使用種類≥2種7個(gè)影響因素構(gòu)建AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型，見圖1。風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型在訓(xùn)練集中的敏感度、特異度、AUC分別為80.95%、87.27%、0.873［95%CI（0.831，0.915）］，在驗(yàn)證集中的敏感度、特異度、AUC分別為79.01%、84.48%、0.858［95%CI（0.791，0.914）］，見圖2。訓(xùn)練集和驗(yàn)證集校準(zhǔn)曲線和Hosmer-Lemeshow檢驗(yàn)（訓(xùn)練集χ2=5.488，P=0.726;驗(yàn)證集χ2=10.743，P=0.351）均顯示預(yù)測(cè)值和實(shí)際值具有良好一致性，見圖3。決策曲線顯示，當(dāng)訓(xùn)練集閾概率在4%～90%、驗(yàn)證集閾概率在9%～78%時(shí)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型的凈收益高，見圖4。

3 討論

下呼吸道感染是AECOPD機(jī)械通氣病人常見并發(fā)癥，既往研究報(bào)道，在AECOPD機(jī)械通氣病人中約50%的病人伴有下呼吸道感染［8］，本研究中417例AECOPD機(jī)械通氣病人中有216例發(fā)生下呼吸道感染，發(fā)生率為51.80%，與上述報(bào)道基本相符。本研究中分離出的244株病原菌中革蘭陰性菌占62.70%，革蘭陽性菌占23.77%，真菌占13.53%，提示在感染病原體中革蘭陰性菌占優(yōu)勢(shì)，與黃雋敏等［9］報(bào)道一致。下呼吸道感染不僅加重病人病情，還可能導(dǎo)致多器官功能衰竭，增加病人死亡風(fēng)險(xiǎn)。因此，明確AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染的影響因素以構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型，對(duì)于臨床預(yù)測(cè)以及有效防治下呼吸道感染具有重要意義。

本研究通過單因素分析發(fā)現(xiàn)，感染組病人年齡、有吸煙史占比、合并糖尿病占比、機(jī)械通氣持續(xù)時(shí)間、氣管插管占比、合并低蛋白血癥占比、抗菌藥物使用時(shí)間、抗菌藥物使用種類≥2種占比均高于非感染組病人，進(jìn)一步經(jīng)多因素Logistic回歸分析得出年齡、合并糖尿病、機(jī)械通氣持續(xù)時(shí)間、氣管插管、合并低蛋白血癥、抗菌藥物使用時(shí)間、抗菌藥物使用種類≥2種均是AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染的獨(dú)立影響因素?；谝陨?個(gè)影響因素構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型，將各影響因素風(fēng)險(xiǎn)量化，幫助臨床直觀、方便評(píng)估病人各影響因素風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而將病人風(fēng)險(xiǎn)分層實(shí)施個(gè)體化干預(yù)。年齡是下呼吸道感染的危險(xiǎn)因素在既往研究中已被證實(shí)［10］，本研究中年齡也是AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，COPD病人肺功能和免疫功能隨著衰老逐漸降低，更容易發(fā)生感染，且在模型中年齡每增加5歲，其對(duì)下呼吸感染風(fēng)險(xiǎn)影響的權(quán)重則增加11分。吸煙對(duì)呼吸道造成不良影響，增加感染風(fēng)險(xiǎn)，本研究分析發(fā)現(xiàn)吸煙不是AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染的危險(xiǎn)因素，可能由于吸煙同時(shí)是COPD的主要誘發(fā)因素，大部分病人均有吸煙史，故在有無下呼吸道感染病人中未凸顯出顯著異質(zhì)性。糖尿病病人全身微血管處于微炎性損傷狀態(tài)，并且高血糖環(huán)境為細(xì)菌生長(zhǎng)、繁殖提供有利條件［11］。既往有研究證實(shí)糖尿病是肺炎的危險(xiǎn)因素［12-13］，本研究結(jié)果與其相符，并且Nomogram模型顯示合并糖尿病病人風(fēng)險(xiǎn)得分為50分，提示應(yīng)對(duì)合并糖尿病的病人積極控制血糖，防控下呼吸道感染。Nomogram模型中機(jī)械通氣持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)得分越高，可能由于長(zhǎng)時(shí)間機(jī)械通氣會(huì)減弱呼吸、咳痰功能和咽反射，導(dǎo)致菌群失調(diào)，病原菌更容易通過機(jī)械通道進(jìn)入下呼吸道導(dǎo)致感染發(fā)生。Wolkewitz等［14］也報(bào)道，機(jī)械通氣時(shí)間延長(zhǎng)可增加肺炎累積風(fēng)險(xiǎn)。氣管插管具有創(chuàng)傷性，損害機(jī)體呼吸防御系統(tǒng)，增加病原菌入侵概率，既往研究報(bào)道，氣管插管增加COPD病人肺炎風(fēng)險(xiǎn)［15］，本研究結(jié)果亦如此，并且氣管插管在Nomogram模型占97分權(quán)重。合并低蛋白血癥在Nomogram模型占40分權(quán)重，低蛋白血癥提示病人營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)缺乏，可能導(dǎo)致免疫力下降，另外，病人同時(shí)出現(xiàn)負(fù)氮平衡更容易發(fā)生下呼吸道真菌感染［16］。Nomogram模型中抗菌藥物使用時(shí)間得分隨時(shí)間延長(zhǎng)而增加，抗菌藥物使用種類≥2種得分權(quán)重為64.5分，合理、規(guī)范使用抗菌藥物能夠防治感染，但臨床中往往存在經(jīng)驗(yàn)性用藥，長(zhǎng)期使用抗菌藥物或抗菌藥物聯(lián)合使用容易導(dǎo)致呼吸道正常菌群受到抑制、機(jī)會(huì)致病菌耐藥性增加，降低抗菌效果，增加感染概率。既往多項(xiàng)研究也證實(shí)抗菌藥物使用時(shí)間、抗菌藥物使用種類≥2種是AECOPD病人下呼吸道感染的危險(xiǎn)因素［13，17-18］。

本研究對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證，ROC曲線顯示模型在訓(xùn)練集中預(yù)測(cè)的敏感度、特異度、AUC分別為80.95%、87.27%、0.873，在驗(yàn)證集中的敏感度、特異度、AUC分別為79.01%、84.48%、0.858，提示該模型具有良好的區(qū)分度;訓(xùn)練集和驗(yàn)證集校準(zhǔn)曲線和Hosmer-Lemeshow檢驗(yàn)均顯示預(yù)測(cè)值和實(shí)際值具有良好一致性;另外，決策曲線顯示，當(dāng)訓(xùn)練集閾概率在4%～90%、驗(yàn)證集閾概率在9%～78%時(shí)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型的凈收益高，提示該模型具有良好的臨床應(yīng)用價(jià)值。

4 小結(jié)

基于年齡、合并糖尿病、機(jī)械通氣持續(xù)時(shí)間、氣管插管、合并低蛋白血癥、抗菌藥物使用時(shí)間、抗菌藥物使用種類≥2種這7個(gè)影響因素構(gòu)建AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型具有良好的區(qū)分度、一致性和臨床價(jià)值，有助于指導(dǎo)臨床個(gè)體化預(yù)測(cè)AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染風(fēng)險(xiǎn)并實(shí)施個(gè)體化干預(yù)。

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（收稿日期：2023-05-25;修回日期：2024-01-25）

（本文編輯孫玉梅）

作者簡(jiǎn)介 潘丹丹，主管護(hù)師，本科

*通訊作者 李夢(mèng)婭，E-mail：406340554@qq.com

引用信息 潘丹丹，李夢(mèng)婭.AECOPD機(jī)械通氣病人下呼吸道感染風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型的構(gòu)建［J］.循證護(hù)理，2024，10（8）：1469-1474.