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术后谵妄风险预测模型的构建及应用

分类:(一) 发表时间:2019-08-06

谵妄是一组表现为急性、一过性、广泛性的认知障碍, 尤以意识障碍为主要特征, 起病急、发展迅速, 是一种急性脑功能障碍[1-2]。手术作为一种创伤, 与患者发生术后谵妄存在密切的关系
谵妄是一组表现为急性、一过性、广泛性的认知障碍, 尤以意识障碍为主要特征, 起病急、发展迅速, 是一种急性脑功能障碍[1-2]。手术作为一种创伤, 与患者发生术后谵妄存在密切的关系[3]。术后谵妄指术前精神状态正常的患者, 在术后突然出现谵妄的表现。国外研究[4-5]表明, 术后谵妄在ICU非常常见, 其发生率为27.6%~87.0%。发生术后谵妄的患者院内感染风险增高、病死率升高、住院时间延长、治疗费用增加[6]。术后谵妄的症状可长期伴随患者, 严重影响患者及其家庭[7-9]。
 
用于计数病死率及并发症发生率的生理学和手术严重性评分系统 (Physiological and Operative Severity Score for the Enumeration of Mortality and Morbidity, POSSUM) 是国内外被广泛用于预测各种外科大手术后的患者出现并发症风险和病死率大小的量表[10]。本研究基于POSSUM评分系统, 以及课题组前期探究出的其他危险因素, 构建术后谵妄风险预测模型, 旨在预测术后患者进入ICU初期发生谵妄的风险。本预测模型临床验证效果良好。报告如下。
 
1 对象与方法
1.1 研究对象
本研究采用便利抽样法, 纳入对象为2017年4月—2018年1月某三级甲等医院外科术后进入ICU治疗且病历资料完整的患者。纳入标准:年龄≥18岁;接受外科手术 (不含介入手术) 后进入ICU继续治疗;麻醉苏醒后能进行交流的患者。排除标准:既往有精神病史或术前出现精神异常;入住ICU时间<24 h。本研究已获伦理委员会批准, 本组均自愿参与本研究。
 
本研究共10个危险因素, 根据建模样本量计算公式的要求[11], 每个自变量需要谵妄患者5~10例, 且术后谵妄发生率为27.6%, 以及考虑10%~20%的样本流失, 因此, 本研究所需样本量为10×5× (1+0.2) ÷0.276=218例。
 
1.2 研究方法
1.2.1 评估工具
(1) POSSUM可以预测大血管手术、胃癌手术、结直肠手术、胸外科手术、关节置换术等大手术后患者30 d内的病死率和并发症风险, 包括18项条目。前12项为术前生理因素, 如年龄、心脏征象、呼吸系统、收缩压、心率、格拉斯哥评分、血红蛋白、白细胞计数、尿素、钠、钾、心电图;后6项为手术严重性因素, 如手术范围、手术种数、总失血量、腹腔污染、恶性肿瘤、手术类型。预测并发症风险发生率R时, R=0~20%为低风险, R=21%~50%为中风险, R=51%~100%为高风险。当术前生理因素评分≤20分时, 认为术前生理指标良好[10,12]。
 
(2) 重症监护谵妄筛查量表 (Intensive Care Delirium Screening Checklist, ICDSC) 该量表是国际指南推荐的用于判断ICU患者是否发生谵妄的量表, 包含意识水平改变、注意力不集中、幻觉、症状波动等8个维度, 每个维度分值为0分、1分, 当总评分≥4分时可诊断患者发生谵妄[2,13]。此量表由刘尚昆等[14]汉化并进行信度、效度检验, 中文版信度为0.74、效度为0.93, 灵敏度为96%, 特异度为80%。
 
(3) 其他危险因素本研究的评估内容包含课题组前期通过Meta分析探究出的部分ICU术后谵妄危险因素, 即酸碱失衡、酒精依赖、机械通气、脑卒中史、高血压、糖尿病、入院前一过性意识丧失7个危险因素[15]。
 
1.2.2 资料收集方法
本研究所涉及的危险因素由研究者在患者转入ICU清醒后立即进行收集, 并对纳入研究的患者应用ICDSC每日早晚各评估1次。如患者发生术后谵妄则停止评估;如未发生术后谵妄则继续评估, 直至其结束在ICU的治疗为止。
 
1.3 统计学方法
本研究采用SPSS 20.0进行数据分析。计数资料采用频数、百分比表述;服从正态分布的计量资料用x±s表示, 组间比较采用t检验;非正态分布的计量资料使用中位数及四分位数进行描述, 并采用秩和检验;计数资料使用频数和百分比进行描述, 组间比较采用χ2检验。采用Logistic回归方程构建风险预测模型, 采用ROC曲线下面积来检验模型预测效果。当P<0.05时差异具有统计学意义。
 
2 结果
2.1 患者一般资料
本研究共纳入240例患者, 其中, 男153例 (63.75%) , 女87例 (36.25%) , 年龄20~87 (53.45±12.79) 岁;心脏手术66例 (27.50%) , 腹部手术55例 (22.92%) , 胸部手术85例 (35.42%) , 骨科手术34例 (14.17%) ;本组49例 (20.5%) 发生术后谵妄。
 
2.2 患者发生术后谵妄的单因素分析
将发生术后谵妄的患者与未发生术后谵妄的患者进行相关危险因素分析。两组性别、年龄、手术时长差异无统计学意义 (P>0.05) ;两组POSSUM评分、酸碱失衡评分, 以及入院前一过性意识丧失、高血压、糖尿病、机械通气、酒精依赖的发生情况, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。见表1。
 
2.3 患者发生术后谵妄的多因素分析
将单因素分析中有统计学意义的危险因素 (POSSUM评分、酸碱失衡评分、入院前一过性意识丧失、高血压、糖尿病、机械通气、酒精依赖) 作为自变量, 以患者是否发生谵妄作为因变量, 纳入到二元Logistic回归中进行分析, 相关赋值如表2所示。结果表明, POSSUM评分、入院前一过性意识丧失、高血压、糖尿病、酸碱失衡评分是独立危险因素, 最终得到公式:Z=0.121×POSSUM评分+2.519×入院前一过性意识丧失的赋值+1.157×高血压的赋值+1.004×糖尿病的赋值+0.260×酸碱失衡评分-6.957。见表3。
 
2.4 ROC曲线对术后谵妄风险预测模型预测效果的分析
根据预测模型的公式计算出患者的得分, 采用ROC曲线来检验患者模型得分与患者发生ICU术后谵妄的拟合效果 (图1) , 以Youden指数最大值为预测模型的最佳临界值。最终测得ROC曲线下面积为0.832, 95%CI[0.771, 0.893]。此ROC曲线的Youden指数为0.526, 灵敏度为0.639, 特异度为0.886。
 
2.5 术后谵妄风险预测模型的临床应用
选取2018年9月某三级甲等医院术后进入ICU治疗的25例患者作为研究对象。其中, 男14例, 女11例;年龄20~86 (51.72±13.51) 岁。根据本预测模型的公式, 当Z≥0.526时认为患者会发生谵妄。本模型预测3例患者发生谵妄, 22例患者不会发生谵妄;实际结果为5例患者发生谵妄, 20例患者未发生谵妄。预测结果与实际结果相比, 本预测模型灵敏度为60%, 特异度为100%, 准确率为92%。
 
3 讨论
3.1 术后谵妄风险预测模型的研究意义
在术后谵妄发生前对其进行积极预防与干预具有重大意义。术后谵妄在ICU中十分常见且对患者预后影响很大, 谵妄每延长1 d, 患者1年内的病死率增加10%[16]。患者一旦发生术后谵妄, 其康复进程必然受到影响。然而, 胥利等[17]研究发现, 在ICU实际工作中, 对谵妄十分了解的临床护士只有10%, 近半数的护士则是“知道一点”, 这表明我国ICU护士急需加强对于谵妄的了解。既往关于谵妄的研究局限于危险因素的探究上, 这对于临床防治谵妄仍然不足。
 
表1 术后谵妄相关危险因素的组间比较[例数 (百分比, %) ]     下载原表
 
 表1 术后谵妄相关危险因素的组间比较[例数 (百分比, %) ]
 图1 预测患者发生术后谵妄的ROC曲线
图1 预测患者发生术后谵妄的ROC曲线   下载原图
 
表2 术后谵妄各项影响因素赋值表     下载原表
 
 表2 术后谵妄各项影响因素赋值表
术后谵妄风险预测模型的建立, 将医护人员的视角由患者出现相关症状后才去干预, 转为在患者进入ICU治疗之初即开始有目的、有侧重地预防ICU术后谵妄。本预测模型将术后谵妄相关危险因素与术后谵妄的关系直观地展现在公式中, 有助于医护人员关注患者发生术后谵妄的潜在风险。本预测模型可为医护人员应对患者现存的术后谵妄危险因素提供相应的干预措施, 如及时纠正酸碱失衡、控制血压血糖、纠正离子紊乱等。对高风险的患者进行提前干预, 有利于降低患者术后谵妄发生率, 减轻术后谵妄为患者及其家属造成的各项负担, 提高医疗资源利用率, 减轻医护人员工作负荷。
 
3.2 术后谵妄风险预测模型相关危险因素分析
3.2.1 用于计数病死率及并发症发生率的生理学和手术严重性评分系统评分高的患者, 易发生术后谵妄
研究[3,18]表明, 手术是术后患者发生谵妄的危险因素, 而POSSUM评分是手术创伤评估的常用评分系统, 因此, 本研究采用POSSUM评分预测术后谵妄的发生。
 
在POSSUM中, 患者术前生理状况越差、手术越严重其各部分得分越高。POSSUM从循环系统、呼吸系统、意识状态、生化指标方面评估患者的生理状况[10]。患者谵妄与内环境紊乱存在密切关系:当患者心脏功能差时, 其血流动力学发生改变, 导致患者脑供血、供氧不足, 诱发患者大脑功能发生改变;当POSSUM评分中尿素和钠、钾离子得分增加时, 提示患者易出现离子紊乱, 而离子紊乱可引起脑细胞内外渗透压改变, 影响细胞正常代谢, 导致大脑功能受到影响, 从而增加患者发生术后谵妄的风险[19]。
 
POSSUM中的“手术严重性因素”指标可以反映手术对于患者机体创伤的大小。手术作为一种创伤, 导致患者机体分泌大量炎性介质, 这些炎性介质会导致酸碱失衡、离子紊乱并增加细胞膜通透性, 术中大量失血也会加重患者离子紊乱, 通过一系列作用, 最终诱发患者出现术后谵妄[3]。在“手术严重性因素”中包括是否为急诊手术的条目。张承华等[3]认为, 急诊手术的患者往往伴有大量失血、疼痛及电解质紊乱的问题, 这些因素共同作用也会导致术后谵妄的发生, 因此, 在本研究中将POSSUM作为模型的构建基础。
 
基于POSSUM评分的并发症风险计算公式ln[R/ (1-R) ]=-5.91+ (0.16×生理评分) + (0.19×手术评分) , 其中In表示以常数e为底数的对数, 当风险度R值为0~20%时属于低危者, 21%~50%时属于中危者, 51%~100%时属于高危者[12]。本研究为探究手术创伤对于谵妄的影响, 假设患者术前生理状况良好 (生理评分=20分) , 计算出POSSUM评分在各临界值的得分并以此计算OR值, 发现当总分≥45分 (R=51%, OR=4.259) 时, 患者发生术后谵妄风险最高, 表明POSSUM评分越高, 患者越易发生术后谵妄。由此提示临床医护人员, 术前应最大限度地保证患者生理状态良好, 术后要及时纠正患者各项指标中的异常值。
 
表3 预测患者发生术后谵妄的Logistic回归分析结果     下载原表
 
 表3 预测患者发生术后谵妄的Logistic回归分析结果
3.2.2 入院前一过性意识丧失的患者, 易发生术后谵妄
入院前一过性意识丧失的患者发生术后谵妄的风险是未发生者的10.719倍 (OR=10.719) 。这与患者受伤时的脑震荡有关。患者受伤后会立即出现一过性的意识丧失, 一般不超过30 min, 其意识水平很快恢复, 此时患者脑组织虽无肉眼下的改变, 但可出现显微镜下的神经组织错乱, 导致患者出现烦躁、躁动、记忆力减退等症状, 易发生术后谵妄[20]。因此, 医护人员要密切观察入院前一过性意识丧失的患者, 注意保护患者头部, 采取积极的脑保护措施。
 
3.2.3 高血压患者易发生术后谵妄
高血压与术后谵妄关联明显, 即高血压患者发生术后谵妄的风险是非高血压患者的2.025倍 (OR=2.025) 。高血压患者因全身小血管收缩和 (或) 微动脉、小动脉的硬化而出现血管内皮的损伤, 进一步加重血管的改变, 使各个器官供血减少[21]。袁晓丽等[22]指出, 高血压会影响大脑功能, 导致患者的记忆力、注意力、抽象思维能力减退, 易发生术后谵妄。因此, 医护人员要控制好患者的血压, 避免血压过高或浮动过大加重血管损伤, 保证患者各组织器官的血液灌注。
 
3.2.4 糖尿病患者易发生术后谵妄
本研究发现, 糖尿病患者发生术后谵妄的风险是非糖尿病患者的2.669倍 (OR=2.669) 。糖尿病可损伤患者的心血管系统, 患病多年的患者一般会伴有不同程度的血管神经损伤, 严重者可出现脑动脉、主动脉、肾动脉等大血管的粥样硬化, 影响血管功能, 糖尿病会导致患者注意力、记忆力、额叶功能的损伤, 增加患者发生术后谵妄的风险[22-23]。此外, 手术刺激和治疗药物的不合理使用, 可诱发患者出现高血糖表现, 使患者细胞内外渗透压改变, 出现明显的嗜睡、幻觉等精神表现, 从而易发生术后谵妄[3,24]。因此, 医护人员应密切关注患者的血糖变化, 及时纠正血糖异常。
 
3.2.5 酸碱失衡的患者易发生术后谵妄
酸碱失衡与术后谵妄关联明显。当患者发生酸碱失衡时, 患者会出现一系列的生理、精神表现。当患者出现代谢性碱中毒时影响中枢神经系统, 出现躁动、精神错乱的表现;当患者出现代谢性酸中毒时, 除影响中枢神经系统外, 还会离子紊乱, 出现心脏收缩乏力, 使心脏射血分数降低, 有效循环血量减少, 加重大脑功能障碍, 致使患者出现感觉迟钝、意识障碍等表现, 从而患者容易发生术后谵妄[20]。
 
根据患者血液的pH和SpCO2情况, 对患者酸碱失衡程度进行赋值, 分值越高, 表明酸碱失衡越严重, 用此标准评价患者酸碱失衡程度, 不仅更加精确、全面, 而且避免了不同评估者导致的评估差异[10]。本研究将酸碱失衡各个分值作为分组依据, 依次进行检验, 发现当酸碱失衡为5分时, 患者发生术后谵妄的风险是<5分患者的28.731倍 (OR=28.731) 。因此, 医护人员应及时纠正患者的酸碱失衡, 积极消除病因, 维持其内环境稳定。
 
3.3 术后谵妄风险预测模型的预测效果
本研究以ROC曲线进行拟合度检验。ROC曲线以灵敏度为纵坐标、1-特异度为横坐标, 当曲线下面积为0.5~0.7时, 表示诊断价值低;当曲线下面积为0.7~0.9时表示预测效果中等, 预测效果可接受;当面积>0.9时, 表示预测效果极好[11]。本模型ROC曲线下面积为0.832, 表明具有良好的预测效果, 且灵敏度为0.639、特异度为0.886、最佳诊断值为0.526, 表明本模型对患者是否发生术后谵妄具有较为理想的鉴别效果。
 
在单因素分析中, 酒精依赖和机械通气具有统计学意义, 而最终却未纳入模型中, 可能与受其他因素的影响以及患者之间存在个体差异有关。在小样本数据的验证中, 本模型的灵敏度为60.0%、特异度为100%、准确率为92.0%, 实际预测能力良好。因验证样本量较小, 更准确的实际预测效果有待大样本临床实践得出。
 
3.4 术后谵妄风险预测模型临床应用的建议
本模型在患者入住ICU之初即可完成患者发生术后谵妄的风险评估。当患者入住ICU后, 根据患者术前最近1次的生理化验结果和手术记录单, 以及入住ICU后的首个血气分析结果, 即可完成患者资料的采集。当评分≥0.526分时, 表明患者极可能发生术后谵妄, 应引起医护人员的重视, 积极地对患者进行干预;当评分接近临界值时, 医护人员也应该引起足够的重视, 避免患者发生术后谵妄;当患者病情明显改变时, 建议医护人员再次预测患者发生术后谵妄的风险, 最大限度地避免患者发生术后谵妄。
 
3.5 本研究的创新性与局限性
与以往研究相比, 本研究尝试将外科常用的POSSUM与术后谵妄进行相关性研究, 并采用循证的方法确定相关危险因素, 且本模型具有所需数据获取简便、评估快捷的特点, 可以为临床工作中防治术后谵妄提供参考。本研究的局限性在于仅在1所医院进行研究且临床验证样本较小, 相关结论有待进一步验证。
 
4 结论
本研究开发了外科术后进入ICU继续治疗的患者发生谵妄的风险预测模型, 该模型具有良好的预测效果, 在患者入住ICU早期即可完成术后谵妄发生风险的评估, 可为预防术后谵妄提供参考。

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