COPD機械通氣病人譫妄發生風險的列線圖預測模型構建與評估

張玉寶，王 匯，程 嵐

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)為慢性呼吸系統疾病，晚期急性發作時易導致呼吸衰竭，通常采用氣管插管行機械通氣，以及時糾正高碳酸血癥、低氧血癥。重癥監護室(ICU)機械通氣病人譫妄發生率高，譫妄病人存在幻覺、思維紊亂、記憶障礙等，危害較大[1]。既往報道[2-3]顯示，機械通氣病人譫妄發生率在25%～80%之間。譫妄是導致ICU病人死亡、機械通氣時間延長、醫療給用增加的重要因素，且可能導致病人出現遠期認知功能障礙，影響病人生活質量[4]。因此，探究影響COPD機械通氣病人譫妄發生的危險因素并進行個體化預測，具有重要臨床意義。臨床報道[5]指出，鎮靜藥物、機械通氣時間過長、睡眠障礙、保護性約束、缺氧等均有可能誘發譫妄。但各因素預測譫妄的發生獨立性較強，尚缺乏有效預測COPD機械通氣病人譫妄發生的模型。列線圖預測模型可將影響結局事件的危險因素進行可視化展示，研究[6]表明，列線圖模型在預測不良事件方面具有良好的區分度與一致性。本研究基于COPD機械通氣病人譫妄發生的獨立危險因素建立列線圖預測模型，以期為COPD機械通氣病人預防譫妄發生護理措施的制定提供一定指導價值?，F作報道。

1 對象與方法

1.1 研究對象 采用便利抽樣法選取2018年1月至2019年8月我院收治的COPD機械通氣病人382例，男227例，女155例，年齡(60.72±4.85)歲。納入標準：(1)年齡45～75歲，符合COPD診斷標準，需行機械通氣治療；(2)血流動力學穩定，有創機械通氣時間>72 h；(3)未合并嚴重神經系統疾病所致的認知功能障礙。排除標準：(1)合并慢性腎功能不全、肝炎、肝硬化等疾??；(2)合并高血壓史、酗酒史、聽力障礙史；(3)合并精神性疾病。

1.2 治療方法 病人均給予抗感染、糖皮質素激素、營養支持等治療。采用PB840呼吸機進行機械通氣治療，初始呼吸參數設置選用同步間歇指令通氣(SIMV)+壓力支持通氣(PSV)模式，潮氣量為6～8 mL/kg，頻率設置為每分鐘10～15次，吸氣流量為40～60 L/min。呼吸機參數根據血氣分析指標與呼吸力學指標調整。

1.3 資料收集 (1)收集病人一般資料，包括性別、年齡、急性生理學和慢性健康狀況評分系統Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHE Ⅱ)、睡眠障礙、使用鎮痛藥、使用鎮靜藥、使用身體約束、抗菌藥物使用情況、機械通氣時間、入住ICU時間、吸煙史、飲酒史、糖尿病史，APACHEⅡ評分于機械通氣時評定。(2)血氣分析指標：機械通氣后3 d采用GEM Premier 4 000型血氣分析儀器檢測pH、血氧分壓(arterial partial pressure of oxygen，PaO2)、動脈血二氧化碳分壓(arterial partial pressure of carbon dioxide，PaCO2)水平。(3)血清神經元特異性烯醇化酶(neuron-specific enolase，NSE)：機械通氣后3 d采集病人靜脈血，使用德國羅氏全自動化學發光免疫分析儀檢測。

將譫妄是否發生作為因變量，臨床資料作為自變量，通過單因素與多因素分析篩選出影響譫妄發生風險的危險因素，建立列線圖預警模型。譫妄采用ICU意識模糊評估量表(CAM-ICU)[7]評價。

1.4 統計學方法 采用χ2檢驗、Fisher′s確切概率法、t檢驗、非參數秩和檢驗、多因素logistic回歸分析、ROC曲線和Hosmer-Lemeshow 擬合優度檢驗。

2 結果

2.1 COPD機械通氣病人譫妄發生情況 382例COPD機械通氣病人中有113例發生譫妄，譫妄發生率為29.58%(113/382)，譫妄持續時間為(1.94±0.47)d。非譫妄269例，占比為70.42%(269/382)。

2.2 影響COPD機械通氣病人譫妄發生的單因素分析 將病人按照是否發生譫妄分為譫妄組113例與非譫妄組269例。單因素分析結果顯示，譫妄組APACHEⅡ評分、睡眠障礙率、使用鎮靜藥率、使用身體約束率均高于非譫妄組(P<0.01)，機械通氣時間、住ICU時間均長于非譫妄組(P<0.01)(見表1)。

表1 影響COPD機械通氣病人譫妄發生的單因素分析[ n;百分率(%)]

2.3 影響COPD機械通氣病人譫妄發生的多因素logistic回歸分析 將單因素分析有意義的變量APACHEⅡ評分、睡眠障礙(否=0，是=1)、使用鎮靜藥(否=0，是=1)、使用身體約束(否=0，是=1)、機械通氣時間、住ICU時間作為自變量，是否發生譫妄作為因變量(否=0，是=1)，納入多因素logistic回歸模型中進行分析，結果顯示，APACHEⅡ評分、使用鎮靜藥、使用身體約束、機械通氣時間、住ICU時間均為影響COPD機械通氣病人譫妄發生的獨立危險因素(P<0.05～P<0.01)。得到方程Z=0.072×APACHEⅡ評分賦值+0.699×使用鎮靜藥(1)賦值+0.983×使用身體約束(1)賦值+0.125×機械通氣時間賦值+0.143×住ICU時間賦值(見表2)。

表2 影響COPD機械通氣病人譫妄發生的多因素logistic回歸分析

2.4 COPD機械通氣病人譫妄發生的列線圖模型構建 將影響譫妄發生的危險因素納入R軟件建立列線圖預測模型，各危險因素積分之和對應的預測概率為譫妄發生的概率。列線圖顯示,譫妄發生風險隨APACHEⅡ評分增加及機械通氣時間、住ICU時間延長而升高，APACHEⅡ評分每增加2分列線圖增加5.5分影響權重，機械通氣每增加2 d列線圖增加10分的影響權重，住ICU時間每增加2 d列線圖增加11分的影響權重，使用鎮靜藥為27.5分，使用身體約束為38分(見圖1)。假如1例病人APACHEⅡ評分24分(40分)，機械通氣時間14 d(60分)，住ICU時間16 d(67.5分)，使用鎮靜藥(27.5分)，使用身體約束(38分),總分為190.5分，病人發生譫妄的預測概率為0.66，高于Youden指數最大值0.6171，為高風險病人。

2.5 列線圖預測模型的效果評估 ROC曲線下面積為0.859(95%CI：0.813～0.904)(見圖2)，Youden指數最大值(0.6171)為預測模型的最佳臨界值；列線圖校準曲線斜率接近1(見圖3)。Hosmer-Lemeshow 擬合優度檢驗顯示模型擬合較好(χ2=9.34，P>0.05)。

3 討論

COPD終末期通常會發展為肺心病或呼吸衰竭，危險病人生命安全。機械通氣可有效改善病人呼吸功能，糾正低氧血癥。但由于機械通氣具有創傷性，且常需配合鎮靜藥物、身體約束等，使全身性應激反應增加，引起譫妄[8]。譫妄主要癥狀為思維混亂，意識急性改變，注意力缺失，與血流異常、神經傳遞障礙、細胞修復程序異常等有關。研究[9]表明，與譫妄相關的危險因素較多，且發生率存在不同原發疾病的差異。KERBER等[10]指出，ICU行機械通氣的病人譫妄發生率為44%。國內有關ICU機械通氣病人譫妄發生的調查[11]顯示，譫妄發生率為40.95%。李呈凱等[12]報道顯示，老年髖部骨折病人術后譫妄發生率為19.29%。本研究COPD機械通氣病人譫妄發生率為29.58%，持續時間為(1.94±0.47)d，與臨床報道接近[13]。COPD機械通氣病人譫妄發生率較高，譫妄可增加并發癥，延長病人住院時間，甚至增加致殘率與致死率。因此建立COPD機械通氣病人譫妄發生的預測模型，有助于預防譫妄發生，改善預后。

既往研究[14]主要采用logistic回歸模型篩選影響譫妄發生的危險因素，但該方法篩選出的危險因素具有明顯的獨立性，且可能存在一定交叉效果，無法準確預測結局事件發生率。列線圖預測模型可將logistic回歸分析篩選出的危險因素進行整合，可視化展示各危險因素對結局事件的貢獻度。既往研究[15]已表明，列線圖在預測術后譫妄發生率方面具有良好的準確度。本研究通過logistic回歸模型篩選出影響COPD機械通氣病人譫妄發生的危險因素，即APACHEⅡ評分、使用鎮靜藥、使用身體約束、機械通氣時間、住ICU時間，并使用R軟件建立列線圖預測模型。該列線圖模型評估結果顯示，ROC曲線下面積為0.859(95%CI：0.813～0.904)，列線圖校準曲線斜率接近1，Hosmer-Lemeshow 擬合優度檢驗=9.342，P=0.314。提示預測COPD機械通氣病人譫妄發生的列線圖模型具有良好的區分度與一致性。

APACHEⅡ評分常用于評估ICU病人疾病嚴重程度，評分越高病情越嚴重，死亡風險越高。本研究列線圖顯示，APACHEⅡ評分每增加2分列線圖增加5.5分影響權重。原因可能在于COPD機械通氣病人APACHEⅡ評分越高，各器官功能下降越明顯，對中樞認知功能與執行能力產生影響。病情越嚴重的病人應激反應越強烈，從而使乙酰膽堿代謝加強，含量減少，導致神經-內分泌紊亂，引起譫妄[16]。因此，針對APACHEⅡ評分較高的COPD機械通氣病人應加強管理，改善呼吸功能，預防譫妄發生。

本研究顯示，使用身體約束是COPD機械通氣病人譫妄發生的獨立危險因素，與既往報道一致[17]。使用身體約束病人譫妄發生風險是未使用病人的2.673倍，列線圖顯示可增加38分的影響權重。目前研究認為[18]，身體約束誘發譫妄的因素主要在于約束使病人產生焦慮、煩躁等不良情緒，神經遞質平衡失調，從而誘發譫妄。此外，受約束的病人長期處于同一姿勢，可對其睡眠產生影響，從而影響病人精神狀態，甚至誘發譫妄。因此，針對需使用身體約束的病人應先評估約束的適用性并正確審慎使用，使用身體約束期間密切關注病人心理及行為變化，盡可能滿足病人需求，以預防譫妄發生。

機械通氣時間與住ICU時間相關，機械通氣增加易導致住ICU時間延長。研究[21]顯示，機械通氣時間與住ICU時間是譫妄發生的獨立危險因素。本研究顯示，機械通氣時間與住ICU時間每增加1 d，譫妄發生風險可增加1.134倍與1.154倍，列線圖顯示，機械通氣時間與住ICU時間每增加2 d列線圖分別增加10分、11分的影響權重。ICU的呼吸機、監護儀等設備產生的噪音、光線干擾、疼痛等，可對病人正常睡眠產生影響，從而導致褪黑素晝夜分泌紊亂。既往報道[22]指出，褪黑素分泌紊亂可增加ICU譫妄發生風險。因此，針對COPD機械通氣病人應做好呼吸道管理，確保呼吸道通暢，以縮短機械通氣時間與住ICU時間。

綜上所述，基于影響COPD機械通氣病人譫妄發生的危險因素建立的列線圖預測模型具有良好區分度與一致性，可為預防COPD機械通氣病人譫妄的發生提供一定指導價值。但本研究樣本量較少，針對列線圖預測模型的驗證為Bootstrap法重復抽樣進行內部驗證，由于時間限制，樣本量較小，尚未進行外部驗證。后期計劃聯合兄弟醫院進行大樣本多中心研究，采用外部驗證，以完善COPD機械通氣病人譫妄發生的列線圖預測模型。