ICU颈脊髓损伤病人谵妄发生风险预测模型的构建与验证

摘要：探索重症监护室（ICU）颈脊髓损伤病人谵妄发生的影响因素，构建并验证其风险预测模型。方法:便利选取2020年11月—2022年11月入住山西省某三级甲等医院综合ICU的397例颈脊髓损伤病人作为研究对象，根据病人入住ICU的顺序分为建模组（278例）和验证组（119例）。基于单因素分析和Logistic回归分析构建ICU颈脊髓损伤病人谵妄发生风险预测模型。采用受试者工作特征曲线下面积（AUC）和Hosmer-Lemeshow拟合优度检验评价模型预测效果。结果:ICU颈脊髓损伤病人谵妄发生率为21.16%，其影响因素为年龄（OR=1.059）、急性生理与慢性健康状况评分Ⅱ（APACHEⅡ）评分（OR=1.063）、神经损伤水平（OR=2.323）、休克（OR=4.808）和镇静药使用（OR=3.210）。谵妄的风险预测模型为P=1/（1+e-Y）,Y=-7.910+0.057×年龄+0.061×APACHE Ⅱ评分+0.843×神经损伤水平+1.570×休克+1.166×镇静药使用。建模组Hosmer-Lemeshow拟合优度检验结果显示P=0.392,AUC为0.818，约登指数为0.567，灵敏度为83.3%，特异度为73.4%，预测准确率为81.30%。验证组Hosmer-Lemeshow拟合优度检验结果显示P=0.266,AUC为0.761，灵敏度为62.5%，特异度为92.6%，预测准确率为86.60%。结论:ICU颈脊髓损伤病人谵妄发生风险预测模型能有效预测谵妄发生，有利于ICU医护人员早期识别高风险病人并及时采取预防措施。

关键词：ICU影响因素护理谵妄重症监护室预测模型颈脊髓损伤

谵妄是一种由多因素引起的、以急性发作和认知功能受损的波动过程为特征的意识障碍[1]，已有研究显示，重症监护室（ICU）谵妄发生率为11%～87%[2]。谵妄的发生不仅会延长病人住院时间、增加医疗费用，还会影响病人出院后的远期认知功能及生活质量[2,3]。颈脊髓损伤是一种发病率较高的外科疾病[4]，我国颈脊髓损伤发病率约为65/10万[5]，且随着交通方式的进步和生活节奏变快，病人数量呈逐年上升趋势。颈脊髓损伤的疾病特点是受伤紧急、病情严重且复杂、累及全身多个系统（如循环系统、呼吸系统、泌尿系统等）、病人发生感染、低氧血症、电解质紊乱等并发症的概率高，预后差。由于这些疾病特点，病人需入住ICU接受长期治疗，而谵妄是病人入住ICU期间发生的常见且严重的并发症之一[6]，早期识别高风险病人并采取预防措施对减少谵妄发生尤为重要。目前谵妄发生风险预测模型的研究主要集中在急诊、创伤、ICU病人，其预测因素多为共性因素，未体现疾病独特性。不同疾病、不同研究对象谵妄危险因素不一，因此有必要纳入与研究对象及病种相关的变量，从而使构建的预测模型更适用于临床实践[7]。本研究旨在探索ICU颈脊髓损伤病人谵妄发生危险因素，进而构建风险预测模型，并对模型性能进行验证，以期为临床早期识别和提前干预谵妄高风险病人提供有效工具。

1、对象与方法

1.1研究对象

采用便利抽样法，选取2020年11月—2022年11月入住山西省某三级甲等医院综合ICU的颈脊髓损伤病人作为研究对象。纳入标准：1）根据影像学资料和临床资料，确诊为颈脊髓损伤；2）年龄≥18岁；3）入住ICU时间≥24 h。排除标准：1）有精神疾病或精神障碍史；2）入ICU前已处于谵妄状态；3）入ICU后持续处于昏迷或深度镇静状态，Richmond躁动-镇静评分(Richmond Agitation-Sedation Scale,RASS)<-3分。剔除标准：研究期间死亡。根据样本量计算公式[8],N=Z2α/2×P(1-P）/δ2,P按照文献报道[9]的脊髓损伤病人谵妄发生率18%计算，α=0.05,Zα/2=1.96,δ=0.05，计算得到建模组样本量为227例。本研究实际纳入病人397例，根据病人入住ICU顺序按照7∶3[10]分为建模组278例和验证组119例。本研究已获得研究医院伦理委员会批准[审批号：（2022)YX第（135）号]。

1.2研究方法

1.2.1变量的选择

检索中国知网、万方数据库、维普、Pub Med、Web of Science、the Cochrane Library中关于ICU成年病人谵妄发生危险因素的Meta分析与系统评价[11,12,13,14,15]，结合颈脊髓损伤的疾病特点，经专家会议讨论、修改，综合考虑临床数据可及性与实用性，共纳入27个候选变量。1）一般资料：性别、年龄、吸烟史、酗酒史、损伤原因；2）疾病相关资料：神经损伤水平[分为低位颈髓损伤（C5～C8）和高位颈髓损伤（C1～C4）]、神经损伤程度、四肢肌力（左上肢肌力、右上肢肌力、左下肢肌力、右下肢肌力）、神经源性膀胱、休克、感染、手术；3）评估资料：急性生理与慢性健康状况评分Ⅱ（APACHEⅡ）评分、疼痛情况、营养风险筛查；4)ICU治疗资料：机械通气、镇静药使用、镇痛药使用、约束；5）实验室指标：血尿素氮、血肌酐、血钠、动脉血氧分压、血浆白蛋白。其中APACHEⅡ评分、疼痛情况、营养风险筛查结果于病人入院24 h内评估得出，实验室指标收集病人入住ICU的24 h内最异常值。由2名研究者共同收集数据，确保资料完整性、准确性。

1.2.2谵妄评估

由经过统一培训、熟练掌握重症监护谵妄筛查量表（Intensive Care Delirium Screening Checklist,ICDSC）评估方法的4名ICU责任护士组长和研究者进行谵妄评估。病人入住ICU后24 h于每日08:00～10:00、20:00～22:00对符合纳入与排除标准的病人进行谵妄评估并记录评估结果，直至病人发生谵妄或转出ICU。ICDSC是2001年Bergeron等[16]基于精神疾病诊断与统计手册第4版（DSM-4）标准构建的谵妄筛查工具，2010年刘尚昆等[17]对其进行汉化并检验，评分者间信度、敏感度、特异度分别为0.90和97%、83%。该量表共包含8个筛查条目，分别为意识水平改变、注意力不集中、定向障碍、幻觉或妄想、精神运动性激动或发育迟缓、情绪或言语不当、睡眠/觉醒周期障碍和症状波动。每个条目赋值1分，满分8分，当病人总分≥4分时即诊断为谵妄。

1.3统计学方法

采用SPSS 23.0软件进行统计分析。服从正态分布的定量资料采用均数±标准差表示，组间比较采用两独立样本t检验；非正态分布的定量资料采用中位数（四分位数）[M(P25,P75）]表示，组间比较采用Mann-Whitney U检验；定性资料采用频数、构成比（%）表示，组间比较采用χ2检验或Fisher精确检验，等级资料比较采用两独立样本的Mann-Whitney U检验。通过单因素分析和Logistic回归分析确定谵妄发生的危险因素，并构建预测模型。分别采用受试者工作特征（ROC）曲线下面积（AUC）及Hosmer-Lemeshow拟合优度检验（H-L检验）评价模型区分度、校准度，并计算模型的灵敏度、特异度。以P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1病人一般资料

397例病人中，男317例（79.85%），女80例（20.15%）；年龄18～87[57(50,65）]岁；APACHEⅡ评分为1～48[12(8,15）]分。发生谵妄84例，谵妄总发生率为21.16%。建模组病人中发生谵妄的病人60例，未发生谵妄

2.2 ICU颈脊髓损伤病人谵妄发生影响因素的单因素分析

建模组病人中发生谵妄的病人60例，未发生谵妄的病人218例，ICU颈脊髓损伤病人谵妄发生影响因素分析结果见表1。

表1 ICU颈脊髓损伤病人谵妄发生影响因素的单因素分析 

2.3预测模型的构建

将谵妄发生情况（非谵妄=0，谵妄=1）作为因变量，将单因素分析中差异有统计学意义的变量（年龄、性别、APACHEⅡ评分、神经损伤水平、休克、机械通气、镇静药使用、约束）作为自变量，进行Logistic回归分析，自变量赋值方式见表2。Logistic回归分析结果显示，年龄、APACHEⅡ评分、神经损伤水平、休克、镇静药使用是ICU颈脊髓损伤病人谵妄发生的独立影响因素（P<0.05），见表3。ICU颈脊髓损伤病人谵妄发生风险预测模型P=1/（1+e-Y),Y=-7.910+0.057×年龄+0.061×APACHEⅡ评分+0.843×神经损伤水平+1.570×休克+1.166×镇静药使用。

表2自变量赋值方式 

表3建模组ICU颈脊髓损伤病人谵妄发生影响因素的Logistic回归分析 

2.4预测模型的性能评价

建模组AUC为0.818[95%CI(0.759,0.878)],P<0.001，根据最大约登指数（0.567）确定最佳临界值为0.223，模型灵敏度为83.3%，特异度为73.4%。Hosmer-Lemeshow拟合优度检验结果显示，χ2=8.440,P=0.392。模型预测准确率为81.30%。验证组AUC为0.761[95%CI(0.641,0.882)],P<0.001，模型灵敏度为62.5%，特异度为92.6%。Hosmer-Lemeshow拟合优度检验结果显示，χ2=9.988,P=0.266。模型预测准确率为86.60%。预测模型性能评价结果见表4,ROC曲线见图1、图2。

表4预测模型性能评价 

图1建模组ROC曲线  

图2验证组ROC曲线  

3、讨论

本研究针对ICU颈脊髓损伤病人构建了谵妄发生风险预测模型，其预测因素包括年龄、APACHEⅡ评分、神经损伤水平、休克和镇静药使用，验证结果显示，模型具有较好的区分度和校准度，为ICU医护人员早期评估高危病人提供了有效工具。

3.1 ICU颈脊髓损伤病人谵妄发生危险因素分析

3.1.1年龄较大病人发生谵妄的风险较高

年龄作为谵妄的影响因素已形成共识[18]，目前认为高龄引起谵妄的原因可能是：病人脑内神经细胞凋亡速度随年龄增长增加[19]，脑组织发生退行性改变，诸多神经递质代谢出现异常，认知功能下降，形成谵妄发生的基础[10,20]；另外，高龄病人脑血流量减少，脑组织对缺血缺氧极其敏感，因此易发生谵妄。随着我国人口老龄化速度加快，颈脊髓损伤病人中老年人口占比逐渐增加[6]，谵妄的发生值得重视，因此建议ICU医护人员及时对高龄病人进行谵妄评估，早期开展时间、地点及定向力等认知功能训练，预防谵妄发生。

3.1.2 APACHEⅡ评分较高病人发生谵妄的风险较高

APACHEⅡ常用于ICU病人疾病严重程度的评估，APACHEⅡ评分越高，表示病人病情越严重，机体各器官功能均有所下降，中枢认知功能及执行能力下降[21]；另外，危重症病人的过度应激反应导致去甲肾上腺素和肾上腺素水平持续升高，出现神经-内分泌紊乱[19,22]，易诱发谵妄。因此，对于入住ICU的病人，要及早评估疾病严重程度，积极治疗原发病，降低谵妄发生风险。

3.1.3高位颈髓损伤病人发生谵妄的风险较高

本研究结果显示，神经损伤水平与病人谵妄发生情况密切相关，可作为目标病人谵妄发生的预测因子之一。膈肌是重要的呼吸肌，支配膈肌运动的膈神经由C3～C5神经前支共同组成[23]，当神经损伤水平在C4及以上时，严重影响膈肌的神经支配，病人呼吸功能减弱，甚至诱发呼吸衰竭，使机体处于低氧状态，发生谵妄[24]。另外，颈脊髓损伤会造成不同程度的四肢瘫痪，部分病人可能长期卧床，由于咳嗽功能及清理气道分泌物能力减弱[22]，易发生肺部感染，诸多炎性因子透过血脑屏障激活神经炎症反应，导致谵妄[25,26]。值得注意的是，临床中要警惕低位颈髓损伤颈髓水肿上升蔓延，累及高位颈髓，诱发谵妄。建议ICU医护人员密切关注病人的颈髓损伤与呼吸情况，及时改善通气，保证供氧；对于长期卧床病人，应采取适当措施协助病人咳痰、清理呼吸道，同时加强营养，提高抵抗力，预防感染，以减少谵妄发生。

3.1.4休克病人发生谵妄的风险较高

本研究发现，休克病人发生谵妄的风险高于未休克病人。一方面，颈脊髓损伤常由意外事件造成[27]，例如车祸、高处坠落等，病人多合并其他外伤，易出现失血过多，发生失血性休克；另一方面，颈脊髓损伤会抑制交感神经缩血管功能，机体不能维持正常的动脉、静脉血管张力，引起一过性的血管扩张，外周血管阻力迅速下降、静脉血容量增加、回心血量减少，有效循环血量相对不足，进而引起神经源性休克[28]。无论是哪种休克，病人都会表现出有效循环血量减少、组织灌注不足，使大脑血液供应减少、氧气供应降低，出现脑功能障碍，导致谵妄发生。另外，休克状态下机体会释放大量炎症介质，破坏血脑屏障，引发神经炎症反应[3]，也可能导致谵妄发生。

3.1.5使用镇静药的病人发生谵妄的风险较高

国外一项指南指出，镇静药的使用与ICU病人谵妄等并发症发生相关[29]。镇静药物诱发谵妄可能与以下原因有关：使用过量镇静药会导致脑内神经递质系统紊乱，使γ-氨基丁酸再摄取被抑制，增强并延长中枢神经抑制效应[8]，导致谵妄发生；另外，镇静药突然停药或剂量迅速减少可导致病人发生戒断综合征，出现一系列包括谵妄在内的精神症状[10]。因此，建议ICU医护人员对于镇静病人要加强镇静管理，在达到镇静目标的同时，尽可能减少镇静药的使用剂量；药物撤离时速度不宜过快，避免戒断反应发生，对病人产生不利影响。

3.2 ICU颈脊髓损伤病人谵妄发生风险预测模型具有较好的区分度和校准度

本研究为观察性研究，使用指南推荐的谵妄评估工具ICDSC评估ICU颈脊髓损伤病人谵妄发生情况，评估结果准确、可靠。纳入变量时，不仅通过全面检索、阅读文献、召开专家会议纳入ICU病人谵妄的共性因素，还纳入了与颈脊髓损伤疾病相关的特有变量，如损伤原因、神经损伤水平等，均可能与病人谵妄发生相关。通过单因素分析、Logistic回归分析构建了风险预测模型。为评价模型性能，采用AUC评价模型区分能力，AUC越接近1，表明模型区分能力越好，当AUC为0.7～0.9时，表明模型有中等程度的区分能力[30,31]。本研究构建的预测模型在建模组和验证组的AUC分别为0.818和0.761，表明该模型具有较好的区分谵妄和非谵妄病人的能力，可有效预测目标病人的谵妄发生情况；此外，本研究还进行了Hosmer-Lemeshow拟合优度检验，若P>0.05，说明模型预测结果与实际结果差异无统计学意义，模型拟合度较好，反之说明模型拟合度差[31,32]。研究结果显示，建模组和验证组HosmerLemeshow拟合优度检验的P值均>0.05，表明预测模型在ICU颈脊髓损伤病人谵妄的预测发生率与实际发生率间差异不明显，预测准确性较高，可有效评估ICU颈脊髓损伤病人的谵妄发生风险。当模型阈值取0.223时，对应的灵敏度和特异度分别为83.3%和73.4%。另外，本模型最终纳入的预测因素是临床易获得数据，具有较好的可操作性，可为临床早期识别谵妄高风险病人提供有效工具。

3.3本研究创新性及局限性

本研究构建的ICU颈脊髓损伤病人谵妄发生风险预测模型将神经损伤水平作为颈脊髓损伤病人谵妄的一个预测因素，该预测因素是颈脊髓损伤病人特有，有别于以往其他模型。但本研究仍存在一定局限性，如仅选择了1所三级甲等医院进行资料收集与模型建立、验证，未来可开展多中心、大样本研究，提高模型的外推性。

4、小结

本研究构建了ICU颈脊髓损伤病人的谵妄发生风险预测模型，预测因素包括年龄、APACHEⅡ评分、神经损伤水平、休克和镇静药使用；构建的预测模型具有良好的预测效果，能够为临床早期识别谵妄高危病人提供有效工具。

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