老年患者经皮肾镜碎石术后全身炎症反应综合征危险因素分析及列线图预测模型的建立
汤庆峰1, 刘承万1, 黄晓科1, 范地兵2
1 成都市新都区人民医院泌尿外科610500成都
2 广元市第一人民医院泌尿外科
通信作者:汤庆峰, bbdijl@126.com
摘要
目的 探讨老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发全身炎症反应综合征(SIRS)的危险因素及其风险预测列线图模型的建立的意义。方法 回顾性分析164例老年肾结石行经皮肾镜钬激光碎石术患者的资料,使用单因素分析及Logistic回归分析筛选出老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发SIRS的独立危险因素,并建立列线图预测模型,验证模型的一致性、区分度及预测效能。结果通过单因素分析及Logistic回归分析可知,年龄( OR=3.040,95% CI:1.249~7.403)、糖尿病( OR=4.422,95% CI:1.445~13.530)、肾积水( OR=1.754,95% CI:1.010~3.046)、肾功能( OR=2.917,95% CI:1.222~6.962)、术前尿培养( OR=6.985,95% CI:1.583~30.827)及手术时间( OR=1.156,95% CI:1.100~1.215)为老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发SIRS的独立危险因素( P<0.05),根据上述6项独立危险因素,建立预测老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发SIRS风险的列线图模型并进行验证,经 Bootstrap内部验证法验证发现预测值同实测值基本一致,提示预测模型一致性良好;计算出 C-index为0.956(95% CI:0.919~0.993),具有良好的区分度。预测模型的ROC曲线下面积为0.956,提示模型预测效能高。结论分析老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发SIRS的独立危险因素并成功建立其风险列线图预测模型,该模型对于临床预测老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发SIRS有指导意义。
关键词: 老年肾结石患者; 经皮肾镜钬激光碎石术; 全身炎症反应综合征; 危险因素; 列线图模型
Risk factors of systemic inflammatory response syndrome in elderly patients after percutaneous nephrolithotomy and establishment of nomogram prediction model
TANG Qingfeng1, LIU Chengwan1, HUANG Xiaoke1, FAN Dibing2
1 Department of Urology, Xindu District People's Hospital of Chengdu City, Chengdu 610500, China
2 Department of Urology, the First people's Hospital of Guangyuan City
Corresponding author: TANG Qingfeng, bbdijl@126.com
Abstract
Objective: To investigate the risk factors of systemic inflammatory response syndrome (SIRS) and the establishment of a risk prediction contingency model for elderly patients with renal calculi after percutaneous nephrolithotomy.Methods: A retrospective analysis was conducted on 164 elderly patients with renal calculi undergoing percutaneous nephrolithotomy and holmium laser lithotripsy. Univariate and logistic regression analyses was used to screen for elderly patients with kidney stones after percutaneous nephrolithotomy and laser lithotripsy. The independent risk factors of SIRS were based on the selected independent risk factors to establish a nomogram prediction model, and the consistency, differentiation and predictive efficacy of the model were verified.Results: The univariate analysis and logistic regression analysis revealed age ( OR=3.040, 95% CI: 1.249-7.403), diabetes ( OR=4.422, 95% CI: 1.445-13.530), hydronephrosis ( OR=1.754, 95% CI: 1.010-3.046), renal function ( OR=2.917, 95% CI: 1.222-6.962), preoperative urine culture ( OR=6.985, 95% CI: 1.583-30.827) and operative time ( OR=1.156, 95% CI: 1.100-1.215) were independent risk factors for SIRS in elderly patients with renal calculi after percutaneous nephrolithotomy and holmium laser lithotripsy ( P < 0.05). A nomogram model was established to predict the risk of SIRS after percutaneous nephrolithotomy and holmium laser lithotripsy in elderly patients with renal calculi. The Bootstrap internal verification method verified that the predicted value was basically the same as the measured value, indicating that the prediction model was in good consistency. The C-index was 0.956 (95% CI: 0.919-0.993), indicating the good differentiation. The AUC of the prediction model was 0.956, indicating the efficacy of prediction model was high.Conclusion: The independent risk factors of SIRS after percutaneous nephrolithotomy and holmium laser lithotripsy in elderly patients with renal calculi were analyzed and a risk prediction model was successfully established. This model has guiding significance for the clinical prediction of SIRS after percutaneous holmium laser lithotripsy in elderly patients with renal calculi.
Keyword: elderly patients with renal calculi; percutaneous nephrolithotomy holmium laser lithotripsy; systemic inflammatory response syndrome; risk factors; nomogram model

肾脏及上段输尿管结石是泌尿系结石中的主要类型, 其发病率逐年上升[1]。经皮肾镜钬激光碎石术作为肾及输尿管上段结石的常用微创治疗方法而广泛应用于临床[2], 虽然手术前预防性应用抗生素以及术中严格遵守无菌操作规程, 但部分患者尤其是老年患者仍会发生术后全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome, SIRS), 严重者甚至会发生感染性休克[3]。因此, 准确预测老年患者经皮肾镜钬激光碎石术后发生SIRS的风险, 对于改善疾病预后具有重要意义。本研究通过回顾性分析成都市新都区人民医院泌尿外科164例老年肾及输尿管结石患者的临床资料, 探究经皮肾钬激光碎石术后并发SIRS的危险因素并建立风险预测列线图模型。

1 资料与方法
1.1 研究对象

回顾性分析2017年1月– 2019年1月成都市新都区人民医院泌尿外科收治的164例老年肾结石行经皮肾镜钬激光碎石术患者资料, 其中男95例, 女69例, 平均(67.5± 5.9)岁。根据术后是否发生SIRS分为SIRS组和非SIRS组。入组标准:①确诊为上尿路结石并接受经皮肾镜钬激光碎石术; ②年龄≥ 60岁。排除标准:①中重度心肺功能不全者; ②有恶性肿瘤、血液系统疾病、结核及风湿免疫系统基础疾病者; ③近期使用激素或免疫抑制剂者; ④术前有发热病史者; ⑤病历资料不全者。入院后尿常规及尿培养阳性患者均常规行敏感抗生素治疗, 待复查转阴后行手术治疗, 余无尿路感染患者术前30 min常规预防应用抗生素。

1.2 仪器设备

纤维输尿管软镜(URF-P6, F4.9~7.95, 日本OLYMPUS公司); 200 μ m钬激光直射光纤、输尿管硬镜、COOK超滑导丝(美国科医人医疗激光公司); 双J输尿管(F5, F6, F7, 美国库克公司)。

1.3 手术方法

所有患者均采用静脉复合麻醉。麻醉充分后患者取截石位, 经尿道置入膀胱镜, 随后将输尿管导管置入输尿管, 注入少量生理盐水并留置导管, 随后改为俯卧位; 手术区常规消毒及铺巾, B超引导下定位及穿刺, 建立经皮肾镜通道后置入导丝, 沿导丝扩张并置入鞘管(F16~24), 继而行输尿管硬镜钬激光碎石, 取石钳取出较大结石, 采用高压泵灌注生理盐水冲洗碎石, 仔细检查肾盂、肾盏以及上段输尿管确定无残留结石, 置入输尿管双J管, 留置并缝合固定肾造瘘管。

1.4 SIRS诊断

如患者术后出现下述2种或2种以上体征即可诊断为SIRS[4]:①体温> 38℃或< 36℃; ②心率大于90次/min; ③呼吸急促(> 20次/min)或通气过度[PaCO2< 4.256 kPa(32 mmHg)]; ④外周血白细胞计数> 12× 109/L或者< 4× 109/L, 或血液中未成熟白细胞比例> 10%。

1.5 研究方法

1.5.1 独立危险因素筛选 通过回顾性分析164例老年肾结石行经皮肾镜钬激光碎石术患者的临床资料, 将年龄、性别、BMI、是否合并高血压、是否合并糖尿病、泌尿系手术史、白细胞、术前尿培养、结石部位、手术时间等15个变量进行赋值, 具体见表1; 通过单因素分析筛选出老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发全身炎症反应综合征的危险因素, 通过多因素Logistic回归分析得出老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发SIRS的独立危险因素。

表1 两组患者一般临床资料单因素分析

1.5.2 列线图模型建立与验证 根据筛选出的独立危险因素建立预测老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发SIRS的列线图模型, 使用Bootstrap 内部验证法对该列线图模型进行验证。

1.6 统计学方法

数据采用SPSS 20.0统计软件进行分析, 计数资料采用行× 列卡方检验及连续性校正卡方检验, 筛选独立危险因素选用多因素Logistic回归, 以P< 0.05为纳入标准; 列线图采用R(R3.6.1) 软件包, 应用 rms 程序包, 建立列线图预测模型。同时应用caret程序包进行Bootstrap 法行内部验证, 采用rms 程序包计算一致性指数(C-index)。采用ROCR及rms程序包作ROC 曲线。

2 结果
2.1 老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发全身炎症反应综合征的独立危险因素

本研究所纳入的164例患者中, 有28例术后发生SIRS, 除4例严重者发生感染性休克外, 其余24例患者均为轻症。

单因素分析结果显示:2组患者的年龄、是否患有糖尿病、肾功能、肾积水、术前尿培养以及手术时间等因素之间差异有统计学意义(P< 0.05), 而性别、BMI、泌尿系手术史、结石部位及取石通道等指标差异无统计学意义(P> 0.05)(表1、2); 多因素Logistic回归分析结果显示:年龄(OR=3.040, 95%CI:1.249~7.403)、糖尿病(OR=4.422, 95%CI:1.445~13.530)、肾积水(OR=1.754, 95%CI:1.010~3.046)、肾功能(OR=2.917, 95%CI:1.222~6.962)、术前尿培养(OR=6.985, 95%CI:1.583~30.827)及手术时间(OR=1.156, 95%CI:1.100~1.215)是老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发SIRS的独立危险因素(P< 0.05)(表3)。

表2 两组患者手术相关指标单因素分析
表3 多因素Logistic回归分析结果
2.2 列线图模型的建立与验证

根据多因素Logistic回归分析结果建立列线图模型, 详见图1, 图中每个变量垂直对应顶端分数轴上相应分数, 所有变量得分相加得到总分, 在总分轴上找到相应分数后作向下的垂直线, 数值对应术后SIRS的风险; 随后通过Bootstrap内部验证法[5]对模型进行验证, 结果见图2, 可见校准预测曲线(Bias-corrected)与标准曲线(Ideal)贴合度良好, 说明本列线图模型一致性良好; 计算得出C-index指数为0.956(95%CI:0.919~0.993), 说明本研究所建立列线图模型区分度良好。预测模型的ROC曲线下面积(AUC)为0.956, 提示预测模型预测效能高, 具体见图3。

图1 老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发SIRS风险的列线图预测模型

图2 预测老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发SIRS风险的验证

图3 列线图模型预测老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发SIRS风险的ROC曲线

3 讨论

近年来, 随着我国泌尿外科微创治疗技术及设备的大力发展, 经皮肾镜钬激光碎石术因其微创、疗效确切、恢复快速等优点已广泛应用于临床, 几乎完全取代了传统开放手术治疗肾及输尿管上段结石[6]。但经皮肾镜钬激光碎石术后发生的SIRS应当引起广大泌尿外科医务人员的重视, 国内外研究指出术后并发SIRS的发生率为14.55%~39.80%[7], 这是针对所有年龄人群的数据, 而本研究中老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发SIRS的发生率达17.07%, 并未显著高于前人对于整体年龄层的比例, 考虑与手术技术进步相关。

SIRS这一概念最初是由美国胸科医师学会和急救医学会于1991年在芝加哥联合会议上提出的[8], 具体是指各种病因作用于人体后引起的持续放大的全身炎症反应, 是人体修复和再生过程中出现的一种过度应激反应。人体受到各种致病因素刺激后产生炎症反应, 激活内源性炎症因子从而形成“ 瀑布效应” , 病情严重患者发生SIRS的概率显著增加, 如不能及时干预该病理过程, 则会进一步发展为败血症、感染性休克甚至多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome, MODS)[9]。随着医学的不断发展, 人们逐渐认识到SIRS是各种危重感染结局的早期阶段, 并通过体温、心率、呼吸、炎症细胞等临床最易采集的指标来诊断, 这一概念对于临床评估危重患者具有重要意义[10]

老年患者机体免疫力较中青年明显下降, 其机体对于炎症反应的保护机制明显减弱, 且老年患者结石形态及大小与中青年均有所区别。本研究中所有患者均为60周岁以上, 而研究结果表明, 在老年患者中, 年龄≥ 70周岁是经皮肾镜钬激光碎石术后并发SIRS的独立危险因素。随着生活水平的提高, 2018年公布的中国人均寿命为73.4岁, 仅居全球第83位[11], 而本研究排除了有严重基础疾病的老年人, 但是当70岁以上的患者发生肾或上段输尿管结石时, 对肾功能的影响远超70岁以下的患者, 发生肾积水的概率也明显增加[12]。单因素分析显示, 肾积水是并发SIRS的独立危险因素, 在已经发生肾功能下降及肾积水的老年患者中, 经皮肾镜钬激光碎石术的临床获益要高于单纯肾功能正常或轻度不全而未合并肾积水的老年患者。

我们研究发现, 术前尿培养阳性是老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发SIRS的重要危险因素。临床上对尿培养阳性的患者均会根据药敏结果选用敏感抗生素治疗后再进行手术治疗[13], 但是病情往往不能允许感染完全控制后再行手术治疗, 或者由于细菌耐药性的产生, 加之手术及麻醉本身使得老年患者本身处于应激状态, 导致术前尿培养阳性的患者术后发生SIRS的概率高达26.5%, 而这一比例在术前尿培养阴性的患者中仅为7.4%, 与众多研究结果一致[14, 15, 16]。此外, 有研究提示对取出的结石进行培养能够更加有效地指导抗生素使用[17]; 有报道称, 无论是否存在尿路感染, 术前1周常规应用环丙沙星可有效减少经皮肾镜碎石术后SIRS的发生[18]。我们应当在今后的临床工作中常规进行尿培养及药敏试验, 适当延长术前预防性应用抗生素的使用时间, 且尽可能选择当地耐药率较低的抗生素。

糖尿病作为一种全身性疾病, 长期高血糖会造成人体免疫功能失调, 降低炎症发生时体内炎症细胞如中性粒细胞、巨噬细胞等的趋化、粘附及吞噬能力, 同时减缓人体对于病原菌的反应速度, 从而降低人体抵抗力[19]。本研究中SIRS组患者中糖尿病患病率高达64.3%, 高于非SIRS组的33.1%, 提示糖尿病患者一旦发生细菌感染, 发生SIRS的概率较非糖尿病患者显著增加。我们建议, 长期血糖控制不佳的患者如能择期手术, 尽量在血糖控制平稳一段时间后择期手术, 如需限期手术的患者需在入院后进行胰岛素治疗, 监测血糖控制平稳后再行手术。

我们的研究结果显示手术时间对于术后SIRS发生的影响与国内外研究结果一致[20]。实际手术过程中, 由于每位患者结石数量、位置、结石质地以及术者水平的不同, 手术时间会有显著差别, 而手术时间的延长对应着增加了麻醉时间; 同时穿刺部位与手术器械反复接触会增加细菌侵入人体的机会, 都是术后发生SIRS的主要因素。因此对于较大结石的处理, 需要根据患者情况确定合理的手术方案, 必要时应分次手术。同时本研究中发现手术时间是老年患者经皮肾镜碎石术后SIRS的独立危险因素, 本研究中将120 min作为分界线以临床实践及部分文献[21]为凭据。此类手术一般平均时间为120 min, 术中出现特殊情况、麻醉时间过长或者操作者经验不足等问题都会造成手术时间延长, 同时会造成患者术后并发症风险增加, 因此需要根据患者情况确定合理的手术方案, 提高操作者熟练度并将手术时间控制在120 min内对于避免术后发生 SIRS有重要作用。

列线图能够把相对复杂的回归方程转化为可视化图形, 让预测模型的结果更加清晰[21], 方便临床医师对患者进行风险评估。本研究基于年龄、糖尿病、肾功能、肾积水、术前尿培养及手术时间等6项皮肾镜钬激光碎石术后并发SIRS的独立危险因素建立列线图模型。使用Bootstrap 内部验证法对该列线图模型进行验证, 结果显示预测值同实测值基本一致, 说明本研究的列线图预测模型具有较好的一致性, C-index指数高达0.956(95%CI:0.919~0.993), 说明本研究列线图模型区分度良好。预测模型的AUC高达0.956, 提示该预测模型预测效能高。

综上所述, 对于老年肾结石患者, 年龄大于70周岁、合并有糖尿病和肾功能不全、术前尿培养阳性及手术时间超过120 min是皮肾镜钬激光碎石术后并发SIRS的高危因素, 我们建立的列线图预测模型有较好的拟合度和预测效能, 能够为临床实际工作提供较高的预测价值, 有助于对高危因素早期干预并降低老年肾结石患者经皮肾镜钬激光碎石术后并发全身炎症反应综合征的发生率。

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