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  中国感染控制杂志  2022, Vol. 21 Issue (3): 261-267   DOI: 10.12138/j.issn.1671-9638.20221900
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陶娜, 高伟, 秦国民. 个体化预测老年急性心肌梗死患者PCI术后肺部感染风险列线图模型的建立与验证[J]. 中国感染控制杂志, 2022, 21(3): 261-267. DOI: 10.12138/j.issn.1671-9638.20221900.
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TAO Na, GAO Wei, QIN Guo-min. Establishment and verification of nomogram model for individualized prediction of risk for pulmonary infection in elderly patients with acute myocardial infarction after percutaneous coronary intervention[J]. Chin J Infect Control, 2022, 21(3): 261-267. DOI: 10.12138/j.issn.1671-9638.20221900.
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作者简介

陶娜(1987-), 女(汉族), 安徽省六安市人, 主管护师, 主要从事心内科疾病研究

通信作者

秦国民  E-mail: 301190611@qq.com

文章历史

收稿日期:2021-09-14
个体化预测老年急性心肌梗死患者PCI术后肺部感染风险列线图模型的建立与验证
陶娜 , 高伟 , 秦国民     
阜阳市第二人民医院心内科, 安徽 阜阳 236000
摘要目的 建立个体化预测老年急性心肌梗死(AMI)患者经皮冠状动脉介入治疗(PCI)术后肺部感染的风险列线图模型, 并验证模型的预测效能。方法 选取2018年7月-2021年6月于某院行PCI术的215例老年AMI患者作为研究对象, 收集患者临床资料, 分析术后肺部感染病原菌分布情况, 使用单因素、LASSO回归和多因素回归分析PCI术后发生肺部感染的危险因素, 并据此建立列线图风险模型。结果 39例患者发生肺部感染, 感染发病率18.14%, 培养分离病原菌43株, 其中革兰阴性菌占67.44%。多因素回归分析显示, 年龄≥ 70岁、吸烟、糖尿病、Killip分级Ⅲ~Ⅳ级、气管插管和机械通气是老年AMI患者PCI术后肺部感染的独立危险因素(均P < 0.05)。模型验证结果显示, C-index为0.823;H-L偏差度检验结果差异无统计学意义(χ2=4.122, P=0.537);受试者工作特征曲线下面积为0.840(95%CI: 0.805~0.875);在1%~96%范围内, 模型预测净获益值较高, 表明该模型具有良好的预测效能。结论 年龄≥ 70岁、吸烟、糖尿病、Killip分级Ⅲ~Ⅳ级、气管插管和机械通气与老年AMI患者PCI术后肺部感染相关, 据此构建的列线图模型能有效预测肺部感染发生的风险。
关键词老年    急性心肌梗死    经皮冠状动脉介入治疗    肺部感染    危险因素    列线图    
Establishment and verification of nomogram model for individualized prediction of risk for pulmonary infection in elderly patients with acute myocardial infarction after percutaneous coronary intervention
TAO Na , GAO Wei , QIN Guo-min     
Department of Cardiology, Fuyang Second People's Hospital, Fuyang 236000, China
Abstract: Objective To establish nomogram model for individualized prediction of risk for pulmonary infection (PI) in elderly patients with acute myocardial infarction (AMI) after percutaneous coronary intervention (PCI), and verify the prediction efficiency of the model. Methods 215 elderly AMI patients who underwent PCI in a hospital from July 2018 to June 2021 were selected as the research object, clinical data of patients were collected, distribution of pathogens of post-operative PI was analyzed, risk factors for PI after PCI were conducted univariate, LASSO regression and multivariate regression analysis, and nomogram risk model was established. Results 39 patients had PI, infection rate was 18.14%, 43 pathogenic strains were isolated, 67.44% of which were Gram-negative bacteria. Multivariate regression analysis showed that age ≥70 years, smoking, diabetes mellitus, Killip grade III-IV, tracheal intubation and mechanical ventilation were independent risk factors for PI in elderly AMI patients after PCI (all P < 0.05). The model verification results show that C-index was 0.823; there was no significant difference in H-L deviation test results(χ2=4.122, P=0.537); the area under receiver operating characteristic curve was 0.840 (95%CI: 0.805-0.875); the net benefit predicted by the model was high in the range of 1%-96%, indicating that the model has good prediction efficiency. Conclusion Age ≥70 years old, smoking, diabetes mellitus, Killip grade Ⅲ-Ⅳ, tracheal intubation and mechanical ventilation are significantly associated with post-operative PI in elderly AMI patients after PCI, the nomogram model established based on this can be effectively predict the risk for PI.
Key words: the elderly    acute myocardial infarction    percutaneous coronary intervention    pulmonary infection    risk factor    nomogram    

急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)是由冠状动脉病变引起的突发心肌持续缺血缺氧性坏死,多发于老年人,是威胁人类健康的常见疾病。我国AMI病死率呈持续上升趋势,2002—2015年农村和城区AMI病死率分别从12.00/10万人、16.46/10万人升至70.09/10万人、56.38/10万人[1]。经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)是AMI的重要治疗手段,能有效重建心肌血流,拯救缺血心肌,降低死亡风险[2]。目前PCI应用于AMI的治疗率>50%,但作为一项有创术式,术后仍易引起各种并发症[3],肺部感染是PCI术后常见的并发症[4-5],尤其对于机体各项功能减退的老年患者,术后肺部感染不仅会加重病情,还会延长住院时间,严重者可导致死亡。目前对于如何早期预测老年AMI患者PCI术后肺部感染的报道较少。列线图是一种以带有刻度线段为主体,在回归模型基础上构建的平面化模型,国内外研究[6-7]证实可适用于临床事件的预测。基于此,研究通过分析老年AMI患者PCI术后肺部感染的影响因素构建相关列线图模型,旨在为降低医院感染率,改善AMI预后提供参考。

1 对象与方法 1.1 研究对象

2018年7月—2021年6月于本院行PCI术的老年AMI患者,此研究经本院伦理委员会审批通过。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准:①年龄≥60岁,符合《急性心肌梗死诊断和治疗指南》中的诊断标准[8];②发病时间≤12 h;③符合《中国经皮冠状动脉介入治疗指南(2016)》[9]中的手术指征,成功完成PCI并恢复血液灌注;④患者及其家属签署知情同意书。排除标准:①因侵入性诊疗或外周栓子脱落引起的急性心梗;②再次行血运重建治疗者;③合并创伤、感染、造血系统疾病、免疫系统疾病、恶性肿瘤者;④有先天性心脏病、心肌病、脑血管病、周围血管病者;⑤合并严重心肝肾功能不全者;⑥近3个月使用过抗菌药物、免疫抑制剂者;⑦妊娠期或哺乳期妇女。

1.3 研究方法

急诊手术给予阿司匹林(300 mg)或氯吡格雷(300~600 mg),经桡动脉或股动脉行冠状动脉造影,根据造影结果使用指引导管导丝、支架等完成PCI。术后严密监测患者生命体征,初步评估是否发生感染,对可疑感染者参照《中国成人医院获得性肺炎与呼吸机相关性肺炎诊断和治疗指南(2018年版)》[10]判断是否属于肺部感染,并对确诊者进行病原学检查。

1.4 资料收集

调查AMI患者的临床资料,包括性别、年龄、身体质量指数(BMI)、吸烟、糖尿病、高血压、慢性阻塞性肺疾病、Killip分级、梗死类型、梗死部位、支架植入数、气管插管、机械通气、留置导尿管、使用H2-受体阻滞剂和使用抗菌药物情况。

1.5 统计学分析

应用SPSS 22.0软件进行数据分析,计数资料采用χ2检验,采用logistic回归分析影响因素,以P≤0.05为差异有统计学意义。采用R(R3.5.3)软件包和rms程序包制作列线图,采用Bootstrap法作内部验证(将原始数据重复抽样1 000次后完成),采用一致性指数(C-index)、H-L拟合优度检验、受试者工作特征曲线(receive operating characteristic curve,ROC曲线)和决策曲线评估模型的预测效能。

2 结果 2.1 一般情况

2018年7月—2021年6月本院收治300例老年AMI患者,282例接受PCI治疗,按纳入及排除标准最终纳入215例,老年AMI患者PCI术后肺部感染研究人群筛选流程见图 1。39例发生肺部感染,感染发病率为18.14%;共培养病原菌43株,其中革兰阳性菌10株,革兰阴性菌29株,真菌4株。见表 1

图 1 老年AMI患者PCI术后肺部感染研究人群筛选流程图 Figure 1 Screening flow chart of PI in elderly AMI patients after PCI

表 1 老年AMI患者PCI术后肺部感染病原菌构成情况 Table 1 Constituent of pathogens of PI in elderly AMI patients after PCI
2.2 PCI术后肺部感染单因素分析

215例老年AMI接受PCI的患者,按术后是否发生肺部感染分为感染组和非感染组,两组患者性别、身体质量指数、高血压、慢性阻塞性肺疾病、梗死类型、梗死部位、支架植入数、留置导尿管、使用H2-受体阻滞剂和使用抗菌药物情况比较,差异均无统计学意义(均P>0.05);两组患者年龄、吸烟、糖尿病、Killip分级、气管插管和机械通气情况比较,差异均有统计学意义(均P<0.05)。见表 2

表 2 老年AMI患者PCI术后肺部感染的单因素分析[例(%)] Table 2 Univariate analysis on PI in elderly AMI patients after PCI (No.of cases[%])
2.3 PCI术后肺部感染预测因素筛选

LASSO回归结果显示,年龄、吸烟、糖尿病、Killip分级、气管插管和机械通气是系数不为零的重要预测因素。见图 2

注:A为二项式偏差曲线与Log(λ)的关系曲线,虚线垂直线显示为最佳λ值;B为16个特征因素的LASSO系数分布,最佳λ产生了6个具有非零系数的特征。 图 2 LASSO回归分析筛选预测因素图 Figure 2 LASSO regression analysis for screening predictors
2.4 PCI术后肺部感染的多因素logistic回归分析

以肺部感染发生情况为因变量(发生=1,未发生=0),以LASSO回归分析筛选出的预测因子(年龄:≥70岁=1,<70岁=0;吸烟:是=1,否=0;糖尿病:是=1,否=0;Killip分级:Ⅲ~Ⅳ级=1,Ⅰ~Ⅱ级=0;气管插管:是=1,否=0;机械通气:是=1,否=0)为自变量,进行多因素logistic回归分析,结果显示:年龄≥70岁、吸烟、糖尿病、Killip分级Ⅲ~Ⅳ级、气管插管和机械通气是老年AMI患者PCI术后肺部感染的独立危险因素(均P < 0.05)。见表 3

表 3 老年AMI患者PCI术后肺部感染的多因素logistic回归分析 Table 3 Multivariate logistic regression analysis on PI in elderly AMI patients after PCI
2.5 建立预测PCI术后肺部感染列线图风险模型

基于筛选出的危险因素构建预测老年AMI患者PCI术后肺部感染风险的列线图模型,见图 3。使用方法:年龄、吸烟、糖尿病、Killip分级、气管插管和机械通气6个变量轴上相应点对应不同的分值,各项评分相加,获得总分,不同总分对应PCI术后发生肺部感染的不同风险。

图 3 预测老年AMI患者PCI术后肺部感染的列线图 Figure 3 Nomogram for predicting PI in elderly AMI patients after PCI
2.6 列线图模型的评价

模型验证结果显示,C-index为0.823;H-L偏差度检验结果χ2为4.122,P=0.537,表明预测准确性良好,见图 4;ROC曲线下面积(AUC)为0.840(95%CI:0.805~0.875),表明区分度良好,见图 5;在1%~96%范围内,模型预测净获益值较高,表明该模型临床预测效能良好,见图 6

图 4 列线图的校正曲线验证图 Figure 4 Verification of calibration curve of nomogram

图 5 列线图的ROC曲线验证图 Figure 5 Verification of ROC curve of nomogram

图 6 列线图模型的决策曲线图 Figure 6 Decision curve of nomogram model
3 讨论

本研究结果显示,老年AMI患者PCI术后肺部感染率为18.14%,与Lin等[11]报道一致,但高于张军等[12]报道PCI患者总体医院感染率(5.23%),可能与本研究受试者均为免疫功能减退的老年患者,也可能与样本量、研究方法、界定标准等不同有关。略低于文献[13]报道的老年AMI患者住院治疗期间肺部感染发生率(23.81%),可能是由于PCI能迅速重建血运,恢复AMI患者各项机能,进而降低医院获得性肺炎的发生率。39例PCI术后肺部感染老年AMI患者,共培养病原菌43株,其中67.44%为革兰阴性菌,提示临床应及早进行微生物培养和药敏试验,并根据试验结果选用抗菌药物,对于急重症感染,可经验性使用广谱抗菌药物治疗。

本研究筛选出年龄≥70岁、吸烟、糖尿病、Killip分级Ⅲ~Ⅳ级、气管插管和机械通气是AMI老年患者PCI术后发生肺部感染的危险因素。年龄较大与感染率增高密切相关[14],可能是因为高龄患者各脏器功能和全身供氧能力逐渐衰退,免疫力低下,更易受到病原菌侵袭。屈永生等[15]报道,吸烟史是AMI患者发生肺部感染的独立危险因素。分析原因,可能是由于长期吸烟会损伤肺上皮细胞和黏液纤毛系统,可造成呼吸道清除功能下降,黏液增加,从而引起气道炎性反应,长期的痰液淤积、气道不畅,会增加医院获得性肺炎的风险。国内外研究[16-17]均指出糖尿病与术后肺部感染显著相关。糖尿病患者体内代谢紊乱,使患者处于营养不足状态,导致体液免疫和细胞免疫能力下降。此外,高血糖不仅为病原菌提供了有利的生长环境,而且会抑制白细胞的生长,致其杀菌能力下降,造成细菌侵袭的风险增加。而合并有血管和神经病变时,会造成脏器对组织的氧供和血供减少,在接受有创手术后极易发生致病菌体内定植。Killip分级Ⅲ~Ⅳ级表明存在严重心力衰竭或心源性休克,可导致患者全身各组织灌注不足,多脏器缺血缺氧,支气管黏膜和肺部毛细血管受损,使机体对病原菌侵袭的防御能力下降,更易诱发肺部感染。此外,心功能较差的患者卧床时间相对更长,导致呼吸道分泌物不易排除,更易造成细菌在呼吸系统定植[13]。李勤等[18]指出,气管插管可能会增加AMI患者住院治疗期间医院感染风险。究其原因,可能是气管插管和机械通气作为侵入性操作,会造成人体自然防御屏障受损,导致机体抵抗能力下降,从而为病原菌的入侵提供有利条件,提示在进行侵入性操作时,应严格遵循消毒制度和执行无菌操作规程,以降低肺部感染风险。

Russotto等[19]通过GLMM法构建预测术后肺部感染的变量回归模型,而本文先采用LASSO初筛预测因子,再进入多因素回归模型进行逐步回归分析,以此筛选出的变量更为严谨。同时,本次构建的列线图模型具有可视化的特点,直观、简洁,使用时无需传统数学模型的复杂运算,方便快捷,临床实用性更强。孙铃等[20]研究采用ROC曲线进行模型验证,本文为避免模型的过度拟合,采用计算C-index,绘制校正曲线、ROC曲线和决策曲线多种验证方式,更具有可信度。验证结果显示C-index为0.823,H-L偏差度检验结果差异无统计学意义(P=0.537),AUC为0.840(95%CI:0.805~0.875),在1%~96%范围内,模型预测净获益值较高,表明模型具有良好的预测效能,具备个体化预测老年AMI患者PCI术后发生肺部感染风险的能力。

综上所述,针对年龄≥70岁、吸烟、糖尿病、Killip分级Ⅲ~Ⅳ级、气管插管和机械通气的AMI患者,应特别重视PCI术后肺部感染的发生。研究构建的列线图模型能够有效预测老年AMI患者PCI术后发生肺部感染的风险,有利于临床筛查高风险患者。本研究的不足在于:单中心样本量较少,缺少多中心样本对模型作进一步的外部验证,且临床资料收集时存在一定的选择性偏倚,后续研究需要扩大样本量,纳入更广泛的资料对模型作进一步完善。

利益冲突:所有作者均声明不存在利益冲突。

参考文献
[1]
陈伟伟, 高润霖, 刘力生, 等. 《中国心血管病报告2017》概要[J]. 中国循环杂志, 2018, 33(1): 1-8.
Chen WW, Gao RL, Liu LS, et al. Summary of the 2018 report on cardiovascular diseases in China[J]. Chinese Circulation Journal, 2018, 33(1): 1-8.
[2]
Chen LW, Han L, Luo JG. Selection of percutaneous coronary intervention in elderly patients with acute myocardial infarction in tertiary hospital[J]. Medicine (Baltimore), 2019, 98(29): e16544. DOI:10.1097/MD.0000000000016544
[3]
Yang Q, Wang Y, Liu J, et al. Invasive management strategies and antithrombotic treatments in patients with non-ST-segment-elevation acute coronary syndrome in China: findings from the improving CCC project (care for cardiovascular disease in China)[J]. Circ Cardiovasc Interv, 2017, 10(6): e004750.
[4]
Mancone M, Cavalcante R, Modolo R, et al. Major infections after bypass surgery and stenting for multivessel coronary di-sease in the randomised SYNTAX trial[J]. EuroIntervention, 2020, 15(17): 1520-1526. DOI:10.4244/EIJ-D-19-00208
[5]
张娟, 常玉霞, 韩旭, 等. 依替米星联合哌拉西林/他唑巴坦治疗急性心肌梗死PCI后肺部感染的临床疗效[J]. 中华医院感染学杂志, 2019, 29(2): 203-207.
Zhang J, Chang YX, Han X, et al. Clinical effect of etimicin combined with piperacillin-tazobactam on treatment of acute myocardial infarction patients with pulmonary infection after PCI[J]. Chinese Journal of Nosocomiology, 2019, 29(2): 203-207.
[6]
周晓娟, 马礼坤, 张理想, 等. 构建预测永久性心脏起搏器植入患者术后囊袋感染风险的列线图模型[J]. 中国感染控制杂志, 2021, 20(10): 881-888.
Zhou XJ, Ma LK, Zhang LX, et al. Construction of nomogram model for predicting the risk of pocket infection in patients with permanent pacemaker implantation[J]. Chinese Journal of Infection Control, 2021, 20(10): 881-888. DOI:10.12138/j.issn.1671-9638.20211114
[7]
Perez IM, Jambor I, Kauko T, et al. Qualitative and quantitative reporting of a unique biparametric MRI: towards biparametric MRI-based nomograms for prediction of prostate biopsy outcome in men with a clinical suspicion of prostate cancer (IMPROD and MULTI-IMPROD trials)[J]. J Magn Reson Imaging, 2020, 51(5): 1556-1567. DOI:10.1002/jmri.26975
[8]
中华医学会心血管病学分会, 中华心血管病杂志编辑委员会, 《中国循环杂志》编辑委员会. 急性心肌梗死诊断和治疗指南[J]. 中华心血管病杂志, 2001, 29(12): 710-725.
Cardiovascular branch of Chinese Medical Association, Editorial Board of Chinese Journal of Cardiovascular Disease, Editorial Board of Chinese Journal of Circulation. Guidelines for diagnosis and treatment of acute myocardial infarction[J]. Chinese Journal of Cardiology, 2001, 29(12): 710-725. DOI:10.3760/j:issn:0253-3758.2001.12.003
[9]
中华医学会心血管病学分会介入心脏病学组, 中国医师协会心血管内科医师分会血栓防治专业委员会, 中华心血管病杂志编辑委员会. 中国经皮冠状动脉介入治疗指南(2016)[J]. 中华心血管病杂志, 2016, 44(5): 382-400.
Interventional Cardiology Group of Cardiovascular Branch of Chinese Medical Association, Professional Committee of Thrombosis Prevention and Treatment of Cardiovascular Physician Branch of Chinese Medical Association, Editorial Committee of Chinese Journal of Cardiovascular Disease. Chinese guidelines for percutaneous coronary intervention (2016)[J]. Chinese Journal of Cardiology, 2016, 44(5): 382-400. DOI:10.3760/cma.j.issn.0253-3758.2016.05.006
[10]
中华医学会呼吸病学分会感染学组. 中国成人医院获得性肺炎与呼吸机相关性肺炎诊断和治疗指南(2018年版)[J]. 中华结核和呼吸杂志, 2018, 41(4): 255-280.
Infectious Group, Respiratory Branch, Chinese Medical Association. Guidelines for the diagnosis and treatment of hospital acquired pneumonia and ventilator-associated pneumonia in Chinese adult hospitals (2018 Edition)[J]. Chinese Journal of Tuberculosis and Respiratory Diseases, 2018, 41(4): 255-280. DOI:10.3760/cma.j.issn.1001-0939.2018.04.006
[11]
Lin CF, Chang YH, Chi NF, et al. Effect of early percutaneous coronary intervention on one-year risk of pneumonia and pneumonia-related adverse outcomes in patients with acute myocardial infarction[J]. EuroIntervention, 2018, 13(14): 1705-1713. DOI:10.4244/EIJ-D-16-00840
[12]
张军, 邓伟, 张进, 等. 经皮冠状动脉支架植入术后感染的危险因素分析及预防措施[J]. 中华医院感染学杂志, 2017, 27(7): 1561-1564.
Zhang J, Deng W, Zhang J, et al. Risk factors and prevention measures of infections after percutaneous coronary stent implantation[J]. Chinese Journal of Nosocomiology, 2017, 27(7): 1561-1564.
[13]
程杨, 汪爱民, 陈晶. 老年急性心肌梗死患者肺部感染的临床分析[J]. 中华医院感染学杂志, 2014, 24(23): 5854-5855, 5863.
Cheng Y, Wang AM, Chen J. Clinical analysis on pulmonary infection in patients with acute myocardial infarction[J]. Chinese Journal of Nosocomiology, 2014, 24(23): 5854-5855, 5863.
[14]
Kwok CS, Rao SV, Gilchrist I, et al. Relation between age and unplanned readmissions after percutaneous coronary intervention (findings from the nationwide readmission database)[J]. Am J Cardiol, 2018, 122(2): 220-228. DOI:10.1016/j.amjcard.2018.03.367
[15]
屈永生, 蔡瑞珍, 张静, 等. 急性心肌梗死患者肺部感染多药耐药菌及危险因素研究[J]. 中华医院感染学杂志, 2017, 27(9): 1967-1970.
Qu YS, Cai RZ, Zhang J, et al. Distribution of multidrug-resistant organisms causing pulmonary infections in patients with acute myocardial infarction and risk factors[J]. Chinese Journal of Nosocomiology, 2017, 27(9): 1967-1970.
[16]
陈晓群, 邵燕. 急性心肌梗死患者住院期间发生肺部感染的危险因素分析[J]. 浙江临床医学, 2018, 20(3): 507-508.
Chen XQ, Shao Y. Analysis of risk factors of pulmonary infection in patients with acute myocardial infarction during hospitalization[J]. Zhejiang Clinical Medical Journal, 2018, 20(3): 507-508.
[17]
López-de-Andrés A, Perez-Farinos N, de Miguel-Díez J, et al. Type 2 diabetes and postoperative pneumonia: an observational, population-based study using the Spanish Hospital Discharge Database, 2001-2015[J]. PLoS One, 2019, 14(2): e0211230. DOI:10.1371/journal.pone.0211230
[18]
李勤, 宋广玉, 袁扬阳. 急性心肌梗死患者医院感染临床特征及影响因素[J]. 中国老年学杂志, 2020, 40(19): 4223-4227.
Li Q, Song GY, Yuan YY. Clinical characteristics and influencing factors of nosocomial infection in patients with acute myocardial infarction[J]. Chinese Journal of Gerontology, 2020, 40(19): 4223-4227. DOI:10.3969/j.issn.1005-9202.2020.19.058
[19]
Russotto V, Sabaté S, Canet J, et al. Development of a prediction model for postoperative pneumonia: a multicentre prospective observational study[J]. Eur J Anaesthesiol, 2019, 36(2): 93-104. DOI:10.1097/EJA.0000000000000921
[20]
孙铃, 毛丽鹏, 邹艾霖, 等. 急性心肌梗死患者住院期间恶性室性心律失常风险临床预测模型的构建与验证[J]. 中华危重病急救医学, 2021, 33(4): 438-442.
Sun L, Mao LP, Zou AL, et al. Development and validation of a clinical predictive model for the risk of malignant ventricular arrhythmia during hospitalization in patients with acute myocardial infarction[J]. Chinese Critical Care Medicine, 2021, 33(4): 438-442. DOI:10.3760/cma.j.cn121430-20201217-00760