預(yù)測輸尿管硬鏡下碎石術(shù)后全身炎癥反應(yīng)綜合征數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建及評(píng)價(jià)

蘭建宏 廖國棟 紀(jì)阿林 袁利榮 張承廣 魯來興 阮磊

全身炎癥反應(yīng)綜合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS）是輸尿管鏡下碎石術(shù)后高發(fā)、嚴(yán)重的并發(fā)癥，不僅增加患者治療的痛苦，而且影響手術(shù)療效和預(yù)后，甚至還會(huì)危及患者的生命[1]。本研究旨在分析輸尿管硬鏡下碎石術(shù)后發(fā)生SIRS的影響因素，并構(gòu)建輸尿管硬鏡下碎石術(shù)后發(fā)生SIRS的logistic數(shù)學(xué)預(yù)測模型，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 選取2011年12月至2016年12月行輸尿管硬鏡下碎石術(shù)治療的2 105例輸尿管結(jié)石患者進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，其中杭州市余杭區(qū)第二人民醫(yī)院473例，浙江省人民醫(yī)院1 632例；男1 072例，女1 033例；年齡 25～81（45.6±13.5）歲；結(jié)石最大直徑 6～29（11.5±1.8）mm。另選取2018年1至6月在杭州市余杭區(qū)第二人民醫(yī)院行輸尿管硬鏡下碎石術(shù)治療的163例輸尿管結(jié)石患者對(duì)構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證，其中82例采用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行SIRS預(yù)測，為模型組；81例采用術(shù)前中段尿培養(yǎng)及術(shù)中腎盂尿細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果進(jìn)行SIRS預(yù)測，為培養(yǎng)組。模型組男53例，女29例；年齡（53.6±12.5）歲；BMI（23.8±3.2）kg/m2；結(jié)石最大直徑（12.3±1.6）mm。培養(yǎng)組男 52 例，女 29 例；年齡（53.5±12.3）歲；BMI（23.6±3.1）kg/m2；結(jié)石最大直徑（15.2±1.5）mm。兩組患者性別、年齡、BMI、結(jié)石最大直徑等臨床資料比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。入選標(biāo)準(zhǔn)：（1）符合國家衛(wèi)生部制定的《泌尿系結(jié)石診斷治療指南》[2]中泌尿系結(jié)石的診斷標(biāo)準(zhǔn)；（2）符合Ⅰ期輸尿管硬鏡下碎石術(shù)的指征，并自愿接受輸尿管鏡下碎石術(shù)治療[3]。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）伴有感知或精神障礙；（2）伴有嚴(yán)重的肝腎損害；（3）伴有高血壓、糖尿病及對(duì)研究數(shù)據(jù)有影響的疾??；（4）研究所需資料或數(shù)據(jù)缺失者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審查通過，所有患者簽署知情同意書。

1.2 資料收集 收集患者性別、年齡、結(jié)石側(cè)別、結(jié)石數(shù)目、結(jié)石最大直徑、結(jié)石位置、腎積水程度、有無菌尿、術(shù)前尿細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果、結(jié)石相關(guān)性發(fā)熱、血WBC、尿WBC、手術(shù)時(shí)間等臨床資料。（1）尿細(xì)菌培養(yǎng)：常規(guī)對(duì)中段尿和術(shù)中腎盂尿進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)和檢測，菌落計(jì)數(shù)＞105CFU/ml判定為陽性。（2）腎積水程度根據(jù)彩超腎盂輸尿管分離程度進(jìn)行評(píng)價(jià)：腎外形和實(shí)質(zhì)一般無變化，液性分離前后徑1.5～3 cm為輕度腎積水；腎外形輕度增大，液性分離前后徑3～4 cm為中度腎積水；腎外形明顯增大，形態(tài)失常，液性分離前后徑＞4 cm，皮質(zhì)變薄為重度腎積水。（3）菌尿：尿菌落計(jì)數(shù)＞104CFU/ml或尿常規(guī)細(xì)菌數(shù)＞500 個(gè)/μl。（4）血 WBC 在（4～10）×109/L范圍內(nèi)為正常，其他為異常。（5）尿WBC≤10個(gè)/HP為正常，＞10個(gè)/HP為異常。

1.3 SIRS的診斷與預(yù)測 （1）具備以下2個(gè)及以上條件者即可診斷為SIRS：①體溫＞38℃或＜36℃；②心率＞90次/min；③呼吸頻率＞20次/min或 PaCO2＜32 mmHg；④外周血 WBC＞12×109/L 或＜4×109/L 或未成熟細(xì)胞≥10%。（2）模型組利用構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型計(jì)算P值（取值范圍在0～1），若P＞0.096則預(yù)測術(shù)后會(huì)發(fā)生SIRS；培養(yǎng)組根據(jù)術(shù)前中段尿培養(yǎng)和術(shù)中腎盂尿細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果，若陽性則預(yù)測術(shù)后會(huì)發(fā)生SIRS。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 22.1統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料用表示，組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗(yàn)；等級(jí)資料組間比較采用秩和檢驗(yàn)。采用二分類反應(yīng)變量的logistic回歸分析法進(jìn)行多因素分析并建立預(yù)測模型。采用Hosmer-Lemeshow進(jìn)行擬合優(yōu)度檢驗(yàn)，P＞0.05提示模型擬合較好。繪制ROC曲線評(píng)估數(shù)學(xué)模型對(duì)輸尿管硬鏡下碎石術(shù)后發(fā)生SIRS的預(yù)測效能。分別利用構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型、術(shù)前中段尿培養(yǎng)和術(shù)中腎盂尿細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果對(duì)術(shù)后SIRS發(fā)生情況進(jìn)行預(yù)測，計(jì)算發(fā)病預(yù)測率、靈敏度、特異度、預(yù)測符合率[3-5]。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 影響輸尿管硬鏡下碎石術(shù)后發(fā)生SIRS的單因素分析 結(jié)石最大直徑、腎積水程度、術(shù)前尿細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果、手術(shù)時(shí)間不同及有無菌尿的患者輸尿管硬鏡下碎石術(shù)后SIRS發(fā)生率比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），見表1。

2.2 影響輸尿管硬鏡下碎石術(shù)后發(fā)生SIRS的多因素分析 將單因素分析結(jié)果P＜0.05的5個(gè)因素（結(jié)石直徑、腎積水程度、菌尿、術(shù)前尿細(xì)菌培養(yǎng)、手術(shù)時(shí)間）作為自變量進(jìn)行賦值，以輸尿管硬鏡下碎石術(shù)后是否發(fā)生SIRS為因變量（是=1，否=0）采用多因素logistic回歸分析。結(jié)果顯示菌尿（OR=1.453）、術(shù)前尿細(xì)菌培養(yǎng)陽性（OR=3.690）、手術(shù)時(shí)間≥60 min（OR=1.504）是影響輸尿管硬鏡下碎石術(shù)后發(fā)生SIRS的獨(dú)立危險(xiǎn)因素（均P＜0.05），見表 2。

表2 影響輸尿管硬鏡下碎石術(shù)后發(fā)生SIRS的多因素分析

2.3 數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建 根據(jù)多因素logistic回歸分析結(jié)果，建立預(yù)測輸尿管硬鏡下碎石術(shù)后發(fā)生SIRS的數(shù)學(xué)模型，其公式為：。式中X1為菌尿（“有”取值 1，“無”取值 0）；X2為術(shù)前尿細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果（“陽性”取值1，“陰性”取值0）；X3為手術(shù)時(shí)間（“＜60 min”取值 0，“≥60 min”取值 1）；P 為 SIRS 發(fā)生的概率，越接近1表示發(fā)生SIRS的可能性越大。采用Hosmer-Lemeshow進(jìn)行擬合優(yōu)度檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)模型擬合較好（χ2=3.655，P ＞0.05）。

2.4 數(shù)學(xué)模型的預(yù)測效能 該數(shù)學(xué)模型預(yù)測輸尿管硬鏡下碎石術(shù)后發(fā)生SIRS的AUC為0.641（P＜0.05），準(zhǔn)確度為0.780，靈敏度為0.425，特異度為0.821，約登指數(shù)為0.247，最佳截?cái)嘀禐?.096，ROC曲線見圖1。

圖1 數(shù)學(xué)模型預(yù)測輸尿管硬鏡術(shù)后發(fā)生全身炎癥反應(yīng)綜合征（SIRS）的ROC曲線

2.5 數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證 模型組發(fā)病預(yù)測率、靈敏度、特異度、預(yù)測符合率分別為 14.6%（12/82）、0.421（8/19）、0.824（56/68）、78.0%（64/82），明顯高于培養(yǎng)組的 12.3%（10/81）、0.294（5/17）、0.719（46/64）、63.0%（51/81），差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=4.368、5.632、4.328、5.326，均 P＜0.05）。

3 討論

輸尿管鏡下碎石術(shù)是治療上尿路結(jié)石的主要方法，與早前開放性手術(shù)相比，具有患者創(chuàng)傷小、術(shù)后恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)。隨著腔內(nèi)碎石技術(shù)的大量開展，術(shù)后發(fā)生SIRS以及發(fā)展為感染性休克的比例也逐步上升。分析原因，可能是操作過程中鏡體多次進(jìn)出輸尿管，正常黏膜受到機(jī)械損傷，且術(shù)中需要確保視野清晰，多采用持續(xù)高壓水流沖洗，易導(dǎo)致腎盂、輸尿管內(nèi)壓力增加等。有文獻(xiàn)報(bào)道當(dāng)腎盂壓力＞30 mmHg時(shí)可出現(xiàn)腎實(shí)質(zhì)反流，導(dǎo)致細(xì)菌、毒素進(jìn)入淋巴、血流，并產(chǎn)生大量內(nèi)源性炎癥因子（如 TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8、NO 等），進(jìn)而觸發(fā)系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)，引起大量的非特異性抗菌物質(zhì)（如白細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、免疫球蛋白等）的消耗，導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷、血管內(nèi)抗凝/凝血功能失調(diào)，進(jìn)而導(dǎo)致微循環(huán)障礙，出現(xiàn)嚴(yán)重的全身中毒癥狀或休克，最終導(dǎo)致多器官功能障礙甚至危及生命[6]。

然而，提高對(duì)患者術(shù)后發(fā)生SIRS的預(yù)測，有助于減少甚至避免輸尿管硬鏡下碎石術(shù)后SIRS的發(fā)生。Bag等[7]報(bào)道術(shù)前給予口服抗生素可明顯降低患者術(shù)后SIRS及感染性休克發(fā)生率，而且術(shù)前結(jié)石直徑、是否合并腎積水是患者術(shù)后發(fā)生SIRS及感染性休克的影響因素。Mitsuzuka等[8]分析2011至2013年因腎和（或）輸尿管結(jié)石而接受輸尿管鏡下碎石術(shù)的153例患者臨床資料，發(fā)現(xiàn)術(shù)前尿道下裂、腎盂腎炎是患者術(shù)后發(fā)熱的危險(xiǎn)因素。Sohn等[9]、Grabe等[10]認(rèn)為細(xì)菌尿、術(shù)前輸尿管支架、經(jīng)皮腎造口術(shù)是輸尿管鏡下碎石術(shù)后發(fā)熱的危險(xiǎn)因素。Kim等[11]研究認(rèn)為，手術(shù)時(shí)間是患者術(shù)后發(fā)熱的危險(xiǎn)因素。但上述研究僅從單個(gè)變量來診斷或預(yù)測術(shù)后感染的發(fā)生，而感染往往是多個(gè)因素共同起作用的結(jié)果，單個(gè)變量在術(shù)前全面預(yù)測感染發(fā)生的可行性有限。目前已開發(fā)的預(yù)測腎結(jié)石術(shù)后并發(fā)癥的評(píng)分系統(tǒng)包括GUY’s腎結(jié)石評(píng)分系統(tǒng)、STONE評(píng)分系統(tǒng)、CROES計(jì)算圖表[12]和S-ReSC評(píng)分系統(tǒng)[13]等。

本課題組收集近5年行輸尿管硬鏡下碎石術(shù)的2 105例輸尿管結(jié)石患者臨床資料，經(jīng)單因素和多因素變量分析發(fā)現(xiàn)，菌尿、術(shù)前尿細(xì)菌培養(yǎng)陽性、手術(shù)時(shí)間≥60 min是輸尿管硬鏡下碎石術(shù)后發(fā)生SIRS的危險(xiǎn)因素。進(jìn)一步對(duì)上述3個(gè)因素進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，得到logistic數(shù)學(xué)模型公式，經(jīng)Hosmer-Lemeshow擬合優(yōu)度檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該模型擬合較好。同時(shí)繪制ROC曲線，發(fā)現(xiàn)該數(shù)學(xué)模型AUC為0.641，預(yù)測價(jià)值較好。同時(shí)選取163例行輸尿管硬鏡下碎石術(shù)患者，分別采用數(shù)學(xué)模型、術(shù)前中段尿培養(yǎng)及術(shù)中腎盂尿細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果對(duì)術(shù)后SIRS進(jìn)行預(yù)測。結(jié)果顯示，模型預(yù)測組的發(fā)病預(yù)測率、靈敏度、特異度和預(yù)測符合率均明顯高于培養(yǎng)組，說明該數(shù)學(xué)模型具有一定的可行性。

綜上所述，菌尿、術(shù)前尿細(xì)菌培養(yǎng)陽性及手術(shù)時(shí)間≥60 min是輸尿管硬鏡下碎石術(shù)后發(fā)生SIRS的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。本研究構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型用于輸尿管硬鏡下碎石術(shù)后SIRS的發(fā)生具有較高的預(yù)測價(jià)值，后續(xù)還需要大樣本研究進(jìn)一步驗(yàn)證。