顱腦術(shù)后中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染的預(yù)測模型構(gòu)建及初步應(yīng)用

俞嵐　周林玲　蔣偉

摘要：目的 建立一種有效的預(yù)測模型用于評估顱腦術(shù)后中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染（CNSI）風險，并驗證其可行性。方法 選取行顱腦手術(shù)患者1 020例，比較術(shù)后感染組和非感染組患者的各項指標。采用多因素Logistic回歸建立風險預(yù)測模型，受試者工作特征（ROC）曲線下面積檢驗?zāi)Ｐ皖A(yù)測效果。并抽取500例行顱腦手術(shù)的患者初步驗證預(yù)測模型的有效性。結(jié)果 1 020例行顱腦手術(shù)患者中61例（5.98%）發(fā)生術(shù)后中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染。多因素Logistic回歸分析顯示術(shù)后住院時間、腦室外引流（EVD）使用個數(shù)、EVD留置時間、手術(shù)時間、留置永久性植入物、接臺手術(shù)為顱腦術(shù)后CNSI發(fā)生的獨立影響因素。預(yù)測模型的公式：顱腦術(shù)后CNSI=-3.025+1.354×術(shù)后住院時間+1.225×EVD使用個數(shù)+1.625×EVD留置時間+1.427×手術(shù)時間+1.221×置入永久性植入物+1.218×接臺手術(shù)。ROC曲線下面積為0.849（95%CI：0.761～0.915），敏感度為81.56%，特異度為65.78%。初步驗證隊列中，實際34例（6.8%）發(fā)生術(shù)后中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染，模型預(yù)測30例（6.0%）發(fā)生CNSI，敏感度為91.48%，特異度為91.53%。結(jié)論 該模型適用于顱腦手術(shù)患者圍手術(shù)期評估，可及時識別術(shù)后CNSI高風險人群。

關(guān)鍵詞：顱腦損傷；中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染；顱腦手術(shù)；風險；預(yù)測

中圖分類號：R651.1 文獻標志碼：A DOI：10.11958/20221010

Prediction model construction and preliminary application of central nervous system

infection after craniocerebral surgery

YU Lan ZHOU Linling JIANG Wei

1 Neurological Intensive Care Unit， the Affiliated Hospital of Jiangnan University， Wuxi 214041， China;

2 Department of Neurosurgery， the Third Affiliated Hospital of Soochow University

Abstract： Objective To establish an effective prediction model to evaluate the risk of central nervous system infection （CNSI） after craniotomy and to verify its feasibility. Methods A total of 1 020 patients with craniocerebral surgery in our hospital were selected. The indexes of postoperative infection were compared between the infection group （n=61） and the non infection group （n=959）. Multivariate Logistic regression was used to establish risk prediction model and area test model under ROC curve to predict the effect. The effectiveness of the prediction model was preliminarily verified by 500 patients with craniocerebral operation. Results CNSI occurred in 61 cases （5.98%） of 1 020 patients undergoing craniocerebral surgery. Multivariate Logistic regression analysis showed that six risk factors including postoperative hospital stay， number of external ventricular drainage （EVD） use ≥1， EVD indwelling duration， operation duration， indwelling permanent implant and graft operation were included in the prediction model. The formula of the prediction model was as follows： postoperative CNSI=-3.025+1.354× postoperative hospital stay +1.225× number of EVD use +1.625×EVD indwelling time +1.427× operation time +1.221× implantation of permanent implants +1.218× consecutive surgery. The AUC under the ROC curve was 0.849 （95%CI： 0.761-0.915）， the sensitivity was 81.56% and the specificity was 65.78%. In the preliminary validation cohort， 34 patients developed postoperative CNSI （6.8%）， and the model predicted postoperative CNSI in 30 patients （6.0%）， with a sensitivity of 91.48% and a specificity of 91.53%. Conclusion This model is suitable for the perioperative evaluation of patients with craniocerebral surgery， and can identify the high-risk population of postoperative CNSI in time.

Key words： craniocerebral trauma; central nervous system infections; craniocerebral surgery; risk; prediction

中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染（CNSI）是顱腦術(shù)后常見的一種并發(fā)癥，其發(fā)生率為5.06%～7.03%［1-2］。CNSI可顯著延長患者的住院時間，嚴重影響患者的預(yù)后，加重醫(yī)療負擔［3-4］。既往研究表明，院內(nèi)感染是CNSI最常見的誘因，尤以神經(jīng)外科手術(shù)為著［5］。神經(jīng)外科手術(shù)術(shù)式復(fù)雜、有創(chuàng)性操作多、手術(shù)環(huán)境要求高，因而CNSI發(fā)生風險更高［6］。但目前關(guān)于術(shù)后CNSI發(fā)生的危險因素研究尚未形成體系。本研究旨在通過受試者工作特征（ROC）曲線構(gòu)建顱腦術(shù)后CNSI的預(yù)測模型，并通過小范圍內(nèi)試驗進行初步應(yīng)用，以期提供可行、可信的預(yù)測方案，實現(xiàn)早預(yù)防，降低CNSI發(fā)生風險。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2018年1月—2020年1月在江南大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)外科行顱腦手術(shù)治療的患者。納入標準：年齡≥18歲，臨床資料完整，術(shù)后3個月內(nèi)完成隨訪。排除標準：伴有腦膜炎、腦室炎癥或膿腫、顱內(nèi)感染等，經(jīng)鼻內(nèi)鏡手術(shù)者。本研究經(jīng)過我院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核（倫理號：2017-LP-D047）?；谖墨I分析及臨床經(jīng)驗，本研究納入13個危險因素，包括年齡、性別、高血糖、疾病類別、白細胞減少、術(shù)后住院時間、接臺手術(shù)、手術(shù)時間、術(shù)中失血量、非1類切口、有無腦室外引流（EVD）、引流管放置時間、是否置入永久性植入物。樣本量應(yīng)該滿足每個危險因素需5～10例CNSI患者，術(shù)后CNSI發(fā)生率取7%［1］，考慮20%樣本失訪。最終需納入樣本量為13×5×（1+20%）÷7%=1 114例。

1.2 研究方法 2名研究者經(jīng)過培訓(xùn)后收集研究對象的一般資料、臨床資料及圍手術(shù)期資料。包括年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）、合并疾病、應(yīng)用免疫抑制劑、進入重癥監(jiān)護室（ICU）、美國麻醉醫(yī)師協(xié)會（ASA）分級、手術(shù)時間、腦室外引流（EVD）個數(shù)、EVD時間、術(shù)后住院時間、置入永久性植入物等。實驗室檢查數(shù)據(jù)取術(shù)前的檢查結(jié)果。根據(jù)術(shù)后是否發(fā)生CNSI，將患者分為感染組和非感染組。CNSI具體診斷標準依據(jù)《醫(yī)院感染診斷標準（試行）》［7］：（1）術(shù)后發(fā)熱、頭痛或頸項強直等顱內(nèi)感染的臨床表現(xiàn)。（2）腦脊液檢測有炎性指標改變，符合以下之一，即白細胞計數(shù)＞0.01×10⁹/L，腦脊液蛋白定量＞4.50 g/L，腦脊液葡萄糖定量＜2.50 mmol/L。（3）外周血白細胞計數(shù)＞10×10⁹/L。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標準差（x±s）表示，2組間比較采用獨立樣本t檢驗，計數(shù)資料以例（%）表示，組間比較采用χ²檢驗。采用Logistic回歸分析CNSI的獨立危險因素。采用R3.2.3納入獨立危險因素并建立顱腦術(shù)后CNSI風險的預(yù)測模型，并繪制受試者工作特征（ROC）曲線，計算曲線下面積（AUC）。雙側(cè)P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 顱腦術(shù)后CNSI發(fā)生情況及臨床資料特征 本研究共納入1 020例患者，有效參與率為91.56%（1 020/1 114），其中61例（5.98%）發(fā)生CNSI。CNSI感染組和非感染組的性別、BMI、合并疾病、ASA分級差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；與非感染組相比，感染組年齡偏大，使用免疫抑制劑、接臺手術(shù)、EVD使用個數(shù)≥1，EVD留置時間＞7 d和置入永久性植入物比例升高，進入ICU比例下降，手術(shù)時間和術(shù)后住院時間延長（P＜0.05），見表1。

2.2 顱腦術(shù)后CNSI的影響因素 根據(jù)單因素分析結(jié)果和臨床經(jīng)驗，選取術(shù)后住院時間、EVD使用個數(shù)（0個=0，≥1個=1）、EVD留置時間（≤7 d=0，＞7 d=1）、手術(shù)時間、置入永久性植入物（否=0，是=1）、接臺手術(shù)（否=0，是=1）進行多因素Logistic回歸分析。結(jié)果顯示，上述指標均是顱腦術(shù)后CNSI發(fā)生的獨立影響因素。預(yù)測模型的公式：顱腦術(shù)后CNSI=-3.025+1.354×術(shù)后住院時間+1.225×EVD使用個數(shù)+1.625×EVD留置時間+1.427×手術(shù)時間+1.221×置入永久性植入物+1.218×接臺手術(shù)。見表2。

2.3 構(gòu)建顱腦術(shù)后患者CNSI風險的預(yù)測模型 ROC的AUC為0.849（95%CI：0.761～0.915），ROC曲線的約登指數(shù)為0.532，敏感度為81.56%，特異度為65.78%。見圖1。

2.4 顱腦術(shù)后CNSI風險預(yù)測模型的初步應(yīng)用 簡單抽取我院2020年1—8月行顱腦手術(shù)的患者500例。其中，男244例，女256例，年齡50～69歲，平均（58.72±7.51）歲。根據(jù)預(yù)測模型的公式，預(yù)測30例（6.0%）患者發(fā)生CNSI，實際結(jié)果為34例（6.8%）發(fā)生CNSI。預(yù)測結(jié)果與實際結(jié)果相比，本預(yù)測模型敏感度為91.48%，特異度為91.53%，準確度為91.25%。

3 討論

顱腦手術(shù)有創(chuàng)性操作多、過程復(fù)雜，多有異物置入且耗時長，一定程度損害了顱腦的天然保護屏障，增加了CNSI的發(fā)生風險。神經(jīng)外科是院內(nèi)CNSI發(fā)生率較高的科室，本研究中，顱腦術(shù)后CNSI發(fā)生率約為5.98%，與既往數(shù)據(jù)持平［8］。CNSI的發(fā)生嚴重影響患者的預(yù)后，消耗大量的醫(yī)療資源，因而探討顱腦術(shù)后CNSI的危險因素，構(gòu)建預(yù)測顱腦術(shù)后CNSI風險模型非常必要。本研究通過回顧性分析我院近2年行顱腦手術(shù)患者的臨床資料，發(fā)現(xiàn)手術(shù)時間、術(shù)后住院時間、EVD使用個數(shù)、EVD引流時間、接臺手術(shù)、置入永久性植入物均是顱腦術(shù)后CNSI的獨立影響因素。初步應(yīng)用顯示該預(yù)測模型有一定的臨床實用價值。

3.1 顱腦術(shù)后CNSI的危險因素 在臨床實踐中，腦血管疾病、顱腦創(chuàng)傷患者病情較重，多以急診手術(shù)為主，存在術(shù)前準備不充分、術(shù)中清創(chuàng)不徹底的風險，因而術(shù)后CNSI感染風險相對較高，且急診顱腦手術(shù)術(shù)后CNSI發(fā)生率遠高于擇期手術(shù)［9］。顱腦腫瘤常伴有機體消耗性損傷，免疫功能低下，而這類疾病的顱腦手術(shù)創(chuàng)傷較大，硬腦膜的切開也增加了感染的風險。本研究結(jié)果顯示，感染組患者年齡高于非感染組?，F(xiàn)有研究對于年齡是否為CNSI的影響因素尚存爭議。有研究顯示，＞60歲患者術(shù)后CNSI發(fā)生率更高，但也有研究表明年齡不影響CNSI發(fā)生［10］。筆者推測年齡可能是一個混雜因素。

接臺手術(shù)也增加了術(shù)后CNSI風險，顱腦手術(shù)多以1類手術(shù)切口為主，對手術(shù)室環(huán)境要求較為嚴格［11］。而接臺手術(shù)時，醫(yī)護工作人員流動性增大，進出手術(shù)室頻繁，存在手術(shù)室內(nèi)靜壓差下降的風險，進而影響了空氣凈化效果［12］。同樣，手術(shù)時間的延長也增加了手術(shù)切口暴露于空氣的時間，增加了感染的風險，并且手術(shù)時間越長，術(shù)中出血量也越多，這可能導(dǎo)致患者機體免疫功能下降。這也符合專家共識提出的手術(shù)時間＞4 h是術(shù)后CNSI的高危因素［13］。術(shù)后住院時間延長同樣因醫(yī)院環(huán)境中存在各種病原菌，可能增加術(shù)后CNSI風險，而本研究結(jié)果也再次表明住院時間越長，術(shù)后CNSI風險越高。

EVD留置的個數(shù)、時間均會增加顱腦術(shù)后CNSI風險，與國外相似研究結(jié)果相一致［14］。EVD留置時間越長，切口暴露的時間越長，出現(xiàn)感染的風險越大。既往研究顯示，EVD留置時間≥7 d是神經(jīng)外科顱腦手術(shù)術(shù)后CNSI的高危因素［15］。因而，對于需要留置EVD的患者，應(yīng)該加強EVD評估和護理，嚴格無菌操作，盡早拔出EVD，高度警惕CNSI的發(fā)生，并采取積極的措施予以預(yù)防，以降低術(shù)后CNSI的發(fā)生。

3.2 顱腦術(shù)后患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染預(yù)測模型科學(xué)、可信 本模型的AUC為0.849，且敏感度為81.56%，特異度為65.78%，表明此預(yù)測模型能夠有效鑒別術(shù)后CNSI的高風險人群。本研究中的小樣本初步驗證中，預(yù)測模型的敏感度為91.48%，特異度為91.53%，實際預(yù)測能力良好。

本研究開發(fā)了顱腦術(shù)后CNSI風險預(yù)測模型且具有良好的預(yù)測效果。利用此模型評估能夠及時識別顱腦術(shù)后發(fā)生CNSI的患者，從而及時開展個體化干預(yù)措施，預(yù)防術(shù)后CNSI的發(fā)生。與現(xiàn)有研究相比，本研究在構(gòu)建了風險預(yù)測模型后，通過小樣本隊列進行驗證，回歸臨床工作也證實了該模型的有效性，而且此預(yù)測模型納入的因素獲取便捷、客觀，有助于臨床醫(yī)護準確、快速評估。本研究的局限性在于并未大范圍對預(yù)測模型進行驗證，有待多中心、大樣本驗證后廣泛應(yīng)用。

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（2022-06-28收稿 2022-10-26修回）

（本文編輯 胡小寧）