心脏手术早期器官功能障碍或死亡的术前及术后即刻预测模型:一项多中心随机试验的事后分析

Pre- and Immediate Postoperative Prediction Model for Organ Dysfunction or Death Early After Cardiac Surgery: A Post Hoc Analysis of a Multicenter Randomized Trial

作者信息Ellen Dresen, Daren K Heyland, Zheng Yii Lee, Benjamin O'Brien, Gunnar Elke, David I Radke, Patrick Meybohm, Felix Schoenrath, Simon H Sündermann, Vera von Dossow, Bernard McDonald, Kenneth B Christopher, Stephen E Fremes, Siamak Mohammadi, Bernd Niemann, Andreas Böning, C David Mazer, Lu Ke, Alexander Zarbock, Andrew G Day, Christian Stoppe
PMID42466520
发布时间2026-07-21
DOI10.1161/JAHA.125.044394

实验完整度

本研究为临床试验的事后分析,主要基于已有数据构建预测模型,未开展前瞻性实验,仅进行统计分析。

主要模型

1394例心脏手术患者队列

重点核对

患者纳入标准:年龄≥18岁,择期或紧急心脏手术,使用体外循环和心脏停搏液 结局定义:术后48小时存在器官功能障碍或死亡 预测变量:术前变量(年龄、性别、查尔森合并症指数、EuroSCORE II、临床衰弱量表、营养风险、中重度慢性肾病、左心室射血分数、联合手术、紧急手术)及术后变量(体外循环时间、ICU入院时SOFA评分) 模型构建:logistic回归,采用bootstrap验证(20次多重插补,每组50次bootstrap,共1000次) 性能指标:c指数(AUC)、Brier评分、校准图

摘要

背景 接受心脏手术的患者发生器官功能障碍或死亡仍很常见。然而,当前的风险分层工具未能充分整合术前脆弱性和术后即刻的生理紊乱。本研究旨在开发一个整合这些关键时间点的预测模型,以识别术后48小时发生器官功能障碍或死亡的高风险患者。 方法 这是一项国际性、多中心、随机、对照试验的事后分析,纳入接受心脏手术的患者(n=1394)。预先指定的患者特征(年龄、临床衰弱量表、存在营养风险、联合手术、紧急手术、中重度慢性肾脏病、左心室射血分数、欧洲心脏手术风险评估系统II、体外循环持续时间、性别、查尔森合并症指数和序贯器官衰竭评估评分)被纳入采用bootstrap验证的logistic回归模型。 结果 共有434名(31.1%)患者在术后48小时发生器官功能障碍或死亡。术前模型确定临床衰弱量表、营养风险、紧急手术和欧洲心脏手术风险评估系统II是术后48小时器官功能障碍或死亡的显著预测因子(乐观校正的受试者工作特征曲线下面积,0.644 [95% CI,0.610–0.678])。纳入术后变量(入住重症监护室时的序贯器官衰竭评估评分和体外循环持续时间)提高了预测性能(受试者工作特征曲线下面积,0.773 [95% CI,0.745–0.801])。 结论 与仅使用术前变量相比,纳入手术当天收集的变量显著提高了对术后48小时器官功能障碍或死亡的预测能力。这一实用的、临床可操作的模型可能有助于实现有针对性的资源分配和个性化干预,并可能为未来的研究提供分层工具。 注册 网址:clinicaltrials.gov;唯一标识符:NCT02002247。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
整合术前和术后即刻变量能否预测心脏手术后48小时器官功能障碍或死亡的发生?
核心机制
文中未明确说明具体机制,但提及SOFA评分是连接基线风险与最终结局的关键环节。
主要证据
基于1394例患者,术前模型(含临床衰弱量表、营养风险、紧急手术、EuroSCORE II)AUC为0.644,加入术后变量(SOFA评分、CPB时间)后AUC提升至0.773。
研究意义
该模型可能有助于早期识别高风险患者,实现有针对性的资源分配和个性化干预,并可作为未来研究的分层工具。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

数据来源与患者队列

获取用于构建预测模型的临床数据。

从SUSTAIN CSX试验中纳入1394例患者,该试验为国际多中心随机双盲对照试验,评估围术期补硒对术后30天持续器官功能障碍或死亡的影响。

2

预测变量选择与预处理

确定候选预测因子并处理缺失数据。

选择10个术前变量和2个术后变量,包括年龄、性别、查尔森合并症指数、EuroSCORE II、临床衰弱量表、营养风险、中重度慢性肾病、左心室射血分数、联合手术、紧急手术、CPB时间、ICU入院时SOFA评分。对连续变量使用限制性立方样条处理非线性关系,并对某些变量进行对数转换。采用多重插补处理缺失数据。

3

模型构建与变量选择

构建预测模型并筛选重要预测因子。

使用logistic回归构建模型,通过后向逐步选择(退出和重新进入标准P=0.157)选择变量。比较全模型与筛选模型、样条与线性模型的性能。

4

模型验证与性能评估

评估模型的区分度和校准度。

采用bootstrap法验证模型(20次插补×50次bootstrap=1000次),计算乐观校正的c指数、Brier评分和R平方。绘制校准图和ROC曲线。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
SAS V9.4SAS Institute Inc., Cary NC, USA--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
患者纳入
患者年龄≥18岁,择期或紧急心脏手术,使用体外循环和心脏停搏液;排除标准包括单次手术、低风险、对亚硒酸钠过敏、总胆红素>2.0 mg/dL等。
阅读提示:Methods - Design and Patients
结局定义
术后48小时存在器官功能障碍或死亡;器官功能障碍定义为术后第5天需要生命支持治疗(机械通气、非侵入性通气、血管升压药、机械循环支持、持续肾脏替代治疗或间歇性血液透析)。
阅读提示:Methods - Outcome and Data Collection
预测变量
术前变量:年龄、性别、查尔森合并症指数、EuroSCORE II、临床衰弱量表、营养风险、中重度慢性肾病、左心室射血分数、联合手术、紧急手术;术后变量:CPB时间、ICU入院时SOFA评分。
阅读提示:Methods - Statistical Analysis
模型构建
logistic回归,后向逐步选择(P=0.157);连续变量建模方式(线性或样条);缺失数据多重插补(20次)。
阅读提示:Methods - Statistical Analysis
模型验证
bootstrap验证:20次插补×50次bootstrap=1000次;性能指标:c指数、Brier评分、校准图。
阅读提示:Methods - Statistical Analysis