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肝硬化并发肺部感染预测模型的构建和验证

2025-01-14 74 上传者：管理员

摘要：目的：建立肝硬化并发肺部感染的危险因素数学模型并进行验证分析。方法：选取2023年7月—2024年3月在我院消化内科实施治疗的200例肝硬化患者，其中43例患者并发肺部感染(感染组),另外157例患者未发生肺部感染(非感染组),采用单因素和多因素数学模型分析两组患者的一般资料、病情资料、实验室指标等与肺部感染发生的相关因素，并绘制列线图预测模型。结果：感染组患者的年龄大于非感染组，合并慢阻肺的占比高于非感染组，差异均有统计学意义(P<0.05);感染组患者的白细胞测定值、肝肾综合征患者占比、自发性腹膜炎患者占比、合并腹水患者占比、上消化道出血患者占比、电解质失衡患者占比、低蛋白血症患者占比均高于非感染组患者，差异均有统计学意义(P<0.05);logistic回归模型结果显示：合并慢阻肺、合并肝肾综合征、合并自发性腹膜炎、合并腹水、伴有上消化道出血、发生电解质失衡、出现低蛋白血症的患者肺部感染的发生风险明显增高(P<0.05);列线图模型具有较好的判断价值(C指数=0.801,95%CI:0.656～0.883),列线图模型预测肝硬化患者发生肺部感染的ROC曲线下面积AUC值为0.886,95%CI:0.805～0.931,预测临界值总分为267分。结论：肝硬化并发肺部感染的危险因素较多，建立各项因素的列线图模型用于预测患者的肺部感染发生风险具有较高的临床实用价值。

关键词：
列线图
危险因素
肝硬化
肺部感染
预测
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肝硬化患者合并肺部感染的临床状况尤为严峻，特别是在疾病晚期或失代偿期，其病情往往呈现出显著的恶化趋势[1]。肝硬化患者发生肺部感染常表现为精神萎靡、气短胸闷等，可伴随咳嗽、咳痰乃至咯血等表现[2-3]。感染病原体多为革兰氏阴性杆菌，可能与院内感染相关，这不仅会加重患者的低氧血症和内毒素血症，还会对肝功能造成进一步损害，进而诱发或加剧其他并发症，从而威胁患者的生命安全[4]。因此，肺部感染对于肝硬化患者的预后具有重要影响，早期发现、及时干预和有效的预防措施对于改善患者预后至关重要[5-6]。近年来，随着对肝硬化患者肺部感染研究的深入，临床已识别出多个与感染风险密切相关的因素，如患者年龄、基础疾病状态以及实验室指标异常等[7-8]。然而，这些研究多局限于单一因素的分析，缺乏全面性和系统性，难以全面评估患者的肺部感染风险。为了更准确地预测肝硬化患者并发肺部感染的风险，本研究通过收集和分析患者数据，结合单因素和多因素数学模型分析方法，全面评估多项危险因素，旨在建立一个科学、实用的数学模型，为临床决策提供有力支持。

1、资料与方法

1.1一般资料

选取2023年7月—2024年3月在我院消化内科实施治疗的200例肝硬化患者，其中43例患者并发肺部感染(感染组),另外157例患者未发生肺部感染(非感染组),对所有纳入对象进行回顾性分析。本次研究经医院伦理委员会批准通过。

纳入标准：(1)本次临床研究选取的肝硬化患者诊断文献依据参考《肝硬化诊治指南》中的诊断标准[9];(2)年龄≥18岁；(3)临床资料齐全；(4)患者及家属对本研究知情同意。排除标准：(1)合并有心、肾、脑等严重器质性疾病者；(2)患者伴有肝脏肿瘤、胆道肿瘤及其他部位的恶性肿瘤疾病；(3)合并有免疫系统疾病者；(4)合并除肺部感染外其他感染性疾病者；(5)患者在本次治疗之前3个月内具有糖皮质激素或受体拮抗剂相关药物应用治疗史；(6)既往有药物过敏史；(7)病历及随访资料不完整者；(8)孕妇或产后哺乳妇女；(9)多个系统重大疾病。

选取的肺部感染的诊断标准：(1)患者出现咳嗽或咯痰或原发性呼吸系统疾病加重，伴或不伴胸痛；(2)患者接受深部痰病原菌培养，两次采集标本检查结果均为阳性；(3)患者伴不同程度的发热；(4)肺部影像学检查发现患者存在肺部实变特征，肺部听诊检查可闻及湿啰音；(5)患者外周血白细胞(WBC)>10×109/L或<4×109/L;(6)患者接受胸部X线检查发现病灶或间质改变，可存在胸腔积液，出现以上相关特点中的任意2项均可确诊。

1.2资料收集方法

收集患者一般资料：年龄(岁)、BMI(kg/m2)、性别(%)、是否吸烟、是否饮酒、合并疾病(高血压、糖尿病、高血脂、慢阻肺病史、哮喘病史)、基础病因(病毒性肝硬化、酒精性肝硬化)、是否为肝肾综合征、是否为自发性腹膜炎、是否合并腹水、是否出现上消化道出血、是否存在电解质失衡、是否存在低蛋白血症。

实验室指标检测：使用EDTA抗凝管采集全血样本3mL,采用全自动血细胞分析仪(Sysmex XN-1000)分析全血样本中的血小板计数和白细胞计数。采集静脉血样本，进行离心分离得到血清。采用全自动生化分析仪(Beckman Coulter AU5800)分析总胆红素、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)和碱性磷酸酶(ALP)水平。

1.3统计学方法

数据使用统计软件SPSS21.0进行分析，本研究收集的血小板计数、白细胞、总胆红素等计量资料采用均数±标准差进行描述，两组之间比较采用t检验，性别构成、基础病因、合并疾病、并发症等计数资料采用率(%)描述，计数资料在两组之间的对比分析采用χ2检验，肝硬化并发肺部感染的危险因素分析采用logistic回归模型分析法；肝硬化并发肺部感染的预测模型采用列线图，列线图模型预测肝硬化患者并发肺部感染的价值采用ROC曲线法；采用P<0.05则认为差异有统计学意义。

2、结果

2.1感染组和非感染组一般资料对比

感染组患者的年龄大于非感染组，合并慢阻肺的占比高于非感染组，差异均有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1感染组和非感染组一般资料对比

2.2感染组和非感染组病情资料对比

感染组患者的白细胞测定值、肝肾综合征患者占比、自发性腹膜炎患者占比、合并腹水患者占比、上消化道出血患者占比、电解质失衡患者占比、低蛋白血症患者占比均高于非感染组患者，差异均有统计学意义(P<0.05),见表2。

2.3肝硬化并发肺部感染危险因素分析

以单因素分析具有统计学意义的指标作为自变量，以患者是否发生肺部感染作为因变量建立多元回归logistic数学模型，结果显示：合并慢阻肺、合并肝肾综合征、合并自发性腹膜炎、合并腹水、伴有上消化道出血、发生电解质失衡、出现低蛋白血症的患者肺部感染的发生风险明显增高(P<0.05),见表3。

表2感染组和非感染组病情资料对比

表3肝硬化并发肺部感染危险因素分析

2.4肝硬化并发肺部感染的列线图预测模型

以多因素分析纳入logistic回归模型的自变量建立列线图预测模型，合并慢阻肺、合并肝肾综合征、合并自发性腹膜炎、合并腹水、伴有上消化道出血、发生电解质失衡、出现低蛋白血症各项因素对应的风险因素见图1,各项变量得分之和为模型总分，列线图预测模型的校正曲线、理想曲线、原始曲线具有较好的模拟度，列线图模型具有较好的判断价值(C指数=0.801,95%CI:0.656～0.883),见图2,以列线图总分作为预测绘制肝硬化患者是否发生肺部感染ROC曲线，列线图模型预测肝硬化患者发生肺部感染的ROC曲线下面积AUC值为0.886,95%CI:0.805～0.931,预测临界值总分为267分(P<0.05),见图3。

3、讨论

图1肝硬化并发肺部感染的列线图预测模型

图2肝硬化并发肺部感染的列线图预测模型拟合优度校正曲线

图3列线图预测模型积分预测肝硬化患者发生肺部感染的ROC曲线

肝硬化作为慢性进展性肝病，其并发症繁多且严重，其中肺部感染尤为突出，会显著提高患者的死亡风险。因此，准确识别肝硬化患者并发肺部感染的风险因素，并建立高效预测模型，对于提升临床管理水平和治疗效果至关重要。本研究致力于通过数学模型深入分析相关因素，并利用列线图预测模型来精准预测肺部感染风险，为临床提供更为可靠的诊疗依据。

本研究结果显示：感染组患者的年龄大于非感染组，合并慢阻肺的占比高于非感染组。随着年龄的增长，免疫系统功能出现衰退，年长者更易受到外界病原体的侵扰[10]。在肝硬化患者中，肝脏功能的受损已使机体的免疫防线变得脆弱，而年龄的增长无疑进一步削弱了这种防御能力，使得肺部感染的风险显著上升[11]。此外，肺功能也随年龄增长而逐渐衰退，这进一步削弱了患者对病原体的抵抗能力。慢阻肺作为另一种常见的慢性疾病，其典型特征包括气道炎症、气流受限等，这些变化使肺部更易受到病原体的攻击[12]。更值得注意的是，慢阻肺患者常伴有免疫系统异常，这种异常表现为中性粒细胞功能的减弱以及抗体产生的减少等，为感染的发生提供了更为有利的环境[13]。

本研究结果显示：感染组患者的白细胞测定值、肝肾综合征患者占比、自发性腹膜炎患者占比、合并腹水患者占比、上消化道出血患者占比、电解质失衡患者占比、低蛋白血症患者占比均高于非感染组患者，提示上述生物指标和疾病状态与肝硬化患者肺部感染风险相关。当患者的白细胞测定值升高时，提示体内存在炎症反应或感染，这是肝硬化进展过程中的一种常见表现[14]。肝肾综合征、自发性腹膜炎以及合并腹水的患者占比增加，则表明患者的肝功能和门静脉高压情况已到达较为严重的阶段，这些因素都加剧了患者的整体病情[15-16]。上消化道出血、电解质失衡和低蛋白血症的发生会导致患者的营养状态不佳，还可引起免疫功能下降，增加感染的风险[17-18]。这些指标的异常升高是肝硬化病情严重性的体现，反映了肝硬化患者病情的恶化，并会增加感染的风险。

本研究logistic回归模型结果显示：合并慢阻肺、合并肝肾综合征、合并自发性腹膜炎、合并腹水、伴有上消化道出血、发生电解质失衡、出现低蛋白血症的患者肺部感染的发生风险明显增高(P<0.05)。与既往的研究结果相符[19-20],还进一步扩展了对肝硬化患者肺部感染风险因素的认识。本研究发现，列线图模型在预测肝硬化患者发生肺部感染的风险时展现出较高的判断价值。其C指数达到了0.801,此模型在区分高风险与低风险患者中展现出了卓越的性能。此外，模型预测的ROC曲线下面积(AUC)值为0.886,表明模型在预测肝硬化患者肺部感染方面具有很高的准确性。值得一提的是，列线图模型的预测临界值总分为267分。当患者的总分超过这个临界值时，模型预测其发生肺部感染的风险较高。这为医生提供了一个直观的工具，可以根据患者的具体得分快速判断其肺部感染的风险水平。

本研究结合logistic回归模型和列线图模型综合分析了肝硬化患者肺部感染的危险因素，并构建了预测感染风险的模型，为临床提供了直观的风险评估工具。不过，本研究也存在样本量和数据集的局限，未来需扩大样本量验证模型有效性。

综上所述，肝硬化并发肺部感染的危险因素较多，通过建立各项因素的列线图模型用于预测患者的肺部感染发生风险具有较高的临床实用价值。

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