即时生物电阻抗分析参数与危重症患者预后的关系

姚佳舒 周敏林 徐 斌 李 川 陈海燕 龚德华

危重症患者预后判断一直是危重症领域的研究热点。目前已建立及在临床广泛应用了很多危重症评分系统，如急性生理学和慢性评估Ⅱ(APACHE Ⅱ)、简化急性生理学评分Ⅱ(SAPS Ⅱ)、序贯器官衰竭评估(SOFA)等。这些评分系统纳入患者的多项生命体征、实验室指标作为评分项目，并为提高其预测准确性在不断完善中[1]，但在临床应用存在一个共同问题，即由于纳入项目多而过于复杂。生物阻抗分析(BIA)是一种无创的、测定在交流电频率下机体电阻抗值的方法，具有简便、可重复、即时性好的优点。由于机体电阻及容抗特性与机体组成，包括肌肉、脂肪含量、含水量多少密切相关，临床已广泛应用于稳定状态下的机体成分分析及容量状态判断[2]。从机理上而言，BIA参数可能也与危重患者的预后密切相关。目前有关危重患者的BIA研究较少，少量研究证实相位角(PA)是反应营养状况的良好指标[3]，阻抗比(IR)可能与患者预后相关[4]。BIA测量很好地克服了目前评分系统复杂、难用的缺点，可更方便地评估预后，如果能从BIA信息中寻找到能准确反映预后的指标将具有重大意义。因此本研究通过单中心前瞻性观察性研究，对危重症患者进行BIA测量，分析他们的BIA参数与APACHE Ⅱ、SAPS Ⅱ、SOFA评分及预后的关系，试图寻找简便指标反映病情严重程度。

对象和方法

研究对象选择2017年6月至12月在南京总医院ICU住院治疗的成年(>18岁)危重症患者，排除妊娠、烧伤、义肢、截肢、心脏起搏器或植入式除颤仪置入术后的患者。

BIA测量经患者或其家属知情同意后入选，采用QuadScan 4000设备进行BIA测量：按照机器要求摆放体位，放置自粘式电极片，输入身高、体重等指标后开始测量。测量结果包括5 kHz、50 kHz、100 kHz及200 kHz频率下的阻抗值，及总体水(TBW)、细胞外水(ECW)、细胞内水(ICW)、IR和PA。

危重症评分在对患者测量BIA时即计算其APACHE Ⅱ、SAPS Ⅱ、SOFA评分。

统计方法应用SPSS 17.0软件进行分析。正态分布的计量资料用平均数±标准差表示。非正态分布的计量资料用中位数(四分位数间距)表示。组间比较使用两独立样本t检验。应用Logistic回归方程分析住院死亡危险因素。采用DeLong方法比较ROC曲线和AUC。P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

患者一般资料共入组201例患者，其中男性122例(60.7%)，女性79例(39.3%)，平均年龄48.5±17.1岁，住院期间行机械通气者151例(75.1%)，行连续性肾脏替代治疗(CRRT)155例(77.1%)；平均APACHE Ⅱ评分14.6±8.1分，中位SOFA评分8.0(4.0,12.0)分，平均SAPS Ⅱ评分31.9±17.9分，中位ICU存留时间33.0 d，90 d死亡率为35.8%。

存活组与死亡组基线特征7 d及90 d存活组与死亡组患者基本情况见表1。两组性别等无明显差异，90 d死亡组患者年龄更大(P<0.05)，7 d及90 d死亡组危重症评分更高(P<0.05)。

BIA参数7 d死亡组患者ECW/体重、ECW/TBW、IR及PA与存活组有显著统计学差异(P<0.05)；90 d死亡组患者ECW/体重、IR及PA与存活组有显著统计学差异(P<0.05)(表1)。分析每个患者阻抗值(Z)与电流频率(f)关系得到回归方程Z=S×ln(f)+D，具有非常高的拟合度(平均决定系数R2=0.987)，计算每个患者回归方程的系数S，结果显示，7 d及90 d死亡组S值显著高于存活组(P<0.05)(表1)。S值意义代表电流频率自然对数值变化下的电阻抗值变化率。

表1 患者临床基本资料及生物阻抗分析参数

CRRT:连续性肾脏替代治疗；SOFA：序贯器官衰竭评分；APACHE Ⅱ：急性生理与慢性健康状态Ⅱ；SAPS Ⅱ：简化急性生理评分Ⅱ；TBW:总体水；ICW:细胞内水；ECW:细胞外水；PA:相位角；S: 5 kHz、50 kHz、100 kHz、200 kHz四个频率段的Z值与f的自然对数的线性回归方程回归系数(Z=S×ln(f)+D)

患者死亡危险因素分析应用单因素逻辑回归分析发现，对7 d死亡有显著影响的因素包括SOFA、APACHEⅡ、SAPSⅡ评分、BIA参数中PA、ECW/体重、ECW/TBW、ECW/ICW、IR及S值(P<0.05)，对90 d死亡有显著影响的因素则包括年龄、上述危重症评分，及BIA参数中PA、 ECW/体重、TBW/体重、IR、S(P<0.05)。多因素逻辑回归分析结果显示，校正性别、年龄、上述危重症评分及BIA各参数后，仅SAPS Ⅱ及S值为7 d及90 d死亡的独立危险因素(P<0.01)(表2)。

各项指标对患者死亡预测精确性的比较对于7d及90d死亡的预测，危重症评分的AUC值最高的均为SAPSⅡ，而BIA参数最高的均为S值，且与SAPSⅡ无显著性差异；另外，无论是预测7 d死亡还是90 d死亡，S值的敏感性均高于SAPS Ⅱ。上述危重症评分、BIA参数校准度都良好(P>0.05)。

进一步选取多因素回归分析时P<0.05的两个参数，即SAPS Ⅱ及S值，分别划分10组，观察分组区间患者7 d及90 d死亡率，发现当S值≤-25.5时，7 d及90 d死亡率均为0%，而S>-25.5时，死亡率随S值增加而增加；当SAPSⅡ评分在≤33时，死亡率变化不明显，保持在20%左右，评分>55时则死亡率都为100%(图1)，评分在33～55分区间时死亡率呈线性升高。

表2 患者死亡因素的逻辑回归分析

SOFA:序贯器官衰竭评分；APACHE Ⅱ:急性生理与慢性健康状态Ⅱ；SAPS Ⅱ:简化急性生理评分Ⅱ；TBW:总体水；ECW:细胞外水；ICW:细胞内水；PA:相位角； S:5 kHz、50 kHz、100 kHz、200 kHz 四个频率段的Z值与f的自然对数的线性回归方程Z=S×ln(f)+D的回归系数;a:多因素Logistic回归校正因素：性别、年龄、危重症评分(APACHE Ⅱ、SAPS Ⅱ、SOFA)，BIA参数(PA、TBW/体重、ECW/体重、ECW/TBW、ECW/ICW、S、IR)

图1 S值、SAPS Ⅱ与7 d、90 d死亡率的关系S值:5 kHz、50 kHz、100 kHz、200 kHz 四个频率段的Z值与f的自然对数的线性回归方程Z=S×ln(f)+D的回归系数；SAPS Ⅱ:简化急性生理评分Ⅱ

讨 论

目前已有不少危重症评分系统用于临床评估危重症患者预后。常用的APACHE评分最早于1981年提出，包括34项急性生理学变量；APACHE Ⅱ将急性生理学变量减少至12项；APCHE Ⅲ的急性生理学变量又增加至17项，并增加了94项诊断类别权重项目；APACHE IV的急性生理学变量又增加至22项，诊断类别权重项目增至116项。另一项常用的评分为SAPS最早于1984年提出，变量为14项，SAPS Ⅱ变量总数增加至17项；SAPS Ⅲ变量总数进一步增加至20项。这些危重症评分系统不断更新的目的是为了提高预测精确性，但由于不同程度增加临床实际操作的复杂性及工作量，截至目前为止，临床及研究中使用最广泛的仍为APACHE Ⅱ及SAPSⅡ[5-6]。因此在预后判断上如何兼顾精确性与简便性是亟待解决的难题。本研究提出应用BIA参数来评估危重患者预后，并在南京总医院ICU人群中进行验证，发现了与上述常用评分系统预测精度相当的参数，即f的自然对数值变化对应的Z值变化率S值。S值判断7d及90d死亡的AUC值与SAPS Ⅱ相当，且多因素回归分析结果显示只有S值与SAPS Ⅱ是死亡的独立危险因素。鉴于BIA测量的简便性、即时性、重复性好的优点，值得在临床推广使用。

与SAPS Ⅱ相比，S值敏感性更高，频数分布图也很好地体现了这一点。在SAPS Ⅱ<33时，即使分值再低，死亡率仍达到20%左右，即根据SAPS Ⅱ分值无法判断患者是否安全，这一结果也与文献报道SAPS Ⅱ<30分时死亡率为5%～10%相符[12-13]。而S值则能很好地判断患者安全，只要S值≤-25.5，患者7d及90d死亡率均为0。当然SAPS Ⅱ的优势在于判断哪些患者死亡率更高，当SAPSⅡ>55时患者死亡率为100%。因此临床将S值与SAPS Ⅱ结合应用，可能更有助于判断患者预后。

本研究的局限性在于这是一项单中心研究，样本量较小，死亡率相对较低。本研究录入的危重症评分参数并未采用患者入住ICU 24h内的生理学指标，因此危重症评分结果可能受治疗影响。此外一些因素可能会干扰BIA测量如大量静脉补液及外周性水肿等也可能会影响BIA测量结果。尽管如此，本研究还是证实了BIA参数对评估危重症患者预后的价值。除了既往已有报道的参数如PA、IR外，本研究还证实了电流频率的自然对数值变化下机体电阻抗值的变化率是更佳的反映预后的参数，具有与SAPS Ⅱ相当的精确度且其敏感性更好。鉴于BIA测量的快捷、简便及可重复性，值得进行大样本研究进一步证实其作用后在临床推广应用。

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