中华急诊医学杂志  2020, Vol. 29 Issue (12): 1633-1635   DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2020.12.025
预测STEMI患者30天病死率的列线图模型的建立和验证
王斌1 , 陈剑平1     
温州医科大学附属东阳医院急诊科 322100

缺血性心脏病是最常见的死亡原因,其发病率正在上升[1],在欧洲缺血性心脏病现在每年造成近180万人死亡[2],STEMI在缺血性心脏病中占据重要位置。目前临床上有GRACE、TIMI、HEART评分等评价心肌梗死预后的方法[3-4],但GRACE更适用于非ST段抬高的急性冠脉综合征的预后; TIMI评分方法研究对象为溶栓后的患者且发表年份较早[5],上述方法对STEMI患者短期预后判断存在缺陷。本研究旨在通过建立一个可靠、准确的风险预测模型,为STEMI患者是否会短期死亡做早期识别。

1 资料与方法 1.1 一般资料

收集东阳市人民医院2013年6月至2019年10月收治的1144例急性ST段抬高型心肌梗死患者。在R软件上随机分为建模(model)组及验证(Validation)组。

本研究经东阳市人民医院伦理委员会批准(伦理号:东人医2020-YX-019)。在本研究中,患者或其近亲获得书面知情同意。数据被匿名分析,个人信息被完全删除。

1.2 研究方法

纳入标准:①胸闷胸痛患者心电图提示为ST段弓背向上抬高,伴有肌钙蛋白阳性或者肌酸激酶同工酶升高大于正常值2倍以上。②排除入院时合并有慢性阻塞性肺疾病急性发作、肺栓塞、主动脉夹层、气胸、非心源性休克、慢性肾功能不全、肝衰竭的患者。其中100例死亡,根据R软件随机分组,其中建模组801人,死亡73人,验证组343人,死亡27人。收集并分析受试者的一般资料(性别、年龄、糖尿病、高血压)、是否PCI、是否进行溶栓,入病房后第1次血液指标:肌钙蛋白T(ng/mL)、肌酐(μmol/L)、PRO-BNP(pg/mL)、CKMB(U/L)、谷草转氨酶(U/L)、乳酸(mmol/L)

1.3 统计学方法

对纳入的患者用R软件随机分为建模及验证组(将肌钙蛋白T大于10及PROBNP大于35000的进行等于10及等于35000处理),首先两组人群的基本资料对比:分类变量以频率(百分比)表示,予χ2检验,连续性性变量非正太分布,以中位数(四分位)表示,予秩和检验; 正态分布予以均数±标准差(Mean±SD)表示,予参数检验。在建模组中,所有变量与死亡之间进行单因素分析。对筛选出的变量是否与Logit(p)成线性关系进行验证。线性关系成立情况下对变量进行多因素logistic回归分析,筛选出独立危险因素。并对独立危险因素进行多重共线检验,证明独立危险因素之间有无共线关系。最后将这些变量纳入建模,绘制预测STEMI患者短期死亡的个体化列线图(诺模图)[6]

从区分度和校正及临床效果三方面对预测模型进行了评价。预测模型的区分度是指它是否能够有效区分急性ST段抬高患者预后。通过ROC曲线下的面积(AUC)来评估。AUC > 0.75表明该模型有较好的辨别能力[7]

预测模型的校正是指预测概率与观测概率的一致性。通过校准图来判断,P值大于0.05,提示有较好的拟合优度[8]。模型的临床有效性判断在应用DCA曲线评价,解读:建模(model)曲线为模型的曲线,以All曲线及None(2条极端曲线)曲线为标准,model曲线越远离2条极端曲线,临床意义越好[9-10]。以上所有操作均在R软件上完成。

2 结果 2.1 患者基本情况统计

在这项研究中,共有1 144例患者被纳入研究,。详细情况见列表 1。类别变化用χ2检验分析,连续变量用克鲁斯卡尔-沃利斯检验分析。

表 1 建模人群与验证人群基线比较
指标 DEV VAD w/χ2 P
gender Male:560(70.0%)
Female:241(30.0%)
Male:233(68.0%)
Female:110(32.0%)
0.35552 0.5510
pci No:374(46.7%)
Yes:427(53.3%)
No:151(44.0%)
Yes:192(56.0%)
0.58535 0.4442
hypertension No:308(38.5%)
Yes:493(61.5%)
No:120(35.0%)
Yes:233(65%)
1.0889 0.2967
diabetes No:610(76.2%)
Yes:191(23.8%)
No:248(72.3%)
Yes:95(27.7%)
1.0003 0.1923
thrombolysis No:776(96.9%)
Yes:25(3.1%)
No:330(96.2%)
Yes:13(3.8%)
0.15879 0.6903
age 60-81
Mean:72
62-81
Mean:72
135625 0.7326
troponin T T 0.379-4.720
Mean:1.818
0.462-5.275
Mean:2.110
131043 0.2165
pro-bnp 490.4-5853
Mean:1778
392.5-5805
Mean:1575
140539 0.5763
cr 70-98
Mean:83
68-98
Mean:83
137250 0.9811
ckmb 28-89
Mean:56
27.5-94
Mean:59
131088 0.2197
lac 1.4-2.9
Mean:1.9
1.4-3.15
Mean:2
130632 0.1878
ast 40-273
Mean:106
40-283
Mean:112
132274 0.3195
注:DEV:建模人群; VAD:验证人群; 连续变量用平均数和四分卫来描述。cr,肌酐; lac,乳酸,pro.bnp,氨基末端脑钠肽前体; ckmb,肌酸激酶同工酶; ast,谷草转氨酶; pci,经皮冠脉介入手术; hypertension,高血压; diabetes,糖尿病; thrombolysis,溶栓

根据P值统计显示建模组与验证组在基数上差异无统计学意义。

2.2 单因素的分析

有6个变量与STEMI患者短期死亡相关,分别是PRO-BNP、CKMB、年龄、肌酐、乳酸、是否PCI手术(见表 2)。线性关系检验:P值显示连续性变量与logit(p)成线性关系(P大于0.1认为成线性),可进行多因素Logistic回归分析(见表 2)。

表 2 单因素分析中有意义的连续性变量与与logit (p)之间关系
指标 P
age 0.8544
Pro.bnp 0.5660
cr 0.6452
ckmb 0.9782
lac 0.1885

将6个变量纳入多因素Logistic广意线性回归分析,P值显示,均为独立的危险因素(见表 3)。

表 3 多因素广义线性分析结果
指标 OR 2.5% 97.5% P
age 1.062837e+00 1.029383e+00 1.101278320 0.000388
pro.bnp 1.000071e+00 1.000041e+00 1.000102131 4.81e-06
cr 1.004189e+00 1.001291e+00 1.006915409 0.003142
ckmb 1.003774e+00 1.002229e+00 1.005383179 2.38e-06
lac 1.252295e+00 1.100171e+00 1.429742953 0.000715
pciyes 4.636695e-01 2.138744e-01 0.958215896 0.043158
2.3 进行多重共线检验,利用VIF值进行判读

大于10提示存在多重共性,越接近1共性越小,结果示各变量之间无明显共性。见表 4

表 4 独立危险因素的VIF值
指标 Vif
probnp 1.551885
cr 1.311215
age 1.182511
ckmb 1.107127
pci 1.162932
lac 1.188853
2.4 纳入建模,建立列线图

在列线图上,得到各预测指标对应的积分,积分之和记为总分,每个总分都有对应的死亡风险。见图 1

图 1 预测STEMI患者短期死亡的列线图
2.5 模型的判断

区分度:模型ROC曲线下面积为0.897,有良好的区分度,切点为0.132,意义为患者死亡风险在0.132以上,被认为死亡的风险比较高。(图 2A)

A:建模人群、B:校准图C:DCA曲线 图 2 建模ROC

拟合度:校准图中Logistic拟合曲线(实线)与标准曲线重叠度高,P值达到0.834,提示有较好的拟合优度。(图 2B)

临床有效性:在本文中应用DCA曲线(图 2C)进行评价,在约5%~95%风险区间中,均与2条极端曲线无交集,显示有临床价值。

2.6 模型验证

验证人群中ROC曲线下面积为0.869(图 3A),有良好的区分度,校准图P值为0.838(图 3B),有较好的拟合度,DCA曲线在约15%~80%的风险区间内有临床价值(图 3C)。

A:建模人群、B:校准图C:DCA曲线 图 3 验证ROC
3 讨论

本文通过分析,得出了预测STEMI患者短期死亡的独立危险因素,其中4项为生物学指标,包括CK-MB、肌酐、PRO-BNP、乳酸,其余2项为是否PCI及年龄。既往研究支持上述指标预测该类患者死亡的可靠性[11-15]。在此基础上用这些指标建立了预测STEMI患者的30 d内死亡的个体化列线图,并对模型的区分度、预测准确性及临床有效性进行了评估,均提示有良好的意义; 且该模型在验证人群中也提示了良好的意义。上述结果提示了该模型在临床应用上有价值。本文绘制了个体化的列线图,列线图上的指标是STEMI患者常用的被评估指标,收集容易,通过列线图,能更直观、更准确对患者短期预后进行判断,在临床工作中可以对高危患者(死亡风险大于13.2%)及时、积极的干预,并指导与患者家属沟通。

本研究纳入的均为临床患者的客观信息资料,使结果避免了主观因素的影响; 采集到了较多的样本,并刷除了数据缺失的样本,除去了数据插补带来的偏倚,增加了结果的可靠性。统计分析详实,建模方式较以往类似研究先进,建模过程完整,评判方式完整,结果可靠。

感谢: 乐九平台为本文的数据收集提供技术支持,本文所有数据均来自东阳市人民医院。

利益冲突:作者声明无利益冲突。

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