胸腰椎肿瘤切除重建患者术中获得性压力性损伤状况及基于随机森林模型的危险因素研究

王清羽, 王静怡, 徐磊磊, 史黎

【作者机构】 新疆医科大学第一附属医院骨肿瘤外科
【分 类 号】 R738.2
【基    金】 新疆维吾尔自治区卫生健康委员会“天山英才”医药卫生高层次人才培养计划项目(TSYC202301B014)。
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胸腰椎肿瘤切除重建患者术中获得性压力性损伤状况及基于随机森林模型的危险因素研究

胸腰椎肿瘤切除重建患者术中获得性压力性损伤状况及基于随机森林模型的危险因素研究

王清羽 王静怡 徐磊磊 史 黎

新疆医科大学第一附属医院骨肿瘤外科,新疆乌鲁木齐 830054

[摘要] 目的 了解胸腰椎肿瘤切除重建患者术中获得性压力性损伤(IAPI)现状及危险因素。方法 选取2021年1月至2024年10月于新疆医科大学第一附属医院接受全脊椎整块切除(TES)治疗的316例胸腰椎肿瘤患者为研究对象,收集研究对象的基线资料,调查IAPI发生率。根据是否发生IAPI分为IAPI组和非IAPI组,分析胸腰椎肿瘤切除重建患者发生IAPI的危险因素;构建随机森林模型预测评估效能。结果 316例胸腰椎肿瘤TES重建患者中60例发生IAPI,发生率为19.0%。两组年龄、合并糖尿病、白蛋白、手术时间、术中出血量和术中使用保护性材料比较,差异有统计学意义(P<0.05)。年龄≥65岁(OR=6.494)、合并糖尿病(OR=4.339)、白蛋白<35 g/L(OR=6.008)、手术时间>4 h(OR=3.381)、术中出血量>500 ml(OR=3.519),以及术中未使用保护性材料(OR=3.452)是胸腰椎肿瘤TES重建患者发生IAPI的独立危险因素(P<0.05)。模型预测胸腰椎肿瘤TES重建患者发生IAPI的曲线下面积为0.840(95%CI:0.735~0.944)。结论 胸腰椎肿瘤TES重建患者具有较高的IAPI发生率,医护人员应根据患者的年龄、疾病及手术情况加强健康教育及皮肤护理、规范血糖管理行为、积极纠正低蛋白血症、术前充分讨论缩短手术时间方案、评估出血风险及加强对术者的培训、术中使用保护性材料,从而预防IAPI的发生。

[关键词] 胸腰椎肿瘤;全脊椎整块切除;椎体重建;术中获得性压力性损伤;危险因素;随机森林

胸腰椎肿瘤危害极大,不仅破坏脊柱骨质造成生物力学稳定性下降,还会累及脊髓、神经根等重要组织导致较高的致残率[1]。目前,手术是胸腰椎肿瘤的最佳治疗方式。全脊椎整块切除(total enbloc spondylectomy,TES)能彻底清除肿瘤病灶,保留安全的肿瘤学边界,可使肿瘤获得长期控制[2];但TES手术难度较大,技术复杂,特别是病变椎体切除后重建过程充满挑战,术中并发症的潜在威胁不容忽视[3]。术中获得性压力性损伤(intaoperatively acquired pressure injury,IAPI)是指手术过程中受到压力、摩擦力或剪切力作用而出现的皮肤、软组织或深部结构的局限性损伤,导致术后恢复时间延长,增加患者身心负担,并且不同疾病及手术方式的患者群体IAPI发生状况及影响因素迥异[4-5]。检索国内外文献,关于胸腰椎肿瘤切除重建患者IAPI的现状及危险因素鲜见报道。因此,本研究致力于全面剖析胸腰椎TES重建患者IAPI的现状和危险因素,为临床预防提供策略。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2021年1月至2024年10月于新疆医科大学第一附属医院接受手术治疗的316例胸腰椎肿瘤患者为研究对象。纳入标准:①病理学确诊为原发性胸腰椎恶性肿瘤,分期为Ⅰ~Ⅱ期;②行择期TES手术联合椎体重建治疗;③病历资料完全,能获取研究所需资料。排除标准:①合并其他系统恶性肿瘤;②肿瘤复发;③伴有严重骨质疏松;④合并严重感染或其他不能耐受手术;⑤长期卧床。本研究经新疆医科大学第一附属医院医学伦理委员会审批同意实施(K202012-10)。

1.2 手术方法

患者取俯卧位,全麻满意后,采取后入路方式,据病变部位行后正中切口,充分暴露病变椎体及头、尾端各3个节段椎体的椎板和关节突部位,保证手术视野清晰。首先在病变椎体及头、尾端3个椎体置入椎弓根钉进行固定,根据椎体附件侵犯情况,采用不同方式切除:若椎体附件完好,则分块逐步切除椎板及其上下关节突;若一侧椎体附件受到侵犯,病灶侧经正常椎板超声骨刀切开,无病灶侧经椎根切断。切除板附件后,采用骨蜡封闭切断面。然后在椎管内硬膜囊周围探查,进行仔细分离,将已经突入椎管内的肿瘤在包膜外推开。结扎病变椎体及头、尾端两侧节段血管和神经根,紧紧贴着病变椎体向下钝性分离病变椎体的侧壁和前壁,分离过程中注意分离前方的大血管。分离病变椎体后,用单侧钉棒系统临床固定,采用超声骨刀自上位椎体下缘和下位椎体上缘切断,然后将病变椎体沿着脊柱的纵轴方向旋转取出。病变椎体切除后,行钛笼或人工椎体重建。最后完成后入路内固定,适当加压,手术结束。

1.3 IAPI评估

参照2019年美国压力性损伤顾问小组发布的压力性损伤分期标准[6]判定是否发生IAPI。手术结束离开手术室前和术后3 d内观察皮肤情况,判断是否发生IAPI。

1.4 资料收集

①一般资料:性别、年龄、体重指数、吸烟、饮酒、合并基础疾病。该部分资料在入院第1天内收集观察。②临床疾病资料:白蛋白、血红蛋白、肿瘤部位、肿瘤分期。白蛋白、血红蛋白在术前第1天收集观察,肿瘤部位、肿瘤分期在患者入院第1天内收集观察。③手术相关资料:美国麻醉医师协会分级、椎体重建方式、术中低体温、手术时间、术中出血量、使用激素类药物、使用血管活性药物、术中使用保护性材料。该部分资料手术过程中收集观察。

术中低体温指肛温≤36 ℃至少持续30 min。保护性材料指普通海绵/棉垫或者聚氨酯凝胶体位垫/预防性敷料,只在床上铺普通床垫不包括在内。

收集资料时,部分计量资料以分类资料进行统计,参考依据如下:①年龄。按照联合国规定,通常将60岁或65岁视为老年人起始年龄[7]。本研究以65岁作为老年人起始年龄,将年龄划分为<65岁和≥65岁。②白蛋白。白蛋白<35 g/L为低蛋白血症[8]。根据是否出现低蛋白血症将白蛋白划分为≥35 g/L和<35 g/L。③血红蛋白。贫血标准是血红蛋白<120 g/L(男性)、女性<110 g/L(非妊娠)[9]。结合非妊娠女性贫血标准,将血红蛋白划分为≥110 g/L和<110 g/L。④手术时间。临床常规依据手术时长≥4 h界定为大手术[10]。本研究将手术时间划分为≤4 h和>4 h。⑤术中出血量。出血量≤500 ml为少量出血,>500 ml为中量-大量出血[11]。本研究将术中出血量划分为≤500ml和>500ml。

1.5 统计学方法

采用SPSS 23.0和R 4.3.1统计学软件进行数据分析。计量资料用均数±标准差()表示,比较采用t检验;计数资料用例数或百分率表示,比较采用χ2检验;影响因素采用logistic多因素回归分析模型。采用R软件的randomForest包绘制受试者操作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 胸腰椎肿瘤TES重建患者IAPI发生率

316例胸腰椎肿瘤TES重建患者中60例发生IAPI,发生率为19.0%。

2.2 胸腰椎肿瘤TES重建患者IAPI的单因素分析

两组年龄、合并糖尿病、白蛋白、手术时间、术中出血量和术中使用保护性材料比较,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 胸腰椎肿瘤TES重建患者IAPI的单因素分析

注TES:全脊椎整块切除;IAPI:术中获得性压力性损伤。

2.3 胸腰椎肿瘤TES重建患者IAPI的logistic回归分析

以胸腰椎肿瘤TES重建患者是否发生IAPI为因变量(1=发生IAPI、0=未发生IAPI),以表1中差异有统计学意义(P<0.05)的变量为自变量,自变量赋值:年龄(1=≥65岁、0=<65岁)、合并糖尿病(1=是、0=否)、白蛋白(1=<35 g/L、0=≥35 g/L)、手术时间(1=>4 h、0=≤4h)、术中出血量(1=>500 ml、0=≤500 ml)、术中使用保护性材料(1=否、0=是)。多重共线性检验结果显示,所有自变量的方差膨胀因子(variance inflation factor,VIF)<5,不存在明显共线性。logistic回归分析结果显示,年龄≥65岁(OR=6.494)、合并糖尿病(OR=4.339)、白蛋白<35 g/L(OR=6.008)、手术时间>4 h(OR=3.381)、术中出血量>500 ml(OR=3.519),以及术中未使用保护性材料(OR=3.452)是胸腰椎肿瘤TES重建患者发生IAPI的独立危险因素(P<0.05)。见表2。

表2 胸腰椎肿瘤TES重建患者IAPI的多因素分析

注TES:全脊椎整块切除;IAPI:术中获得性压力性损伤;VIF:方差膨胀因子。

2.4 胸腰椎肿瘤TES重建患者IAPI随机森林模型分析

将logistic回归分析中识别出的危险因素作为输入变量,采用R软件中的randomForest包构建随机森林模型,其类型为分类模型。该模型的输出变量赋值:1=发生IAPI、0=未发生IAPI;输入变量赋值:年龄(1=≥65岁、0=<65岁)、合并糖尿病(1=是、0=否)、白蛋白(1=<35 g/L、0=≥35 g/L)、手术时间(1=>4 h、0=≤4 h)、术中出血量(1=>500 ml、0=≤500 ml)、术中使用保护性材料(1=否、0=是)。ROC曲线结果显示,该模型预测胸腰椎肿瘤TES重建患者发生IAPI的灵敏度为0.722,特异度为0.816,曲线下面积为0.840(95%CI:0.735~0.944),见图1。基于基尼系数重要性评分方法对变量贡献率排序,由高到低为年龄(8.59%)、白蛋白(6.62%)、术中使用保护性材料(6.26%)、手术时间(4.99%)、术中出血量(4.43%)和合并糖尿病(4.43%),见图2。

图1 随机森林模型的ROC曲线

ROC:受试者操作特征。

图2 随机森林模型变量重要性评分

3 讨论

3.1 胸腰椎肿瘤TES重建患者IAPI发生率高

本研究中19.0%的胸腰椎肿瘤TES重建患者发生IAPI,提示该类患者具有较高的IAPI发生率。原因可能是本研究中患者均采用俯卧位进行手术,受压面积大,其全部重量集中分布于骨降突或颊部、颌部、髂前上棘等肌肉少、脂肪薄的部位,且胸腰椎肿瘤TES手术极为复杂,手术时间长,出血风险大,由此容易发生IAPI[12]。因此,关注并预防IAPI是胸腰椎肿瘤TES重建患者手术过程中重点关注的内容。

3.2 胸腰椎肿瘤TES重建患者IAPI的影响因素分析及随机森林模型构建

本研究结果显示,年龄≥65岁、合并糖尿病、白蛋白<35 g/L、手术时间>4 h、术中出血量>500 ml,以及术中未使用保护性材料均是胸腰椎肿瘤TES重建患者发生IAPI的危险因素,进一步地构建的随机森林模型预测胸腰椎肿瘤TES重建患者发生IAPI的曲线下面积为0.840,提示该模型具有较好的预测效能。

年龄是影响IAPI的重要因素[13]。随着年龄增加,皮肤弹性和抵抗力逐渐减弱,血液循环及对皮肤压力耐受性也会逐渐变差,更容易发生IAPI[14]。因此,医护人员应关注年龄大的患者,加强IAPI的健康教育及皮肤护理。

糖尿病患者长期的血糖紊乱会造成周围血管病变和周围神经病变,减少皮肤接触面的血液供应,并导致皮肤接触面感觉异常,增加IAPI发生风险[15]。因此,对于合并糖尿病患者,医护人员应关注血糖的评估和管理,制订个体化的血糖管理方案,术前积极将血糖控制在合理范围,必要时可采取胰岛素泵强化降糖治疗,术中密切监测血糖波动情况,采取合理的降糖措施,减少血糖波动。

白蛋白是重要的营养指标之一,白蛋白水平低表明患者存在一定程度的营养障碍,导致患者皮下脂肪减少和肌肉萎缩,当手术过程中受压时,脂肪、肌肉的保护作用就会减弱[16]。因此,医护人员一定要在术前评估患者的白蛋白水平,积极纠正低蛋白血症。

手术时间与IAPI发生风险的相关性已经被研究证实[17]。手术时间越长,胸腰椎肿瘤TES重建患者被动俯卧位时间越长,其皮肤组织会受到越长时间压迫,更容易发生局部缺血和血液循环障碍,导致IAPI发生。因此,医护人员应当在术前预估手术时间,对预估手术时间长的患者,可邀请知名专家进行术前讨论,分析导致手术时间长的原因,共同寻找解决的方案,尽量缩短手术时间。

术中出血量大时,机体会处于低血容量状态,导致组织供血和氧气供应不足,局部皮肤也将处于缺血和缺氧状态,而且大量出血还会引起凝血功能障碍,进一步增加皮肤组织损伤风险[18]。因此,医护人员应当在术前评估出血风险,做好预案,减少术中出血。另外,术中出血量与术者的操作密切相关,应由具备丰富经验的术者进行手术,同时加强对术者的培训,不断提升手术技能。

普通海绵/棉垫能为受压部位提供一定保护性环境,促进压力再分布,减少剪切力对受压部位造成的不良影响。聚氨酯凝胶体位垫可通过压力重分布减轻局部压力,并通过应力松弛适应患者的生理曲线,分散压力,保护组织和循环的正常压力环境。而在受压部分使用预防医用敷料可在皮肤表面形成一层网状凝胶,进一步保护皮肤组织[19-21]。因此,医护人员应推荐患者术中使用保护性材料。对于经济困难的患者,可推荐使用成本低的材料,或申请政府补助等,减轻患者的经济负担,尽量在术中使用保护性材料。

本研究存在一定的局限性:①本研究仅仅调查了单中心的患者,样本代表性可能存在一定的局限性,未来需要采取多中心设计,扩大样本量。②本研究采取横断面设计,研究结果不能揭示因果关系,未来需要开展相关干预性研究,进一步证实各因素对IAPI的影响。

利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。

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Study on the intraoperative acquired pressure injury status and risk factors based on the random forest model in patients undergoing thoracolumbar spine tumor resection and reconstruction

WANG Qingyu WANG Jingyi XU Leilei SHI Li
Department of Bone Tumor Surgery,the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University,Xinjiang Uygur Autonomous Region,Urumqi 830054,China

[Abstract] Objective To understand the status and risk factors of intraoperatively acquired pressure injury (IAPI) in patients underwent thoracolumbar spine tumor resection and reconstruction.Methods A total of 316 patients with thoracolumbar spine tumors who underwent total enbloc spondylectomy (TES) at the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University from January 2021 to October 2024 were selected as the research subjects.The baseline data of research subjects were collected and the incidence of IAPI was investigated.Patients were divided into IAPI group and non-IAPI group according whether IAPI occurred,the risk factors of IAPI in patients with thoracolumbar spine tumor underwent resection and reconstruction were analyzed;a random forest model was constructed and the effectiveness was predicted and evaluated.Results Among 316 patients with thoracolumbar spine tumor underwent TES and reconstruction,60 cases developed IAPI,with an incidence rate of 19.0%.There were statistically significant differences in age,combined diabetes,albumin,operation time,intraoperative blood loss,and the use of protective materials during the operation between two groups(P<0.05).Age ≥65 years old(OR=6.494),combined diabetes(OR=4.339),albumin<35 g/L(OR=6.008),operation time>4 hours(OR=3.381),intraoperative blood loss>500 ml(OR=3.519),and the failure to use protective materials during the operation (OR=3.452)were independent risk factors for IAPI in patients underwent thoracolumbar spine tumor TES and reconstruction (P<0.05).The area under the curve predicted by the model for the occurrence of IAPI in patients underwent thoracolumbar spine tumor TES reconstruction was 0.840 (95%CI:0.735-0.944).Conclusion Patients with thoracolumbar spine tumor underwent TES and reconstruction have a high incidence of IAPI.According to the patient’s age,disease and surgical condition,medical staff should strengthen health education and skin care,standardize blood glucose mana- gement behavior,actively correct hypoalbuminemia,fully discuss and shorten surgical time plan before surgery,assess bleeding risks and strengthen operator training,use protective materials during surgery to prevent the occurrence of IAPI.

[Key words] Thoracolumbar spine tumor;Total enbloc spondylectomy;Vertebral reconstruction;Intraoperatively acquired pressure injury;Risk factors;Random forest

[中图分类号] R738.2

[文献标识码] A

[文章编号] 1673-7210(2025)10(b)-0034-06

DOI:10.20047/j.issn1673-7210.2025.29.07

[基金项目] 新疆维吾尔自治区卫生健康委员会“天山英才”医药卫生高层次人才培养计划项目(TSYC202301B014)。

[通讯作者] 史黎(1982.4-),女,副主任护师;研究方向:骨肿瘤护理。

(收稿日期:2025-06-21)

(修回日期:2025-08-10)

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