氧合状态对重症患儿谵妄首次发作的预测价值

诸葛炜，孟盈彤，许莉莉，戈晓华*

1.上海交通大学护理学院，上海 200025；2.上海交通大学医学院附属新华医院

谵妄是重症患儿最常见的神经精神综合征之一，发病率可达17%～66%，其中74%～84%首次发作于患儿入住重症监护病房（intensive care unit，ICU）后48 h内[1-2]。谵妄不仅导致患儿机械通气时间及住院时间延长，病死率增加，且会对其后续认知发育及生活质量造成不良影响[3]，因此，如何有效防治谵妄显得尤为重要。国内外研究表明，选择灵敏、有效的临床预测指标可以提高医护人员早期识别和筛查谵妄的效率，把握最佳干预时机[4-5]。氧合状态反映了机体对氧的利用水平，当氧供应不足或用氧障碍时会引起大脑组织代谢、功能和形态结构发生异常病理变化[6]。一项研究显示，氧合状态受损是ICU 成人谵妄最常见、但相对可防可控的高危因素之一[7]，早期监测氧合状态改变并及时纠正受损对谵妄的防治具有重要临床意义[8]。然而在儿科领域，当前鲜有验证氧合状态能否预测重症患儿谵妄发作的相关研究，两者关系尚不明确。此外，既往研究多采用脉搏血氧饱和度（SpO2）评估氧合状态，但该指标受病人吸入氧浓度、皮肤情况及末梢循环等因素干扰，可能无法反映其真实情况，故对ICU医护人员指导意义有限。因此，本研究通过前瞻性观察性研究的方法，选择氧合指数(PaO2/FiO2)作为重症患儿氧合状态的量化标准[6]，分析并探讨其对谵妄首次发作的预测效果及最佳临界值，为进一步优化临床诊疗常规、减少谵妄发生提供实践依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

采用方便抽样法，连续选取2021 年10 月—2022年3 月入住上海市某综合性三级甲等医院儿童ICU 的重症患儿。纳入标准：ICU 住院时间≥24 h；1 月龄至12岁；监护人知情同意。排除标准：ICU 住院期间持续处于昏迷状态；持续使用抗精神病药物，被确诊为精神类疾病或智力障碍；神经内科或神经外科患儿；视觉或听觉障碍；入科前存在谵妄状态。

1.2 方法

1.2.1 氧合状态评估

PaO2/FiO2是反映患儿氧合状态，诊断氧合状态受损的金标准，其中PaO2为动脉血氧分压，FiO2为吸入氧浓度。根据ICU 诊疗常规，研究者于患儿入ICU后1 h 内通过动脉血气分析检查收集PaO2，并根据电子信息系统获得FiO2，以计算PaO2/FiO2。根据柏林定义，PaO2/FiO2≤300 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）提示存在氧合状态受损[6]。

1.2.2 谵妄评估

研究者使用Richmond 躁动镇静量表（Richmond Agitation-Sedation Scale，RASS）[9]和康奈尔儿童谵妄评估量表（Cornell Assessment of Pediatric Delirium，CAPD）[10]，每日至少2 次（常规08:00 和20:00）对符合纳入标准的重症患儿进行谵妄评估。当RASS≥-3 分时，则进行CAPD 评分，谵妄阳性定义为CAPD＞9 分。记录患儿ICU 住院期间谵妄首次发作情况及时间。

1.2.3 临床资料收集

研究者通过电子信息系统收集并记录患儿基线临床资料，包括年龄、性别、胎龄（足月/早产）、诊断类别（心血管外科手术、内科系统疾病、普外科手术/创伤）、既往慢性病史、是否急诊入住ICU、第4 代小儿死亡危险评分（Pediatric Risk of Mortality Score Ⅳ，PRISM Ⅳ）、是否高碳酸血症、是否机械通气、是否感染、是否肾功能异常、是否使用镇静药物、是否身体约束及是否输注红细胞。

1.3 统计学方法

采用SPSS 25.0 软件进行统计学分析，其中正态分布的定量资料以均数±标准差(±s)表示，非正态分布的定量资料以中位数、四分位数[M(P25,P75)]表示，定性资料以例数、百分比（%）表示。采用Logistic 单因素分析对谵妄组和非谵妄组间临床资料的差异性进行分析；采用逐步Logistic 回归分析研究PaO2/FiO2对重症患儿谵妄首次发作的影响；采用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评价PaO2/FiO2对重症患儿谵妄首次发作的预测作用，计算ROC 曲线下面积(area under the curve,AUC)及95%CI、约登指数，以最大值时所对应的PaO2/FiO2作为最佳临界值。

2 结果

2.1 影响重症患儿谵妄首次发作的单因素分析

本研究共纳入289 例重症患儿，其中男148 例，女141 例，年 龄2.0(0.5, 5.0) 岁；总 体PaO2/FiO2为(353.2±108.5)mmHg，氧合状态受损发生率为33.6%，谵妄发生率为34.3%，其中73.7%的谵妄患儿在入住ICU 后48 h 内首次发作。根据谵妄发作与否将289 例患儿分为谵妄组99 例和非谵妄组190 例，两组临床资料比较见表1。

表1 影响重症患儿谵妄首次发作的单因素分析(n=289)

2.2 影响重症患儿谵妄首次发作的多因素分析

以重症患儿谵妄首次发作（否=0，是=1）为因变量进行逐步Logistic 回归分析，将单因素分析筛选出的有意义的指标作为自变量纳入回归模型，自变量赋值方式见表2。最终PaO2/FiO2、年龄、感染及肾功能异常进入回归模型，PaO2/FiO2可独立解释重症患儿谵妄首次发作34.9%的变异。见表3。采用似然比检测方法，χ²=157.168，P＜0.01，说明该回归模型有统计学意义；采用Hosmer-Lemeshow 拟合优度检验显示P＞0.05，说明该模型拟合效果较好。

表2 自变量赋值方式

表3 重症患儿谵妄首次发作影响因素逐步Logistic 回归分析

2.3 氧合状态最佳临界值的确定

以谵妄首次发作为标准，绘制氧合状态的ROC 曲线。结果显示，氧合状态可以预测重症患儿谵妄首次发 作，ROC 曲 线 下 面 积 为0.869，95%CI 为[0.827,0.912]，约登指数为0.632，对应的PaO2/FiO2截断值为341.3 mmHg，此时，灵敏度为0.784，特异度为0.848。见图1。

图1 氧合状态预测重症患儿谵妄首次发作的ROC 曲线

3 讨论

3.1 重症患儿谵妄首次发作受多种因素的影响

重症患儿谵妄首次发作涉及复杂的生理机制，本研究结果显示，年龄、肾功能异常、感染及PaO2/FiO2均可不同程度预测患儿谵妄首次发作。低龄患儿中枢神经系统发育不成熟，不仅要对抗疾病压力，还要适应生长发育，即便是轻微的损伤也会引起敏感的中枢神经系统神经元异常变化，年龄越小则谵妄发作风险越高[11-12]。本研究结果显示，感染与肾功能异常是重症患儿谵妄首次发作的危险因素，与成人领域的证据[7]一致。这可能是由于重症患儿应用侵入性诊疗措施、免疫抑制剂及广谱抗菌药物较多，系医院感染的高危人群，即使是非中枢神经系统的感染也可能对其神经元造成损伤并影响突触功能，从而导致弥漫性脑功能障碍[13]。肾功能异常的患儿一般存在水电解质及代谢紊乱，机体药物、代谢产物或其他神经毒素清除困难，因此容易产生神经精神系统异常[14]。相关临床指南提出，30%～40%的谵妄可以有效预防，关键在于准确识别和去除导致谵妄发作的危险因素[15]。因此，未来医护人员应在患儿入住ICU 时对其进行全方位的评估，加强对高危患儿的识别与筛查，如重点关注年龄较小的患儿，积极采取措施纠正患儿肾功能异常并控制感染[16-17]，从而达到预防或缓解谵妄发作的目的。

本研究结果显示，PaO2/FiO2每下降100 mmHg，重症患儿谵妄首次发作风险增加5.56 倍，PaO2/FiO2可独立解释回归模型34.9%的变异，提示防止氧合状态进一步恶化对防治谵妄具有潜在益处。目前，尚未检索到儿科领域相关研究报告PaO2/FiO2下降和重症患儿谵妄发作之间的相关性，但两者的负相关关系可以通过谵妄的氧化应激理论得到解释[18-19]：大脑占据身体基础耗氧量的20%，是对氧合状态改变最敏感且不耐受的器官，当机体氧消耗增加和/或氧可用性降低时会引起组织和细胞的低灌注性氧化损伤，并介导神经递质功能异常，从而诱发谵妄表现和长期认知功能障碍。重症患儿由于抗氧化系统和中枢器官不成熟，因此更容易受到损伤。此外，既往研究及临床实践中广泛采用SpO2作为氧合状态的监测指标，但该指标易受病人吸入氧浓度的影响，存在特异度高但灵敏度低的问题[7]。这使得ICU 环境下，许多接受高流量氧疗支持的患儿虽能保持相对正常的SpO2水平，但实际氧合状态水平较差，从而给医护人员的临床判断造成干扰。另一方面，尽管PaO2/FiO2是判断氧合状态变化的金标准，但其创伤大且无法进行连续性监测，故在临床中应用受限。2 种氧合状态监测指标各有利弊，提示未来ICU 医护人员应根据临床实际情况将2 项指标相结合，对于氧合状态不稳定的高危患儿适当增加PaO2/FiO2测量频次并辅以SpO2连续监测，从而更准确、高效地识别患儿氧合状态变化。

3.2 氧合状态预测重症患儿谵妄首次发作的临界值分析

本研究结果显示，PaO2/FiO2为341.3 mmHg 是预测重症患儿谵妄首次发作的最佳临界值，此时灵敏度为0.784，特异度为0.848，显示有较好的预测价值，但该临界值高于国际金标准柏林定义中关于氧合状态受损 的 临 界 值：PaO2/FiO2≤300 mmHg[6]，提 示 部 分PaO2/FiO2处于300～341.3 mmHg 的患儿同样存在谵妄发作的高风险。既往学者大多将重点聚焦于已经存在氧合状态受损的人群[20]，而忽视了重症病人具有病情危重、变化快的特点，若不对其氧合状态进行密切监测可能会错过干预治疗的最佳时期，导致病情急剧恶化。重症患儿受疾病、药物及治疗等多种急性应激因素影响，常处于容量不足、通气受阻或弥散障碍等状态；且由于气道发育尚不完善，患儿的呼吸系统在遭受侵犯时缺乏支撑结构，相较于成人病人更容易出现氧合状态波动，因此需要ICU 医护人员格外重视。国内外部分证据表明，通过实施氧疗、呼吸功能训练并开展以PaO2/FiO2为导向的肺保护性通气策略可以有效改善病人氧合状态[21-22]，从而预防谵妄发作。其中，ICU护士与患儿联系紧密，具有监测其氧合状态并维持稳定的工作职责，在未来临床实践中应充分发挥自身能动作用，重视未达到氧合状态受损标准但处于临界值边缘范围内的高危患儿，加强氧合状态的监测与评估频率并及早启动干预措施，预防谵妄发作。

3.3 本研究的局限性与展望

本研究样本来自1 所三级甲等医院的儿童ICU，为单中心的观察性研究，受样本量限制，研究结果可能存在偏倚。本研究参照柏林定义[23]，将PaO2/FiO2原值/100 后纳入回归模型，但100 mmHg 的变化量可能不足以精确反映临床实际中氧合状态的变化情况；本研究未对谵妄亚型进行分类，无法深入区分氧合状态水平变化对不同谵妄亚型的影响；此外，患儿的氧合状态和意识水平在住院期间会发生波动变化，本研究仅收集了其入住ICU 后1 h 内的氧合状态，无法反映氧合状态水平与谵妄发作之间的动态关联。因此，未来的研究应考虑扩大样本来源、细化谵妄亚型并进一步描述与分析重症患儿、氧合状态与谵妄发作的变化轨迹，为临床谵妄防治提供更加真实、全面的依据。