慢性阻塞性肺疾病合并肺源性心脏病的危险因素分析及Nomogram 模型构建

沈林华 滕鸿 王卫彪 韩红燕

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）作为发病率和病死率均较高的一种疾病，常在病情严重时伴发肺源性心脏病（下称肺心病）。两者互相作用使患者病情恶化，病死率增加。COPD 合并肺心病诊断和治疗常用的检测手段有动脉血气分析和超声心动图[1]，但动脉血气分析需反复采血，超声心动图检查过程较复杂且费用较高。为尽早诊断COPD 合并肺心病患者，本研究分析COPD 合并肺心病的危险因素并构建Nomogram 预测模型，现将结果报道如下。

1 对象和方法

1.1 对象 选择2018 年6 月至2021 年6 月绍兴第二医院医共体总院收治的COPD 合并肺心病患者52 例为观察组，男15 例，女37 例，年龄54～80（69.35±6.39）岁；另择同期本院收治的COPD 且未合并其他并发症的患者52 例为对照组，男13 例，女39 例，年龄56～81（68.90±7.20）岁。两组患者性别、年龄比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。纳入标准：符合2013 年版《慢性阻塞性肺疾病诊治指南》中COPD 的诊断[2]；符合2018 年版《慢性肺源性心脏病基层诊疗指南》中肺心病诊断[3]。排除标准：合并患有其他系统及器官的重大疾病；＜18 岁；因精神类疾病不能配合参与研究。本研究经本院医学伦理委员会审查通过（批准文号：绍二医伦审2023 研第006 号），患者均知情同意。

1.2 方法

1.2.1 一般资料收集 通过电子病历系统收集两组患者的一般资料，包括：COPD 病程、吸烟史、吸烟时间。

1.2.2 血清指标检测 入院次日清晨抽取两组患者空腹静脉血。3 000 r/min，离心15 min 后取上清液，采用上海Tanon 5200 全自动化学发光分析仪检测两组患者入院24 h 血清脑钠肽（brain natriuretic peptide，BNP）和C 反应蛋白（C-reactive protein，CRP）水平。

1.2.3 超声心动图检查 采用北京天惠华数字有限公司全数字化彩超仪，两组患者取左侧卧位，探头参数2.5～5.0 MHz。检查指标包括：右心房横径（right atrium，RA）、右心室横径（right ventricle，RV）、右心室前壁厚度（right ventricular anterior wall thickness，RVAWT）、肺动脉主干内径（main pulmon aryartery，MPA）、肺动脉收缩压（pulmonary artery systolic pressure，PASP）。

1.2.4 动脉血气分析 采用丹麦雷度PICO70 动脉血气针于两组患者动脉搏动明显处采集动脉血2 mL，混匀，半小时内使用血气分析仪测定两组患者血pH 值、动脉血氧分压（arterial partial pressure of oxygen，PaO2）、动脉血二氧化碳分压（partial pressure of carbon dioxide，PaCO2）、动脉血氧饱和度（saturation of blood oxygen，SaO2）。

1.3 统计学处理 采用SPSS 21.0 统计软件及R 语言。计量资料以表示，组间比较采用两独立样本t检验；计数资料组间比较采用χ2检验。采用ROC 曲线分析获取各因素的最佳截断值及AUC，各因素先采用多因素logistic 回归分析，使用校正曲线对Nomogram模型进行内部验证，应用决策曲线评估Nomogram 模型的预测效能。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者一般资料比较 观察组COPD 病程和吸烟时间长于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。两组吸烟患者比例比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 两组患者一般资料比较

2.2 两组患者血清指标比较 观察组入院24 h 血清BNP 水平高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组患者入院24 h 血清CRP 水平比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

表2 两组患者入院24 h 血清指标比较

2.3 两组患者超声心动图指标比较 观察组RA、RV、PASP 值大于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。两组患者RVAWT、MPA 比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05），见表3。

表3 两组患者超声心动图指标比较

2.4 两组患者动脉血气指标比较 观察组PCO2水平高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组患者pH 值、PaO2、SaO2比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05），见表4。

表4 两组患者动脉血气指标比较

2.5 COPD 合并肺心病危险因素的ROC 曲线分析ROC 曲线分析结果显示，COPD 病程、吸烟时间、BNP、PaCO2、RA、RV、PASP 均为COPD 合并肺心病的危险因素（P＜0.05），见表5。

表5 COPD 合并肺心病危险因素的ROC 曲线分析

2.6 COPD 合并肺心病的多因素logistic 回归分析logistic 回归模型结果显示，COPD 病程＞10 年、BNP＞193.58 ng/mL、RA＞39.4 mm 均是COPD 合并肺心病的危险因素（均P＜0.05），见表6。

2.7 COPD 合并肺心病危险因素的Nomogram 模型构建 将病程、BNP、RA 纳入到Nomogram 模型的构建中，作为预测COPD 合并肺心病发生的预测因子，模型见图1。

图1 预测的COPD 合并肺心病风险的Nomogram 模型

2.8 Nomogram 模型校正曲线及临床净收益分析内部验证结果显示，本研究构建的Nomogram 模型的C 指数为0.796（95%CI：0.514～0.973），校正曲线的波动幅度较小，且实际曲线靠近校正曲线，表明该Nomogram 模型的校正能力较强；校正曲线趋近于理想曲线，表明实际风险值与预测风险值之间具有较好的一致性，见图2。决策曲线结果显示，风险阈值＞0.25 时，此Nomogram 模型所提供的临床净收益均高于COPD 病程、BNP、RA 单独提供的临床净收益，表明该Nomogram 模型在预测COPD 合并肺心病的高风险方面可以获得较高的收益比，见图3。

图2 Nomogram 模型校正曲线

图3 Nomogram 模型决策曲线

3 讨论

COPD 主要表现为不完全可逆的进行性发展的气流受限，引发COPD 的确切病因未明确。费小强等[4]研究认为香烟烟雾等有害气体及颗粒可诱发COPD，且存在一定的个体易感差异以及环境因素的额外影响。病理改变为支气管黏膜上皮细胞变性、坏死，溃疡形成，杯状细胞数目增多肥大[5-8]。各级支气管壁均有多种炎症细胞浸润。急性发作期可见大量中性粒细胞，这些病理改变均导致了COPD 患者气流受限[9-10]。

COPD 具有发病缓慢、病程长的特点[11]。在漫长的COPD 病程发展过程中可引发许多危险的并发症，其中肺心病由于COPD 导致的心脏结构和功能改变，肺血管阻力增加及缺氧致肺动脉高压、右心室肥厚扩大，最终导致右心功能不全[12-14]。严重者引发心力衰竭，严重威胁患者的生命安全。在确诊COPD合并肺心病时，常用到的检测手段有肺功能检查、胸部X 线检查、胸部CT 检查及血气检查。存在着检测手段繁琐，成本较高，且无法提前对患者出现COPD合并肺心病进行预测。本研究联合分析受试者的一般临床资料和血气分析和超声心动图数据，构建一个可用于预测COPD 合并肺心病的模型。

本研究通过对两组患者的临床一般资料进行对比分析，结果显示，观察组COPD 病程和吸烟时间长于对照组，观察组入院24 h 血清BNP 水平高于对照组，观察组RA、RV、PASP、PaCO2高于对照组。将单因素分析有统计学意义的指标纳入logistic 多元回归模型中，结果显示：COPD 病程＞10 年、BNP＞193.58 ng/mL、RA＞39.4 mm 是COPD 合并肺心病的危险因素。Nomogram 模型预测COPD 合并肺心病的C 指数为0.796（95%CI：0.514～0.973），当风险阈值＞0.25 时，此Nomogram 模型所提供的临床净收益均高于COPD 病程、BNP、RA 单独提供的临床净收益。对实验数据进行进一步分析：ROC 曲线分析结果显示各指标具有较好的评价性能。多因素logistic 回归分析显示COPD 病程、BNP、RA 是COPD合并肺心病的危险因素。以此为基础构建的Nomogram 模型的观测值与预测值的一致性较好且模型提供临床净收益、收益水平超过各项单独指标的收益水平。

综上所述，本研究构建的Nomogram 模型可用于COPD 合并肺心病患者在确诊发病前的预测，指导患者进行进一步的预防、治疗和预后，具有较高的实用价值。