高原地区重症机械通气患者脱机失败预测模型研究

doi:10.3877/cma.j.issn.2096-1537.2025.02.015

目的

构建列线图预测模型对高原地区重症机械通气患者脱机失败进行预测。

方法

选择2023 年1 月1 日至12 月31 日西藏自治区人民医院ICU 收治的需要有创机械通气的患者255 例。根据目前临床上实施的机械通气及脱机操作对患者进行常规治疗，并依据是否脱机成功，将患者分为脱机成功组（184 例）和脱机失败组（71 例）。收集2 组患者的人口学特征、合并症、生命体征、器官功能等临床指标，并进行单因素比较分析，然后将差异有统计学意义的指标纳入多因素logistic 回归分析，确立脱机失败的独立危险因素。应用列线图，建立脱机失败的预测模型。

结果

脱机失败组患者ICU 住院时间、住院费用、28 d 病死率均显著高于脱机成功组，差异有统计学意义（均P＜0.005）。通过多因素logistic 回归分析显示，脱机前潮气量（Vt）（P＜0.001，95%CI：0.979 ～0.992），呼吸频率（RR）（P=0.006，95%CI：1.034 ～1.218），24 h 液体平衡量（P=0.033，95%CI：1.000 ～1.001）是高原重症患者脱机失败的独立危险因素。构建预测模型受试者工作特征曲线（ROC）的曲线下面积（AUC）为0.883（95%CI：0.841 ～0.925）。

结论

高原地区重症机械通气患者脱机前Vt，RR 以及24 h 液体平衡水平显著影响脱机失败发生率。本研究基于这3 项因素构建的脱机预测模型具有良好的预测价值。

关键词: 高原地区, 脱机失败, 危险因素, 预测模型

Objective

To develop a nomogram prediction model for weaning failure in mechanically ventilated critical ill patients in plateau areas.

Methods

A total of 255 patients requiring invasive mechanical ventilation admitted to the ICU of the People's Hospital of Xizang Autonomous Region between January 1 and December 31，2023，were enrolled.Based on weaning outcomes，patients were divided into a successful weaning group （184 cases） and a failed weaning group （71 cases）.Demographic characteristics，comorbidities，vital signs，and organ function parameters were collected and compared between the two groups.Statistically significant variables in univariate analysis were incorporated into multivariate logistic regression to identify independent risk factors for weaning failure.And a nomogram prediction model for weaning failure was established.

Results

Compared with the successful weaning group，the failed weaning group had significantly longer ICU stays，higher hospitalization costs，and increased 28-day mortality （all P＜0.001）.The multivariate regression analysis identified three independent risk factors for weaning failure：tidal volume （Vt） before weaning （P＜0.001，95%CI：0.979-0.992），respiratory rate （RR） before weaning（P=0.006，95%CI：1.034-1.218），and fluid balance in 24 hours before weaning （P=0.033，95%CI：1.000-1.001）.The area under the ROC curve of the prediction model was 0.883 （95%CI：0.841-0.925）.

Conclusions

Vt，RR，and 24-hour fluid balance levels before weaning significantly influence the incidence of weaning failure in mechanically ventilated critically ill patients in plateau areas.The nomogram prediction model developed for weaning failure in this study based on these three parameters，demonstrates a good predictive value.

Key words: Plateau area, Weaning failure, Risk factors, Prediction model

表1 脱机失败组和脱机成功组预后指标比较

组别	例数	ICU 住院时间 [d, M(Q₁, Q₃)]	住院费用 [元, M(Q₁, Q₃)]	28 d 病死率 [例（%）]
脱机失败组	71	14 (9, 19)	138 663.06 (79 464.94, 226 678.41)	7 (9.9)
脱机成功组	184	9 (4, 17)	106 576.87 (63 483.45, 161 535.63)	2 (1.1)
统计值		Z=3.637	Z=2.991	χ²=9.146
P 值		<0.001	0.003	0.002

表1 脱机失败组和脱机成功组预后指标比较

组别	例数	ICU 住院时间 [d, M(Q₁, Q₃)]	住院费用 [元, M(Q₁, Q₃)]	28 d 病死率 [例（%）]
脱机失败组	71	14 (9, 19)	138 663.06 (79 464.94, 226 678.41)	7 (9.9)
脱机成功组	184	9 (4, 17)	106 576.87 (63 483.45, 161 535.63)	2 (1.1)
统计值		Z=3.637	Z=2.991	χ²=9.146
P 值		<0.001	0.003	0.002

表2 脱机失败组和脱机成功组相关指标的单因素分析［M（Q₁，Q₃）］

相关指标	脱机失败组（71 例）	脱机成功组（184 例）	统计值	P 值
患者一般情况
性别 [例（%）]			χ²=0.322	0.570
男性	44 (62.0)	121 (65.8)
女性	27 (38.0)	63 (34.2)
藏族 [例（%）]	61 (85.9)	144 (78.3)	χ²=1.370	0.242
年龄（岁）	58 (39, 63)	48 (34, 59)	Z=2.370	0.018
BMI（kg/m²）	23.44 (20.76, 25.71)	22.86 (20.76, 24.87)	Z=0.566	0.572
居住海拔（m）	3860 (3600, 4242)	3852 (3600, 4200)	Z=0.358	0.720
APACHE II 评分（分）	17 (13, 20)	13 (9, 17)	Z=3.894	<0.001
合并症 [例（%）]
冠心病	7 (9.8)	9 (4.9)	χ²=1.388	0.239
呼吸系统疾病	1 (1.4)	6 (3.2)	χ²=0.147	0.701
高血压	40 (56.3)	59 (32.1)	χ²=12.709	<0.001
糖尿病	5 (7.0)	8 (4.3)	χ²=0.313	0.576
肝功能不全	3 (4.2)	6 (3.3)	χ²=0.135	0.713
吸烟	16 (22.5)	52 (28.3)	χ²=0.859	0.354
脱机当日检验
白细胞（×10⁹/L）	11.7 (9.3, 13.8)	10.4 (8.1, 13.4)	Z=1.897	0.058
血小板（×10⁹/L）	192 (122, 301)	200 (141, 316)	Z=0.476	0.634
血红蛋白（g/L）	114 (85, 148)	110 (93, 132)	Z=0.377	0.706
丙氨酸氨基转移酶（U/L）	40 (20, 75)	40 (24, 79)	Z=0.523	0.601
总胆红素（mmol/L）	19.4 (10.0, 33.7)	15.8 (9.4, 24.1)	Z=1.759	0.075
肌酐（umol/L）	58 (34, 81)	51 (39, 63)	Z=1.079	0.290
C 反应蛋白（ng/ml）	104.92 (61.07, 156.72)	74.42 (34.18, 118.14)	Z=2.743	0.006
改良氧合指数（mmHg）	229.0 (210.0, 285.0)	301.5 (234.8, 356.7)	Z=4.558	<0.001
二氧化碳分压（mmHg）	33 (29, 37)	35 (31, 38)	Z=1.228	0.220
乳酸（mmol/L）	1.1 (0.7, 1.5)	0.9 (0.7, 1.2)	Z=1.946	0.052
脱机前情况
体温（℃）	37.1 (36.8, 37.4)	37.0 (36.7, 37.2)	Z=2.110	0.035
心率（次/min）	85 (74, 100)	77 (70, 90)	Z=3.592	<0.001
平均动脉压（mmHg）	91 (84, 96)	90 (83, 97)	Z=0.096	0.924
潮气量（ml）	450 (420, 470)	542 (480, 600)	Z=8.077	<0.001
呼吸频率（次/min）	23 (20, 27)	18 (16, 21)	Z=6.549	<0.001
24 h 液体平衡量（ml/L）	162 (-859, 578)	-705 (-1109, -340)	Z=5.748	<0.001
血管活性药物 [例（%）]	47 (66.2)	92 (50.0)	χ²=5.420	0.020

表2 脱机失败组和脱机成功组相关指标的单因素分析［M（Q₁，Q₃）］

相关指标	脱机失败组（71 例）	脱机成功组（184 例）	统计值	P 值
患者一般情况
性别 [例（%）]			χ²=0.322	0.570
男性	44 (62.0)	121 (65.8)
女性	27 (38.0)	63 (34.2)
藏族 [例（%）]	61 (85.9)	144 (78.3)	χ²=1.370	0.242
年龄（岁）	58 (39, 63)	48 (34, 59)	Z=2.370	0.018
BMI（kg/m²）	23.44 (20.76, 25.71)	22.86 (20.76, 24.87)	Z=0.566	0.572
居住海拔（m）	3860 (3600, 4242)	3852 (3600, 4200)	Z=0.358	0.720
APACHE II 评分（分）	17 (13, 20)	13 (9, 17)	Z=3.894	<0.001
合并症 [例（%）]
冠心病	7 (9.8)	9 (4.9)	χ²=1.388	0.239
呼吸系统疾病	1 (1.4)	6 (3.2)	χ²=0.147	0.701
高血压	40 (56.3)	59 (32.1)	χ²=12.709	<0.001
糖尿病	5 (7.0)	8 (4.3)	χ²=0.313	0.576
肝功能不全	3 (4.2)	6 (3.3)	χ²=0.135	0.713
吸烟	16 (22.5)	52 (28.3)	χ²=0.859	0.354
脱机当日检验
白细胞（×10⁹/L）	11.7 (9.3, 13.8)	10.4 (8.1, 13.4)	Z=1.897	0.058
血小板（×10⁹/L）	192 (122, 301)	200 (141, 316)	Z=0.476	0.634
血红蛋白（g/L）	114 (85, 148)	110 (93, 132)	Z=0.377	0.706
丙氨酸氨基转移酶（U/L）	40 (20, 75)	40 (24, 79)	Z=0.523	0.601
总胆红素（mmol/L）	19.4 (10.0, 33.7)	15.8 (9.4, 24.1)	Z=1.759	0.075
肌酐（umol/L）	58 (34, 81)	51 (39, 63)	Z=1.079	0.290
C 反应蛋白（ng/ml）	104.92 (61.07, 156.72)	74.42 (34.18, 118.14)	Z=2.743	0.006
改良氧合指数（mmHg）	229.0 (210.0, 285.0)	301.5 (234.8, 356.7)	Z=4.558	<0.001
二氧化碳分压（mmHg）	33 (29, 37)	35 (31, 38)	Z=1.228	0.220
乳酸（mmol/L）	1.1 (0.7, 1.5)	0.9 (0.7, 1.2)	Z=1.946	0.052
脱机前情况
体温（℃）	37.1 (36.8, 37.4)	37.0 (36.7, 37.2)	Z=2.110	0.035
心率（次/min）	85 (74, 100)	77 (70, 90)	Z=3.592	<0.001
平均动脉压（mmHg）	91 (84, 96)	90 (83, 97)	Z=0.096	0.924
潮气量（ml）	450 (420, 470)	542 (480, 600)	Z=8.077	<0.001
呼吸频率（次/min）	23 (20, 27)	18 (16, 21)	Z=6.549	<0.001
24 h 液体平衡量（ml/L）	162 (-859, 578)	-705 (-1109, -340)	Z=5.748	<0.001
血管活性药物 [例（%）]	47 (66.2)	92 (50.0)	χ²=5.420	0.020

表3 影响高原地区重症患者脱机失败的多因素logistic 回归分析

因素指标	B 值	SE	Z 值	P 值	OR（95%CI）
年龄	0.007	0.013	0.261	0.610	1.007 (0.981 ~ 1.032)
高血压	0.649	0.427	2.314	0.128	1.914 (0.829 ~ 4.418)
APACHE II 评分	0.043	0.034	1.620	0.203	1.044 (0.977 ~ 1.115)
C 反应蛋白	0.002	0.003	0.325	0.569	1.002 (0.996 ~ 1.008)
改良氧合指数	-0.006	0.003	3.405	0.065	0.994 (0.988 ~ 1.000)
体温	-0.252	0.292	0.743	0.389	0.778 (0.439 ~ 1.378)
心率	0.024	0.015	2.638	0.104	1.024 (0.995 ~ 1.054)
潮气量	-0.014	0.003	17.974	<0.001	0.986 (0.979 ~ 0.992)
呼吸频率	0.115	0.042	7.669	0.006	1.122 (1.034 ~ 1.218)
血管活性药物	0.335	0.417	0.648	0.421	1.398 (0.618 ~ 3.164)
脱机前 24 h 液体平衡量	0.001	0.000	4.565	0.033	1.001 (1.000 ~ 1.001)

表3 影响高原地区重症患者脱机失败的多因素logistic 回归分析

因素指标	B 值	SE	Z 值	P 值	OR（95%CI）
年龄	0.007	0.013	0.261	0.610	1.007 (0.981 ~ 1.032)
高血压	0.649	0.427	2.314	0.128	1.914 (0.829 ~ 4.418)
APACHE II 评分	0.043	0.034	1.620	0.203	1.044 (0.977 ~ 1.115)
C 反应蛋白	0.002	0.003	0.325	0.569	1.002 (0.996 ~ 1.008)
改良氧合指数	-0.006	0.003	3.405	0.065	0.994 (0.988 ~ 1.000)
体温	-0.252	0.292	0.743	0.389	0.778 (0.439 ~ 1.378)
心率	0.024	0.015	2.638	0.104	1.024 (0.995 ~ 1.054)
潮气量	-0.014	0.003	17.974	<0.001	0.986 (0.979 ~ 0.992)
呼吸频率	0.115	0.042	7.669	0.006	1.122 (1.034 ~ 1.218)
血管活性药物	0.335	0.417	0.648	0.421	1.398 (0.618 ~ 3.164)
脱机前 24 h 液体平衡量	0.001	0.000	4.565	0.033	1.001 (1.000 ~ 1.001)

图1 高原地区重症患者机械通气脱机失败的列线图预测模型

图2 高原地区重症患者机械通气脱机失败列线图预测模型的校正曲线

图3 高原地区重症患者机械通气脱机失败列线图预测模型的ROC 曲线

图4 高原地区重症患者机械通气脱机失败的临床决策曲线

1	孙晓林，马四清，潘世琴，等.集束化干预策略对高原ICU 机械通气患者呼吸机相关性肺炎的预防效果［J/OL］.中华重症医学电子杂志，2021，7（1）：33-38.
2	杨绍星.高海拔地区慢性阻塞性肺疾病合并慢性肺源性心脏病急性加重期中医实证证素与临床特征的关联分析［D］.青海：青海大学，2022.
3	韩同英，叶琼波，德吉玉珍，等.高海拔地区新生儿呼吸窘迫综合征初始呼吸支持策略的影响因素及早期结局分析［J］.中国全科医学，2022，25（27）：3384-3389.
4	赵雪丹，艾悦，靳国恩，等.高海拔地区肺部非感染性疾病的研究新进展［J］.中国全科医学，2025，28：1-9.
5	杜安琪，安友仲，赵慧颖.脑出血患者术后延迟脱机的危险因素分析及预测模型建立［J］.解放军医学杂志，2024，49（10）：1150-1155.
6	Singh J，Zaballa K，Kok H，et al.Cheyne-stokes respiration in children with heart failure ［J］.Paediatr Respir Rev，2022，43：78-84.
7	Rose L，Messer B.Prolonged mechanical ventilation，weaning，and the role of tracheostomy ［J］.Crit Care Clin，2024，40（2）：409-427.
8	Hernández G，Paredes I，Moran F，et al.Effect of postextubation noninvasive ventilation with active humidification vs high-flow nasal cannula on reintubation in patients at very high risk for extubation failure：a randomized trial ［J］.Intensive Care Med，2022，48（12）：1751-1759.
9	Li W，Zhang Y，Wang Z，et al.The risk factors of reintubation in intensive care unit patients on mechanical ventilation：a systematic review and meta-analysis ［J］.Intensive Crit Care Nurs，2023，74：103340.
10	Zhao H，Wang G，Lyu J，et al.Prediction of mechanical ventilation greater than 24 hours in critically ill obstetric patients：ten years of data from a tertiary teaching hospital in mainland China ［J］.BMC Pregnancy Childbirth，2021，21（1）：40.
11	Taran S，Wahlster S，Robba C.Ventilatory targets following brain injury ［J］.Curr Opin Crit Care，2023，29（2）：41-49.
12	Keszler M，Abubakar MK.Volume-targeted ventilation ［J］.Semin Perinatol，2024，48（2）：151886.
13	Roussos C，Zakynthinos S.Fatigue of the respiratory muscles ［J］.Intensive Care Med，1996，22（2）：134-155.
14	Burns K，Khan J，Phoophiboon V，et al.Spontaneous breathing trial techniques for extubating adults and children who are critically ill：a systematic review and meta-analysis ［J］.JAMA Netw Open，2024，7（2）：e2356794.
15	Doorduin J，van der Hoeven JG，Heunks LM.The differential diagnosis for failure to wean from mechanical ventilation ［J］.Curr Opin Anaesthesiol，2016，29（2）：150-157.
16	Killian HJ，Bakula DM，Wallisch A，et al.Pediatric tube weaning：a meta-analysis of factors contributing to success ［J］.J Clin Psychol Med Settings，2023，30（4）：753-769.
17	Levine RL.Respiratory rate：the third vital sign ［J］.J Am Coll Emerg Physicians Open，2024，5（3）：e13153.
18	Uchida K.Respiratory rate as a factor in lung injury-not just what you set，but how you set ［J］.Anesthesiology，2023，138（4）：351-353.
19	Galizia M，Ghidoni V，Catozzi G，et al.Predictors of VILI risk：driving pressure，4DPRR and mechanical power ratio-an experimental study［J］.Intensive Care Med Exp，2024，12（1）：116.
20	程曦，沈亚伟.液体负平衡对AECOPD 患者有创机械通气的影响［J］.国际呼吸杂志，2019，39（6）：434-438.
21	Lin H，Yao M，Qin Z，et al.Predictive values of ultrasonic diaphragm thickening fraction combined with integrative weaning index in weaning patients with mechanical ventilation：a retrospective study ［J］.J Cardiothorac Surg，2024，19（1）：66.
22	Santos P，Ribas A，Quadros T，et al.Postextubation fluid balance is associated with extubation failure：a cohort study ［J］.Rev Bras Ter Intensiva，2021，33（3）：422-427.
23	Li T，Zhou D，Zhao D，et al.Association between fluid intake and extubation failure in intensive care unit patients with negative fluid balance：a retrospective observational study ［J］.BMC Anesthesiol，2022，22（1）：170.
24	Cusanno A，Aissaoui N，Minville V，et al.Predictors of weaning failure in case of VA ECMO implantation ［J］.Sci Rep，2022，12（1）：13842.
25	Burns K，Rochwerg B，Seely A.Ventilator weaning and extubation ［J］.Crit Care Clin，2024，40（2）：391-408.

[1]	明昊, 宋宏萍, 白誉誉, 党晓智, 赵阳, 程燕妮, 王琪, 肖迎聪. 自动乳腺超声联合临床病理特征预测Luminal B 型乳腺癌术后复发风险的临床研究[J/OL]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2025, 22(04): 337-347.
[2]	李培真, 刘海亮, 李大伟, 贾昊, 张泽瑾, 刘力维, 申传安. 重度烧伤患者发生早期急性肾损伤危险因素分析及预测模型建立[J/OL]. 中华损伤与修复杂志(电子版), 2025, 20(03): 199-205.
[3]	赵晨皓, 张序东, 杨浚沫, 周何. 血清肿瘤标志物对结直肠癌患者术后复发的预测效能研究进展[J/OL]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2025, 19(04): 467-470.
[4]	钱小梅, 罗洪, 李智慧, 周代君, 李东. 76例乙型肝炎肝硬化并发原发性肝癌的高危因素Logistic分析[J/OL]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2025, 19(03): 251-253.
[5]	袁强, 张华宇, 闫璋哲, 朱含放, 陈光, 孙亮, 吕远, 陈纲, 赵锁. cN0峡部偏侧甲状腺乳头状癌中央区淋巴结转移的术前预测模型[J/OL]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2025, 19(03): 333-336.
[6]	朱宗恒, 张志火. 甲状腺乳头状癌对侧中央区淋巴结转移的危险因素分析及预测模型构建[J/OL]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2025, 19(03): 337-340.
[7]	华小玲, 高梦昕, 陈媛, 蔡超, 刘永达, 孙红玲. 良性输尿管狭窄修复重建术研究进展及再手术现状[J/OL]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2025, 19(03): 377-383.
[8]	张志昱, 张凡, 周奇, 欧阳骏, 林宇鑫, 张学锋. 术前炎性指标对肾透明细胞癌WHO/ISUP病理分级的预测价值[J/OL]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2025, 19(03): 323-328.
[9]	尤宁, 秦卫, 徐斌, 彭一莲, 杨小玉. 慢性阻塞性肺疾病并发重症社区获得性肺炎预后风险预测[J/OL]. 中华肺部疾病杂志(电子版), 2025, 18(03): 479-482.
[10]	张丽丽, 韩志海, 张春阳, 陈韦, 康奕欣, 张燕, 孟激光, 丁毅伟, 丁静, 崔俊昌. 纤维化性结缔组织病相关间质性肺疾病进展的危险因素分析[J/OL]. 中华肺部疾病杂志(电子版), 2025, 18(03): 434-441.
[11]	杨小钰, 樊雅欣, 苏奔, 毕蓉蓉, 张少言, 李翠, 吴定中, 鹿振辉, 邱磊. 支气管扩张症急性加重的危险因素分析[J/OL]. 中华肺部疾病杂志(电子版), 2025, 18(03): 457-462.
[12]	张宏斌, 杨振宇, 谭凯, 刘冠, 尚磊, 杜锡林. 不可切除肝癌转化治疗后手术的影响因素及预测模型构建[J/OL]. 中华肝脏外科手术学电子杂志, 2025, 14(03): 387-394.
[13]	周艳, 周泽阳, 程欣萌, 何月娥, 李祥勇, 吴勇. 结直肠癌患者早期造口并发症预测模型的构建与验证[J/OL]. 中华结直肠疾病电子杂志, 2025, 14(03): 242-250.
[14]	王双兴, 吴永杰, 孟兵, 张宏涛, 魏丹, 张辉, 刁美. 非限制性室间隔缺损婴儿术后延迟恢复危险因素分析[J/OL]. 中华临床医师杂志(电子版), 2025, 19(03): 188-193.
[15]	马丽, 刘文华, 刘丹, 王晓彤, 康微婉, 张毅, 王雪娇. 终末期肾脏病腹膜透析相关性腹膜炎病原菌及危险因素分析[J/OL]. 中华临床医师杂志(电子版), 2025, 19(03): 194-198.

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Study on prediction model for weaning failure in mechanically ventilated critical ill patients in plateau area

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