Application of failure mode and effect analysis in risk management of midline catheter of patients in neurosurgical department
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摘要:目的
探讨失效模式与效应分析(FMEA)在神经外科患者中线导管(MC)风险管理中的应用价值。
方法将2020年6月—2021年3月收治的106例MC置管患者设为对照组，实施常规护理; 将2021年4月—2022年1月收治的114例MC置管患者设为观察组，在常规护理基础上实施FMEA管理，查找既往置管维护操作流程、制度管理中存在的失效模式及潜在风险因素，计算失效模式的优先风险数值(RPN), 制订神经外科患者MC置管穿刺与维护操作的规范化管理方案。观察并比较2组患者MC置管维护失效模式的RPN评分、MC置管维护相关并发症发生率、非计划性拔管发生率和患者满意度。
结果观察组置管前评估不足、置管不规范及预处理不当、日常应用维护不当、交接巡视不够、镇静约束不当和患者自我管理不强这6种MC置管维护失效模式的RPN评分依次为(150.02±11.68)、(113.01±7.35)、(210.43±8.65)、(180.00±24.70)、(142.21±4.12)、(115.81±13.04)分，分别低于对照组的(291.93±28.04)、(279.14±9.03)、(411.90±23.28)、(322.81±21.58)、(254.62±20.38)、(202.40±30.32)分，差异有统计学意义(P < 0.05); 观察组患者MC相关并发症(出血、肿胀、移位、静脉炎、堵管)的总发生率为10.53%(12/114), 非计划性拔管发生率为0.88%(1/114), 分别低于对照组的23.58%(25/106)、2.83%(3/106), 差异有统计学意义(P < 0.05); 观察组患者满意度为92.98%, 高于对照组的83.02%, 差异有统计学意义(P < 0.05)。
结论将FMEA应用于神经外科患者MC风险管理中，可建立标准化安全管理模式，有效降低MC相关并发症及非计划性拔管发生率，并提高患者满意度，为神经外科患者MC风险管理提供临床实践循证依据。
Abstract:ObjectiveTo explore the application value of failure mode and effect analysis (FMEA) in the risk management of midline catheter (MC) in patients of neurosurgical department.
MethodsA total of 106 patients with MC catheterization admitted from June 2020 to March 2021 were selected as control group and received routine nursing. A total of 114 patients with MC catheterization admitted from April 2021 to January 2022 were assigned to observation group, and FMEA management was implemented on the basis of routine nursing. The failure modes and potential risk factors existing in the operation process and system management of previous catheterization maintenance were found out, the priority risk value (RPN) of the failure mode was calculated, and a standardized management plan for MC catheterization, puncture and maintenance in patients of neurosurgery department was formulated. The RPN score of MC catheterization maintenance failure mode, the incidence of MC catheterization maintenance related complications, the incidence of unplanned extubation and patients′ satisfaction were observed and compared between the two groups.
ResultsAfter the FMEA intervention, the RPN scores of incomplete evaluation, non-standardized operation, improper pretreatment, improper daily application and maintenance, inadequate handover patrol, improper restraint for sedation and poor patient self-management were (150.02±11.68), (113.01±7.35), (210.43±8.65), (180.00±24.70), (142.21±4.12) and (115.81±13.04) respectively, which were lower than (291.93±28.04), (279.14±9.03), (411.90±23.28), (322.81±21.58), (254.62±20.38) and (202.40±30.32) in the control group(P < 0.05). The total incidence of MC-related complications (bleeding, swelling, displacement, phlebitis, tube blocking) in the observation group was 10.53% (12/114), and the incidence of unplanned extubation was 0.88%(1/114), which were lower than 23.58%(25/106) and 2.83%(3/106), respectively in the control group (P < 0.05). The patients′ satisfaction of the observation group was higher than that in the control group(92.98% versus 83.02%, P < 0.05).
ConclusionThe application of FMEA in MC risk management of neurosurgical patients can establish standardized safety management model, effectively reduce the incidence rates of MC-related complications and unplanned extubation, improve patients′ satisfaction, and provide evidence-based basis for clinical practice for MC risk management of patients in neurosurgical department.
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重症监护室(ICU)神经外科手术后诱导的感染会导致严重并发症，从而增加神经危重患者的死亡率，也会延长在ICU和医院的住院时间。脑膜炎是神经外科手术后患者发生的主要并发症之一，根据有无细菌感染分为细菌性脑膜炎和无细菌性脑膜炎，细菌性脑膜炎的患病率仅为0.3%~1.5%, 但致死率较高[1-2]。无细菌性感染患者术后恢复较好，但也存在体温升高、头疼、精神障碍等情况，在诊断方面也有一定困难[3]。因此，需要联合特异性生物指标提高诊断效能。乳酸(LA)是由厌氧糖酵解产生的，厌氧糖酵解发生在人体的大多数组织中，各种中枢神经系统疾病导致脑脊液乳酸升高，可作为脑脊液生物标志物[4]。白细胞介素-27(IL-27)在与先天性和适应性免疫细胞共同调节炎症方面具有重要作用[5]。IL-27可增加中枢神经系统在各种疾病和损伤中的神经元存活率[6]。干扰素-γ(IFN-γ)是由巨噬细胞、T淋巴细胞、黏膜上皮细胞或自然杀伤细胞产生的可溶性细胞因子，其对先天性和适应性免疫至关重要，异常的IFN-γ表达水平和功能与不同的人类疾病有关，在调节免疫、感染和癌症发展中具有重要作用[7-8]。本研究检测脑脊液LA、IL-27、IFN-γ表达水平，探讨3项指标联合检测对术后细菌性脑膜炎的诊断价值，现将结果报告如下。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
选取本院2019年7月—2022年8月收治的54例ICU神经外科术后细菌性脑膜炎患者作为疾病组，另选取同期62例ICU神经外科术后无细菌性脑膜炎患者作为对照组，年龄32~68岁。纳入标准: ①患者均符合《中国神经外科重症病人感染诊治专家共识(2017)》[9]中细菌性脑膜炎和无细菌性脑膜炎的诊断标准; ②临床资料完整者; ③患者及其家属均知情并签署知情同意书。排除标准: ①患者术前有感染性疾病史; ②伴有肾脏功能不全者; ③近期使用过相关治疗的抗生素者; ④患者为首次ICU神经外科手术; ⑤由其他原因导致的脑出血者。本研究已经过本院医学伦理委员会审核批准。
细菌性脑膜炎诊断标准: ①临床表现包括术后体温高于38 ℃、颅内压有增高现象、脑膜刺激征阳性、颈部僵硬、意识或精神状态异常，符合上述任意1项症状即为细菌性脑膜炎; ②术后病原学检测为阳性，即脑脊液细菌培养和革兰染色为阳性。无细菌性脑膜炎诊断标准: 只有临床表现症状，无实验室诊断和病理学表现特征。
1.2 方法
采集患者脑脊液3 mL, 以3 500转/min离心10 min, 留取上清液放置于无菌离心管中，置于-20 ℃冰箱保存。采用全自动生化分析仪(PUZS-300型号全自动生化分析仪，上海帝博思生物科技有限公司)检测脑脊液LA表达水平、葡萄糖、蛋白质等生化指标浓度; 采用半导体激光器(ZHGY-12B型号半导体激光器，杭州藏汉科技有限公司)的流式细胞计数方法测定脑脊液白细胞计数。采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测脑脊液IL-27、IFN-γ表达水平，试剂盒均购自上海化邦生物科技有限公司，具体操作步骤按照试剂盒说明书进行。
1.3 统计学方法
采用SPSS 21.0统计学软件进行数据分析。计量资料以(x±s)表示，应用t检验进行组间比较; 计数资料以[n(%)]表示，采用χ2检验进行组间比较; 应用Logistic回归模型分析影响ICU神经外科术后发生细菌性脑膜炎的相关因素; 应用MedCalc软件绘制受试者工作特征(ROC)曲线，分析脑脊液LA、IL-27、IFN-γ表达水平对ICU神经外科术后细菌性脑膜炎的诊断价值。P＜0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 2组患者一般资料及脑脊液检测指标比较
2组性别、年龄、手术类型、术后24 h内预防性使用抗生素比率比较，差异无统计学意义(P>0.05); 疾病组葡萄糖水平低于对照组，白细胞计数、蛋白质水平高于对照组，差异均有统计学意义(P＜0.01)。见表 1。
表 1 2组患者一般资料及脑脊液检测指标比较(x±s)[n(%)]指标 疾病组(n=54) 对照组(n=62) t/χ2 P 性别 男 28(51.85) 33(53.22) 0.022 0.882 女 26(48.15) 29(46.78) 年龄/岁 53.97±9.27 52.53±9.26 0.835 0.405 手术类型 急诊 10(18.52) 14(22.58) 0.531 0.767 肿瘤 31(57.41) 36(58.06) 脑血管病 13(24.07) 12(19.35) 术后24 h内预防性使用抗生素 43(79.63) 54(87.10) 1.175 0.278 葡萄糖水平/(mmol/L) 2.15±0.32 2.64±0.36 7.698 ＜0.001 白细胞计数/(个/μL) 494.58±62.38 397.32±59.63 8.576 ＜0.001 蛋白质水平/(mg/L) 34.19±4.12 31.25±4.17 3.809 ＜0.001 2.2 2组脑脊液LA、IL-27、IFN-γ表达水平比较
疾病组脑脊液LA、IL-27表达水平高于对照组，而脑脊液IFN-γ表达水平低于对照组，差异均有统计学意义(P＜0.01), 见表 2。
表 2 2组脑脊液LA、IL-27、IFN-γ表达水平比较(x±s)组别 n LA/(mmol/L) IL-27/(μg/L) IFN-γ/(ng/L) 疾病组 54 5.48±0.92 2.38±0.57 153.16±26.35 对照组 62 4.26±0.71** 1.76±0.31** 193.18±28.14** LA: 乳酸; IL-27: 白细胞介素-27; IFN-γ: 干扰素-γ。与疾病组比较, **P＜0.01。 2.3 Logistic回归模型分析影响ICU神经外科术后发生细菌性脑膜炎的相关因素
以患者ICU神经外科术后细菌性脑膜炎是否发生为因变量(发生=1, 未发生=0), 以脑脊液LA、IL-27、IFN-γ、葡萄糖、白细胞计数、蛋白质等为自变量(均为连续变量)，进行Logistic回归分析，结果显示，脑脊液LA、IL-27、IFN-γ为ICU神经外科术后患者发生细菌性脑膜炎的影响因素(P＜0.05), 见表 3。
表 3 Logistic回归模型分析影响ICU神经外科术后发生细菌性脑膜炎的相关因素自变量 β SE Wald P OR 95%CI LA 1.021 0.324 9.930 0.002 2.776 1.471~5.239 IL-27 0.927 0.338 7.516 0.006 2.526 1.302~4.899 IFN-γ -0.724 0.253 8.180 0.004 0.485 0.295~0.796 葡萄糖 0.887 0.632 1.926 0.162 2.404 0.697~8.297 白细胞计数 0.882 0.571 2.387 0.122 2.416 0.789~7.398 蛋白质 0.964 0.542 3.166 0.075 2.623 0.907~7.586 2.4 脑脊液LA、IL-27、IFN-γ对ICU神经外科术后细菌性脑膜炎的诊断价值
脑脊液LA、IL-27、IFN-γ联合诊断ICU神经外科术后细菌性脑膜炎的曲线下面积(AUC)为0.955, 优于脑脊液LA(AUC=0.806, Z=4.029, P＜0.001)、IL-27(AUC=0.858, Z=2.513, P=0.012)、IFN-γ(AUC=0.815, Z=3.680, P＜0.001)单独诊断，联合诊断的灵敏度和特异度分别为87.04%、93.55%。见表 4、图 1。
表 4 脑脊液LA、IL-27、IFN-γ对ICU神经外科术后细菌性脑膜炎的诊断价值变量 AUC 最佳截断值 95%CI 灵敏度/% 特异度/% Youden指数 LA 0.806 4.54 mmol/L 0.722~0.874 85.19 69.35 0.545 IL-27 0.858 2.07 μg/L 0.781~0.916 66.67 95.16 0.618 IFN-γ 0.815 169.78 ng/L 0.732~0.881 70.37 83.87 0.542 3项联合 0.955 — 0.900~0.985 87.04 93.55 0.806 3. 讨论
细菌性脑膜炎是ICU神经外科术后常见的并发症之一，其发病率虽然较低，但致残率和死亡较高[10]。因细菌性脑膜炎和无细菌性脑膜炎有相同的临床症状表现，其在治疗方案上完全不同，在诊断中有可能误诊，从而加重病情影响患者的生命健康[11]。
脑脊液分析常用于神经病学的诊断, LA可用作信号分子，并且具有新的细胞内和细胞外信号转导功能，能够调节免疫系统的关键功能[12]。在急诊科对大多数生理不适的患者进行血LA检测，有助于指导治疗和预后，脑脊液LA在多种中枢神经性疾病中浓度升高，且有研究[13]证实，脑脊液LA可作为脑膜炎诊断的预测性生物标志物。何龙等[14]研究发现，细菌性脑膜炎患者脑脊液LA水平显著高于无细菌性脑膜炎患者，且是术后细菌性脑膜炎发生的独立影响因素，表明检测脑脊液乳酸有利于预测神经外科术后细菌性脑膜炎的发生，与本研究结果一致。本研究还发现，疾病组脑脊液LA、白细胞计数、蛋白质水平显著高于对照组，而葡萄糖水平显著低于对照组(P＜0.05), 推测其原因可能是细菌性脑膜炎患者在术后血脑屏障遭受损坏，机体细菌感染严重，在这种状态下白细胞数量增加，脑脊液细胞明显增多，机体释放出较多的脑脊液乳酸，与雷若飞[15]研究结果一致。本研究发现，脑脊液LA是ICU神经外科术后发生细菌性脑膜炎的影响因素，且脑脊液LA诊断ICU神经外科术后细菌性脑膜炎的AUC为0.806, 灵敏度为85.19%, 当细菌性脑膜炎患者脑脊液LA>4.54 mmol/L时，患者术后发生细菌性脑膜炎的风险较大。
IL-27是一种异二聚体和多效性细胞因子，由28 kDa IL-27p28亚基和24 kDa爱泼斯坦巴尔病毒诱导的基因3蛋白组成，参与组织对感染、细胞应激、肿瘤及神经元疾病的反应[16-17]。范层层等[18]研究发现，中枢神经系统感染组脑脊液IL-27水平高于对照组，细菌性脑膜炎组脑脊液IL-27水平高于病毒性脑膜炎组，且脑脊液IL-27诊断脑膜炎的AUC为0.732, 表明脑脊液IL-27水平在中枢神经系统感染中较高，对脑膜炎的发生具有一定的诊断价值，与本研究结果类似。本研究发现，细菌性脑膜炎患者脑脊液IL-27表达水平较高，且是ICU神经外科术后发生细菌性脑膜炎的影响因素，表明脑脊液IL-27在ICU神经外科术后细菌性脑膜炎中发挥重要作用。脑脊液IL-27诊断术后细菌性脑膜炎的AUC为0.858, 提示脑脊液IL-27对ICU神经外科术后细菌性脑膜炎具有较优的诊断效能。
人体的先天和适应性免疫对于防御不同的病毒、细菌感染甚至癌症的发展和进展至关重要，而IFN-γ信号传导通过结合和激活IFN-γ受体对先天性和适应性免疫具有关键性作用[19]。IFN-γ是一种可溶性细胞因子，由不同的免疫细胞和黏膜上皮细胞分泌，通过抑制IFN-γ信号通路来抑制宿主细胞介导的免疫并逃避抗病毒免疫反应，具有广泛的抗病毒作用[20]。黄丽丽等[21]研究发现，细菌性脑膜炎患者中脑脊液IFN-γ水平显著低于病毒性脑膜炎患者，且脑脊液IFN-γ对脑膜炎感染类型鉴别诊断的AUC为0.835, 表明脑脊液IFN-γ可成为诊断脑膜炎感染类型的潜在敏感指标。本研究发现，细菌性脑膜炎患者脑脊液IFN-γ表达显著较低，提示细菌性脑膜炎患者体内的炎症反应较无细菌性脑膜炎患者严重，而IFN-γ主要发挥的是抗病毒作用。脑脊液IFN-γ是ICU神经外科术后发生细菌性脑膜炎的影响因素，提示脑脊液IFN-γ参与细菌性脑膜炎的发生、发展。脑脊液IL-27诊断ICU神经外科术后细菌性脑膜炎的AUC为0.815, 当脑脊液IL-27＜169.78 ng/L时，应及时筛查ICU神经外科术后患者是否发生细菌性脑膜炎，以降低患者的致残率和病死率。本研究结果显示，脑脊液LA、IL-27、IFN-γ表达水平联合诊断ICU神经外科术后细菌性脑膜炎的AUC为0.955, 均显著高于3项指标单独检测，表明脑脊液LA、IL-27、IFN-γ联合检测能够早期诊断ICU神经外科术后细菌性脑膜炎的发生，为改善ICU神经外科术后细菌性脑膜炎患者预后提供一定的参考价值。
综上所述, ICU神经外科术后细菌性脑膜炎患者脑脊液LA、IL-27表达水平均显著升高，而脑脊液IFN-γ水平显著较低，并且是患者ICU神经外科术后发生细菌性脑膜炎的影响因素, 3项指标联合检测对术后发生细菌性脑膜炎有更高的诊断价值。
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表 1 2组患者一般资料比较(x±s)[n(%)][M(P25, P75)]
指标 分类 对照组(n=106) 观察组(n=114) χ2/t/z P 性别 男 55(51.89) 60(52.63) 0.012 0.912 女 51(48.11) 54(47.37) 年龄/岁 64.14±12.11 65.82±12.32 -1.015 0.311 文化程度 小学及以下 34(32.08) 36(31.58) 0.073 0.964 初中、高中及中专 62(58.49) 66(57.89) 大专及以上 10(9.43) 12(10.53) 婚姻状况 未婚 9(8.49) 12(10.53) 0.473 0.790 已婚 91(85.85) 94(82.46) 离异/丧偶 6(5.66) 8(7.02) 费用支付方式 社保/农保及其他保险 91(85.85) 96(84.21) 0.116 0.734 自费 15(14.15) 18(15.79) 置入血管 右贵要静脉 102(96.23) 109(95.61) 0.084 0.959 右肱静脉 3(2.83) 4(3.51) 肘正中静脉 1(0.94) 1(0.88) 置入长度/cm 27.95±0.40 27.97±0.36 -0.405 0.686 带管时间/d 24.60±3.19 25.32±3.46 -1.605 0.110 疾病诊断 脑出血 41(38.68) 45(39.47) 0.040 1.000 脑肿瘤 25(23.58) 26(22.81) 颅内动脉瘤 20(18.87) 22(19.30) 重症脑外伤 16(15.09) 17(14.91) 其他 4(3.77) 4(3.51) Richmond躁动-镇静量表评分/分 1.00(0, 2.00) 1.00(1.00, 2.00) -0.262 0.793 肢体约束保护 是 28(26.42) 31(27.19) 0.017 0.896 否 78(73.58) 83(72.81) 
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表 2 2组患者MC置管维护失效模式RPN评分比较(x±s)
分 组别 n 置管前评估不足 置管不规范及预处理不当 日常应用维护不当 交接巡视不够 镇静约束不当 患者自我管理不强 对照组 106 291.93±28.04 279.14±9.03 411.90±23.28 322.81±21.58 254.62±20.38 202.40±30.32 观察组 114 150.02±11.68* 113.01±7.35* 210.43±8.65* 180.00±24.70* 142.21±4.12* 115.81±13.04* 与对照组比较, *P < 0.05。
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表 3 2组患者MC置管维护相关并发症、非计划性拔管发生情况比较[n(%)]
组别 n 并发症 非计划性拔管 肿胀 出血 移位 静脉炎 堵管 合计 对照组 106 8(7.55) 6(5.66) 4(3.77) 4(3.77) 3(2.83) 25(23.58) 3(2.83) 观察组 114 4(3.51)* 3(2.63)* 2(1.75)* 2(1.75)* 1(0.88)* 12(10.53)* 1(0.88)* 与对照组比较, *P < 0.05。
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