脓毒症临床监测中重要血液学参数偏离健康状态的定量评估

摘要

本研究提出了一种基于三个重要血液学参数（Hb、Lymph%、PDW）与健康状态之间的欧氏距离的新型定量指标，用于评估脓毒症严重程度。结果表明，该指标与SOFA评分具有强相关性，为利用常规血液检测监测脓毒症提供了一种简单且客观的工具。

摘要

脓毒症是一种危及生命的疾病，亟需改进诊断方法和严重程度评估手段。根据长期临床观察，血红蛋白（Hb）、淋巴细胞百分比（Lymph%）和血小板分布宽度（PDW）在脓毒症病程中发生显著变化。本研究旨在评估这三项全血细胞计数（CBC）参数在区分脓毒症患者与健康个体中的价值，并基于这些参数相对于健康状态的综合偏离程度，开发一种新的定量指标以评估脓毒症严重程度。这项回顾性病例对照研究纳入了496名脓毒症患者（入院时依据Sepsis-3标准诊断）和1136名健康对照者。对初始Hb、Lymph%和PDW进行z分数标准化处理，计算健康人群的三维中心点（centroid），并计算每名脓毒症患者与此中心点之间的欧几里得距离。分析组间差异及其与SOFA评分的相关性，并通过三维散点图可视化这些关系。脓毒症患者与对照组在Hb、Lymph%和PDW水平上存在显著差异（p < 0.001），表现为脓毒症患者Hb和Lymph%较低而PDW较高。脓毒症患者相对于健康中心点的欧几里得距离显著更大（p < 0.001），且该距离与SOFA评分呈强相关性（r = 0.45，p < 0.001），在病情更严重的患者中距离值更大。三维可视化结果证实了两组之间的分离情况，颜色强度反映该距离，且随着偏离健康中心点的程度增加而增强。关键CBC参数相对于健康人群中心点的欧几里得距离能够有效量化机体偏离健康状态的程度，并与疾病严重程度相关。该方法利用常规CBC数据，为脓毒症严重程度的评估与监测提供了一种简便且具有前景的新工具。

引言

脓毒症是由感染引起的全身炎症反应综合征，可导致严重的器官功能障碍，至今仍是全球重症监护病房死亡的主要原因之一^1,2。尽管近年来在诊断和治疗技术方面取得了进展，脓毒症的病死率仍高达20%–40%³。及时识别并准确评估脓毒症的严重程度，对于临床决策和改善预后至关重要⁴。

目前，脓毒症的诊断和严重程度评估主要依赖于序贯器官衰竭评估（Sequential Organ Failure Assessment, SOFA）和急性生理与慢性健康状况评分II（Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II, APACHE II）等评分系统^5,6。尽管这些评分系统在临床实践中广泛应用，但仍存在诸多局限性，包括计算复杂、评估耗时、需要多项生理指标和生化检验结果，以及在临床应用中存在一定程度的主观性和不一致性^7,8。这些评分系统的实施面临显著挑战，尤其是在基层医疗机构和资源有限的地区

方案

本研究是一项回顾性病例对照研究，已获得北京中医药大学孙思邈医院伦理委员会批准（批准号：SSMYY-KYPJ-2024-065）。所有参与者或其法定代理人均已签署知情同意书。

研究设计与研究对象
本研究纳入了2024年1月至2025年3月期间诊断为脓毒症（依据Sepsis-3标准³）的496例患者，以及来自健康体检中心的1136名健康对照者。观察组的排除标准包括：（1）年龄 < 18岁；（2）孕妇；（3）原发性血液系统疾病；（4）癌症患者；（5）入院前接受过输血治疗；（6）近期接受免疫抑制治疗或存在免疫缺陷；（7）临床资料不完整。每日监测包括早晨采血（06:00–08:00）进行全血细胞计数（CBC）分析，结果在12小时内可获得。SOFA评分由经过培训的重症医学医师依据标准化标准计算。患者随访至临床痊愈、出院、死亡或达到最长30天的随访期限。

实验室检测与数据收集
收集所有纳入受试者的 demographics 数据（年龄、性别、身高、体重等）及临床信息。全血细胞计数（CBC）样本使用血细胞分析仪进行检测，血清样本使用临床生化分析仪进行检测，凝血样本使用血细胞分析仪进行检测。所有血液样本均须在规定的检测时间内完成检测。所有检测均由经过培训的实验室技术人员严格按照标准操作程序执行。该实验....

结果

显著性分析
根据长期的临床实践观察，随着脓毒症的进展，患者血红蛋白水平和淋巴细胞百分比显著降低，同时血小板分布宽度显著升高^12,16。通过对这三个关键血液学指标——血红蛋白、淋巴细胞百分比和血小板分布宽度——进行分析，发现脓毒症患者与健康人群之间存在显著差异。

数据分析结果 （表1） 表明：脓毒症患者的血红蛋白水平（92.77 ± 20.64 g/L）显著低于健康对照组（139.58 ± 12.82 g/L），降低幅度达33.5%，具有极高的统计学显著性（t = 56.30，p < 0.001）和较大的效应量（Cohen's d = 3.03）。同样，脓毒症患者的淋巴细胞百分比（13.60% ± 8.28%）比健康对照组（33.86% ± 7.13%）低约.......

讨论

基于关键血液学指标的脓毒症评估新方法
本研究提出了一种基于三项关键血液学指标（血红蛋白、淋巴细胞百分比和血小板分布宽度）评估脓毒症严重程度的新方法。该方法通过计算患者样本与健康人群中心点之间的欧氏距离，量化血液学指标偏离健康状态的程度，为脓毒症的临床监测提供了一种新的评估工具。

三维可视化分析（图2）清晰地展示了健康人群与不同严重程度脓毒症患者在三维特征空间中的分布差异，证实随着病情加重，患者血液学指标与健康中心点之间的距离逐渐增大。标准化血液学指标的显著性可视化结果（图1）显示，脓毒症患者血红蛋白和淋巴细胞百分比显著降低，血小板分布宽度增加，这与现有文献报道的脓毒症病理生理特征一致^14,15。统计分析（表1）进一步量化了这些差异的显著性，所有指标均达到极高的统计学显著.......

材料

本文使用的材料清单

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MATLAB	MathWorks	2023B	计算与可视化
多元状态彩色散点图	智能  熵	多变量状态 V1.0	北京智熵科技 & Technology Co Ltd. 多变量状态建模