Comparative evaluation of sensitivity and specificity of the scales to diagnose sepsis in patients with shock-induced burn injury

Abstract

Введение. Инфекционные осложнения являются одной из ведущих причин смертности у пострадавших с тяжелой термической травмой. Однако, вследствие раннего формирования и длительного течения синдрома системного воспалительного ответа, диагностика сепсиса по классическим критериям у таких пациентов затруднена. Кроме того, существует определенная сложность при сопоставлении клинического и морфологического диагноза «сепсис». Различные международные организации (Американская ожоговая ассоциация, Французская ожоговая ассоциация, Китайская медицинская ассоциация) предложили свои критерии для клинической диагностики ожогового сепсиса. Цель. Провести анализ чувствительности и специфичности различных шкал и критериев, используемых для диагностики ожогового сепсиса. Задачи: 1. Оценить значимость клинико-лабораторных критериев сепсиса у пострадавших с термической травмой. 2. Провести анализ чувствительности и специфичности диагностических моделей ожогового сепсиса. 3. Оценить предиктивную способность критериев для прогноза развития септического шока. 4. Определить значимость неспецифических морфологических критериев для констатации сепсиса. Материалы и методы. Был проведен одноцентровый рестроспективный анализ медицинской документации, протоколов вскрытий, данных прижизненных гистологических исследований и посевов биологических сред 30 пациентов, находившихся на лечении в ожоговой реанимации НИИ Скорой помощи им. Джанелидзе. Производилась оценка по критериям синдрома системного воспалительного ответа, оценка органной дисфункции по шкале SOFA, оценка по критериям Американской ожоговой ассоциации, Французской ожоговой ассоциации, китайским критериям ожогового сепсиса. Была произведена оценка по морфологической шкале диагностики сепсиса. Значимость каждого критерия оценивалась с помощью регрессионного анализа. Согласованность оценок по шкалам оценивалась с помощью коэфициента каппа. Достоверность различий оценивалась по критерию Манн-Уитни для категориальных величин, хи-квадрат для некатегориальных величин. Чувствительность и специфичность оценивались с помощью AUC ROC анализа. Результаты. Значимый вклад в оценку по различным шкалам и критериям вносят: тахикардия, гипо- и гипертермия, лейкоцитоз, кол-во незрелых нейтрофилов, тромбоцитопения, энтеральная недостаточность, гипернатриемия (регрессионный анализ, p < 0.05). При оценке органной дисфункции значимыми оказываются коагулопатия, дыхательная недостаточность, сердечно-сосудистая недостаточность (регрессионный анализ, p < 0.05). При анализе чувствительности и специфичности критериев для диагностики сепсиса у пациентов с доказанной инфекцией выяснено, что наибольшую чувсвтвительность и специфичность имеет китайская диагностическая модель (AUC 0,976 95% CI 0,888-1,0, чувсвительность 57,9% (95% CI 18,4 – 79,2%), специфичность 100% (95% CI 29,8– 100%). Предикторы развития септического шока: лейкоцитоз на 2 сутки более 16,4 кл*109/л (AUC 0,741 95% CI 0,507 – 0,978), чувствительность 77,8% (95% CI 40,0 – 97,19%), специфичность 66,7% (95% CI 29,9 – 92,51%)), палочкоядерный сдвиг на 2 и 3 сутки более 13,6 и 9,2 соответственно (AUC 0,788 (95% CI 0,636 – 1,000), чувствительность 77,8% (95% CI 39,9 – 97,2%), специфичность 88,9% (95% CI 51,7 – 99,72%) для палочкоядерного сдвига на 2 сутки, AUC 0,771 (95% CI 0,616 – 1,000), чувствительность и специфичность 77,8% (95% CI 40,0 – 97,19%) для незрелых форм нейтрофилов на 3 сутки, тромбоцитопения менее 124 на 4 сутки (AUC 0,586 95% CI 0,322 – 0,712, чувствительность 55,6% (95% CI 21,20 – 86,3%), специфичность 66,7% (95% CI 29,9 – 92,51%)). Оценка морфологической шкалы диагностики сепсиса показало, что значимыми для диагностики оказываются неспецифические признаки сепсиса в виде альтерации микроциркуляторного русла (AUC 0,985 95% CI 0,938 – 1,000, чувствительность 92,3% (95% CI 63,9 – 99,8%) и специфичность 100% (95% CI 47,82 – 100%) для порогового значения 2 балла). Выводы: 1. Наиболее значимыми клинико-лабораторными критериями различных диагностических моделей ожогового сепсиса являются: тахикардия, гипер и гипотермия, лейкоцитоз, количество незрелых нейтрофилов, тромбоцитопения, энтеральная недостаточность, гипотензия, гипернатриемия. Среди компонентов множественной органной дисфункции ведущими синдромами являются коагулопатия, дыхательная и сердечно-сосудистая недостаточность. 2. Наибольшей чувствительностью и специфичностью (57,9% и 100% соответственно) обладают китайские критерии ожогового сепсиса, при этом у пациентов с документированной инфекцией информационно значимым для подтверждения диагноза ожогового сепсиса является наличие 4 критериев. 3. Лейкоцитоз, палочкоядерный сдвиг, тромбоцитопения на 2-4 сутки являются предикторами развития септического шока. 4. При постановке клинико-анатомического диагноза «сепсис» целесообразно сопоставление клинической и морфологической картины, включающую в себя специфические и неспецифических морфологические критерии сепсиса, которые характеризуют воспалительную реакцию и повреждение внутренних органов.

Introduction. Infectious complications are the leading cause of mortality in patients with severe thermal injury. However, because of the early formation and prolonged duration of systemic inflammatory response syndrome, sepsis diagnosis by the classical criteria of these patients is difficult. In addition, there is some difficulty in comparing the morphological and clinical diagnosis "sepsis". Various international organizations (the American Burn Association, French Burn Association, Chinese Medical Association) offered its own criteria for the clinical diagnosis of burn sepsis. Aim. Perform a sensitivity analysis and the specificity of the different scales and criteria used for the diagnosis of burn sepsis. Objectives: 1. To assess the significance of clinical and laboratory criteria for sepsis in patients with thermal injury. 2. To evaluate a sensitivity and specificity of diagnostic models of burn sepsis. 3. To assess the predictive ability of the criteria for the prediction of the development of septic shock. 4. To determine the importance of non-specific morphological criteria for the detection of sepsis. Materials and methods. Single centre retrospective analysis of medical records, autopsy reports, data intravital histological and biological crop among the 30 patients who were treated in the burn intensive care unit of Saint-Petersburg Research Institute of Emergency I.I. Djanelidze. Assesses the criteria for systemic inflammatory response syndrome, organ dysfunction score on the scale of the SOFA, the assessment by the American Burn Association criteria, the French association of the burn, the Chinese criteria burn sepsis. Rating scale for morphological diagnosis of sepsis was made. The significance of each criterion was evaluated by regression analysis. Consistency on the scale of assessments was assessed using the kappa coefficient. The significance of differences was assessed by the criterion of Mann-Whitney test for categorical variables, chi-square test for non-categorical variables. Sensitivity and specificity were assessed using AUC ROC analysis. Results. A significant contribution to the assessment on different scales and criteria introduced: tachycardia, hypo- and hyperthermia, leukocytosis, the number of immature neutrophils, thrombocytopenia, enteral insufficiency, hypernatremia (regression analysis, p <0.05). When evaluating organ dysfunction are significant coagulopathy, respiratory failure, cardiovascular failure (regression analysis, p <0.05). In the analysis of the sensitivity and specificity criteria for diagnosis of sepsis in patients with infection proven found that the highest sensitivity and specificity has Chinese diagnostic model (AUC 0,976 95% CI 0,888-1,0, sensitivity 57.9% (95% CI 18,4 - 79.2%) and a specificity of 100% (95% CI 29,8- 100%) Predictors of septic shock: leukocytosis on day 2 a 16.4 * 109 cells / l (AUC 0,741 95% CI 0,507 - 0,978), sensitivity of 77.8% (95% CI 40,0 - 97,19%), specificity of 66.7% (95% CI 29,9 - 92,51%)), stab shift at 2 and 3 days more than 13.6 and 9.2, respectively (AUC 0,788 (95% CI 0,636 - 1,000), sensitivity of 77.8% (95% CI 39,9 - 97,2%), specificity 88.9% (95% CI 51,7 - 99 , 72%), shift for 2 hours, AUC 0,771 (95% CI 0,616 - 1,000), the sensitivity and specificity of 77.8% (95% CI 40.0 - 97.19%) for immature neutrophils on day 3, thrombocytopenia less than 124*1012/l for the day 4 (AUC 0,586 0.322 95% CI - 0.712, sensitivity of 55.6% (95% CI 21,20 - 86,3%), specificity 66.7% (95% CI 29,9 - 92 51%)). The rating scale morphological diagnosis of sepsis showed that significant for diagnosis of sepsis are nonspecific signs of alteration of the microcirculation (AUC 0,985 0.938 95% CI - 1.000, sensitivity of 92.3% (95% CI 63,9 - 99,8%) and specificity 100% (95% CI 47,82 - 100%) for the cutoff value 2 points). Conclusions: 1. The most significant clinical and laboratory criteria for a variety of diagnostic models of burn sepsis are: tachycardia, hyper- and hypothermia, leukocytosis, the number of immature neutrophils, thrombocytopenia, enteral insufficiency, hypotension, hypernatremia. Among the components of multiple organ dysfunction syndrome is the leading coagulopathy, respiratory and cardiovascular failure. 2. The highest sensitivity and specificity (57.9% and 100%, respectively) have a burn sepsis Chinese criteria, while in patients with documented infection meaningful information to confirm the diagnosis of sepsis is the presence of burn four criteria. 3. Leukocytosis, immature neutrophils shift, thrombocytopenia at the days 2-4 are predictors of the development of septic shock. 4. In formulating the clinical and anatomical diagnosis "sepsis" expedient comparison of clinical and morphological picture, which includes the specific and non-specific morphological criteria for sepsis, which is characterized by an inflammatory reaction and damage to internal organs.