中、重度腦外傷繼發性急性腎損傷列線圖預測模型的構建

潘金玉 邵紅亮 楊向紅

腦外傷具有較高病死率與致殘率，已成為我國40歲以下成年人死亡的首要病因。腦外傷患者由于病情較重，臟器功能紊亂，易出現并發癥，而治療措施不當、血液透析、藥物使用也是導致患者出現并發癥的重要因素[1]。急性腎損傷（acute kidney injury，AKI）是中、重度腦外傷常見合并癥，且與病情惡化、死亡密切相關。相關報道顯示，AKI在中、重度腦外傷患者中的發生率為9%～30%，所致病死率為18%～42%[2-3]。AKI患者病死率高除與患者年齡、病情嚴重程度、合并慢性心血管疾病等因素有關外，也與延遲診斷密切相關[4]。因此篩選出存在AKI高危因素的中、重度腦外傷患者，并加強腎功能監測，對于及時發現腎臟功能變化，提高早期診斷率具有重要意義。目前針對腦外傷繼發性AKI的研究主要為影響因素及預后分析，而有關如何實現腦外傷繼發性AKI的風險預測鮮見報道。列線圖是在多因素回歸分析基礎上，以可視化圖形展現各影響因素對結局的貢獻程度。本研究對影響中、重度腦外傷繼發性AKI發生的危險因素進行分析，并建立列線圖預測模型，探討列線圖對防治中、重度腦外傷患者繼發性AKI的臨床意義。

1 對象和方法

1.1 對象 回顧2017年2月至2020年3月浙江省人民醫院收治的528例中、重度腦外傷患者臨床資料，排除入院24 h內死亡21例，合并全身多發傷（腦、胸、腹傷）41例，既往診斷為慢性腎衰竭9例，最終納入457例，男 306 例，女 151 例，年齡 17～68（49.06±4.82）歲。所有患者均符合腦外傷診斷標準，無凝血功能障礙，近期未服用抗凝藥物。致傷原因：車禍傷183例，打擊傷135例，墜落傷98例，運動傷41例；并發高血壓60例，高血糖63例，低血壓52例，急性呼吸衰竭60例，心力衰竭57例。格拉斯哥昏迷指數（Glasgow coma scale，GCS）評分均＜13分。

1.2 診斷標準

1.2.1 腦外傷 經頭顱CT檢查證實有腦外傷，GCS評分為3～12分，其中3～8分為重度，9～12分為中度。

1.2.2 繼發性AKI 48 h內血肌酐（serum creatinine，Scr）水平上升至26.4 μmol/L以上或上升至基線值的1.5倍，連續6 h尿量＜0.5 ml/（kg·h）。

1.3 方法 收集患者臨床資料，包括性別、年齡、基礎Scr（患者入院后第1次Scr檢測值）、GCS評分、急性生理與慢性健康評估Ⅱ（APACHEⅡ）評分、甘露醇使用量、機械通氣、低血壓、高血壓、急性呼吸衰竭、心力衰竭、WBC、入住ICU時間。Scr水平測定采用酶法（羅氏Cobas8000儀），每48 h檢測1次。APACHEⅡ分值范圍為0～71分，分值越高表示病情越嚴重。按照是否發生繼發性AKI分為AKI組與非AKI組，記錄并比較兩組患者住院期間死亡、28 d病死率、腎臟替代治療情況，將臨床資料作為自變量，篩選影響AKI發生的獨立危險因素。

1.4 統計學處理 采用SPSS 22.0統計軟件。計量資料以表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗；計數資料的比較采用χ2檢驗。采用多因素logistic回歸分析篩選AKI危險因素。對線性模型的驗證采用ROC曲線分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 中、重度腦外傷繼發性AKI發生情況及預后分析457例患者中有83例發生繼發性AKI，發生率為18.16%（83/457）。AKI組住院期間死亡、28 d病死率、腎臟替代治療發生率均高于非AKI組，差異均有統計學意義（均 P＜0.05）。見表 1。

表1 AKI組與非AKI組臨床預后比較[例（%）]

2.2 影響中、重度腦外傷繼發性AKI發生的單因素分析 單因素分析結果顯示，AKI組男性、合并低血壓、急性呼吸衰竭、心力衰竭構成比高于非AKI組，年齡、基礎Scr水平、APACHEⅡ評分、甘露醇使用量均大于非AKI組，差異均有統計學意義（均P＜0.05）。見表2。

2.3 影響中、重度腦外傷繼發性AKI發生的多因素回歸分析 將單因素分析有意義的變量年齡、性別（女=0，男=1）、低血壓（否=0，是=1）、基礎 Scr水平、APACHEⅡ評分、甘露醇使用量、急性呼吸衰竭（否=0，是=1）、心力衰竭（否=0，是=1）作為自變量，是否發生繼發性AKI作為應變量，多因素logistic回歸分析顯示，年齡、基礎Scr水平、APACHEⅡ評分、甘露醇使用量、急性呼吸衰竭是影響中、重度腦外傷繼發性AKI發生的獨立危險因素（均P＜0.05），最終公式0.133×年齡賦值+0.015×基礎Scr水平賦值+0.071×APACHEⅡ評分賦值+1.041×甘露醇使用量+0.941×急性呼吸衰竭-13.174。見表3。

2.4 中、重度腦外傷繼發性AKI發生風險預測模型的列線圖建立 根據多因素logistic回歸分析中的數據使用R軟件（R3.6.3）rms程序包構建預測繼發性AKI發生風險的列線圖模型。各項預測指標積分之和對應的預測概率值即為預測的發生風險值，年齡30歲為0分，每增加5歲列線圖評分增加14分，基礎Scr水平每增加10 μmol/L列線圖評分增加2.7分，APACHEⅡ評分每增加5分列線圖評分增加7.5分，甘露醇使用量每增加0.2 g/kg列線圖評分增加4分，急性呼吸衰竭19分。見圖1。

表2 影響中、重度腦外傷繼發性AKI發生的單因素分析

表3 影響中、重度腦外傷繼發性AKI發生的多因素回歸分析

圖1 中、重度腦外傷繼發性急性腎損傷（AKI）發生風險的列線圖模型

2.5 列線圖模型的驗證 根據預測模型公式計算中、重度腦外傷繼發性AKI發生風險預測值，采用ROC曲線評估列線圖模型區分度，以Youden指數最大值為預測模型的最佳臨界值，AUC為0.799，表明該列線圖區分度較好。如圖2所示。繪制列線圖校準曲線，校準曲線為斜率接近1的直線（圖3）。并進行Hosmer-Lemeshow擬合優度檢驗，χ2=7.982，P=0.435，表明該列線圖模型預測中、重度腦外傷繼發性AKI發生風險預一致性良好。

3 討論

嚴重腦外傷繼發性AKI患者病死率更高，且病死率與腎損傷程度密切相關。本研究中繼發性AKI發生率為18.16%，與賀倩等[5]研究報道的17.6%相近。AKI組住院期間死亡、28 d病死率、腎臟替代治療發生率均高于非AKI組，提示中、重度腦外傷合并AKI可增加患者病死率。因此，明確影響中、重度腦外傷合并AKI的危險因素，對于防治AKI、降低病死率具有重要意義。本研究采用多因素logistic回歸模型對影響中、重度腦外傷繼發性AKI的危險因素進行分析，發現年齡、基礎Scr水平、APACHEⅡ評分、甘露醇使用量、急性呼吸衰竭為獨立危險因素。但這些分散的指標在對疾病預測上可能存在不同甚至相關的結果，而如何整合相關影響指標，以更加科學合理的預測患病風險，有助于臨床決策的制定。疾病預測模型可將眾多危險因素納入一個統計學風險模型，如分類樹模型、列線圖模型等，從而提供個性化的疾病風險評估。本研究基于5個危險因素建立列線圖模型，將繼發性AKI發生風險進行量化與可視化分析。

圖2 列線圖預測中、重度腦外傷繼發性急性腎損傷（AKI）效果的ROC曲線

圖3 列線圖的校準曲線

年齡是腦外傷繼發性AKI的獨立危險因素（OR=1.142），與既往報道一致[6-7]。隨著年齡增長腎臟儲備功能呈進行性下降，低灌注后易發生AKI。老年人若合并高血壓、心管疾病等，顱腦損傷更易導致多器官功能衰竭[8]。有研究顯示，病情嚴重程度（APACHEⅡ評分）可反映腦外傷的嚴重性及其對腎臟的影響，嚴重創傷所致的應激反應可導致腎血流減少[9]。Scr是評價腎功能的重要指標，基礎Scr水平可用于評價嚴重創傷后腎功能損傷情況。本研究結果顯示，基礎Scr水平與APACHEⅡ評分是影響繼發性AKI發生的危險因素，與Harrois等[10]研究結果一致，腦外傷后交感神經異常興奮，肺組織血流灌注減少，阻塞性通氣功能障礙明顯，因此出現急性呼吸衰竭，進而會影響腎血管收縮，降低腎血流量，損傷腎功能[11]。本研究顯示，急性呼吸衰竭是影響繼發性AKI的獨立危險因素。

甘露醇具有利尿、清除氧自由基的作用，無法在體內代謝，通過滲透性利尿將水分排出體外[12]。但其具有腎臟毒性，可損傷腎小管，導致近端小管細胞腫脹。研究表明[13]，長期大量使用甘露醇可引發電解質紊亂，增加AKI發生風險。本研究結果顯示，甘露醇使用量是影響繼發性AKI的危險因素，因此在腦外傷救治過程中應避免使用腎毒性藥物如甘露醇。有研究者指出，高血壓、心力衰竭是影響AKI的危險因素[14-15]，但本研究顯示兩者對AKI的發生率無明顯影響。

本研究采用ROC曲線檢驗評估列線圖模型區分度，AUC為0.799，表明列線圖區分度較好。校準曲線為斜率接近1的直線，Hosmer-Lemeshow擬合優度檢驗χ2=7.982，P=0.435，表明該列線圖模型預測中、重度腦外傷繼發性AKI發生風險的準確度較高。

綜上所述，本研究通過多因素logistic回歸模型篩選出影響中、重度腦外傷繼發性AKI的危險因素，即年齡、基礎Scr水平、APACHEⅡ評分、甘露醇使用量、急性呼吸衰竭，依此為基礎構建列線圖預測模型，檢驗其具有良好的區分度與準確度，能夠為防治中、重度腦外傷繼發AKI的發生提供一定指導價值。