上氣道形態(tài)學參數聯(lián)合臨床特征列線圖模型診斷兒童阻塞性睡眠呼吸暫停

師炎敏，張 鵬，王 歡，王逸飛，李 晨，楊瑞云，肖新廣

(鄭州大學附屬鄭州中心醫(yī)院放射科，河南 鄭州 450007)

兒童阻塞性睡眠呼吸暫停(obstructive sleep apnea, OSA)是以長時間上呼吸道部分和/或間歇性完全阻塞為主要特征的睡眠障礙，發(fā)病率為2%～5%，主要癥狀包括習慣性打鼾、張口呼吸、睡眠中驚醒和白天嗜睡等；如長期未獲有效治療，可致兒童發(fā)育不良、遺尿、注意力缺陷和心肺疾病等[1-2]。早診斷、早治療對改善OSA患兒預后具有重要意義。本研究基于上氣道形態(tài)學參數聯(lián)合臨床特征建立列線圖模型，并觀察診斷兒童OSA的效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2019年2月—2022年4月 355例于鄭州大學附屬鄭州中心醫(yī)院接受睡眠監(jiān)測及鼻咽部CT檢查的≤10歲兒童的影像學及臨床資料，男210例、女145例，年齡1～10歲、平均(5.4±2.2)歲；其中237例確診OSA，118例非OSA；261例慢性鼻竇炎，75例分泌性中耳炎，2例具有腺樣體面容。納入標準：①臨床及影像學資料完整；②鼻咽部CT圖像質量滿足診斷要求。排除標準：①鼻咽部出血；②免疫缺陷；③既往有鼻甲切除或腺樣體切除史；④鼻咽部或頸部腫物或占位性病變累及上呼吸道；⑤顱底骨折或顱面畸形；⑥軟骨發(fā)育不全、甲狀腺功能減退、肢端肥大癥；⑦神經肌肉疾病。本研究經院倫理委員會批準(批準號：201978)，監(jiān)護人均對研究內容知情同意。

1.2 儀器與方法 采用Siemens SOMATOM Definition Flash CT掃描儀，以低劑量(低于國際推薦標準)掃描方案采集鼻咽腔頂至會厭水平圖像，參數：管電壓100 kV，自動管電流技術和迭代重建算法，層厚1.0 mm，層間距0.6 mm，掃描時間3～4 s。

由2名放射科主管技師以雙盲法測量上氣道形態(tài)學指標，取其平均值作為結果。具體測量指標及方法[3]：以多平面重建(multi-planar reconstruction, MPR)將原始軸位圖像重建為冠狀位和矢狀位圖像，測量鼻咽腔寬度(蝶枕軟骨交界處下緣至軟硬腭交界上緣連線距離，即N線)、腺樣體厚度(A線)(圖1A)、鼻后間隙(圖1B)、上氣道最狹窄處面積(圖1C)及上下徑、左右徑(圖1D)；采用容積重建(volume reconstruction, VR)獲得上氣道容積(圖1E)。

圖1 于鼻咽部CT重建圖像中測量上氣道形態(tài)學指標示意圖 A.矢狀位MPR圖，沿枕骨下緣做延長線(L)，經腺樣體最凸點做延長線的垂線(即腺樣體厚度A線)，蝶枕軟骨交界處下緣(O點)至軟硬腭交界上緣(H點)連線距離即鼻咽腔寬度(N線)；B.矢狀位MPR圖右鼻后間隙(綠線)； C、D.冠狀位MPR圖示上氣道最狹窄處面積(綠，C)及上下徑(短綠線，D)、左右徑(長綠線，D)； E.VR圖示上氣道容積(綠)

根據腺樣體形狀及矢狀位最厚處凸出位置將其形態(tài)分為逗號形、鐮刀形、彌漫形及其他(圖2)。

圖2 鼻咽部矢狀位CT MPR圖示腺樣體形態(tài) A.逗號形腺樣體，局部飽滿、下凸，類似逗點樣突出； B.鐮刀形腺樣體，厚度較薄，下緣凹陷或近乎平直，未見下凸； C.彌漫形腺樣體，形態(tài)飽滿，各向均增厚

2 結果

訓練集248例，男143例、女105例，平均年齡(5.36±2.16)歲；其中182例慢性鼻竇炎、50例分泌性中耳炎、1例具有腺樣體面容；171例OSA、77例非OSA。驗證集107例，男67例、女40例，平均年齡(5.63±2.31)歲；其中79例慢性鼻竇炎、25例分泌性中耳炎、1例具有腺樣體面容；66例OSA、41非OSA。患兒年齡(t=1.03，P=0.30)、性別(χ2=0.76，P=0.38)、OSA占比(χ2=1.78，P=0.18)、慢性鼻竇炎占比(χ2=0.01，P=0.93)及分泌性中耳炎占比(χ2=0.53，P=0.47)組間差異均無統(tǒng)計學意義。

2.1 篩選列線圖模型變量 以訓練集中的OSA為因變量，腺樣體形態(tài)、睡眠打鼾和睡眠張口呼吸為無序分類自變量進行虛擬變量化，并分別以鐮刀形腺樣體、無睡眠打鼾及無睡眠張口呼吸為參照類別行單因素logistic分析，結果顯示訓練集OSA與非OSA患兒年齡、A線、鼻后間隙、上氣道最狹窄處上下徑及左右徑、腺樣體形態(tài)、睡眠打鼾和睡眠張口呼吸病程差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)，見表1。

表1 訓練集中OSA影響因素的單因素logistic回歸分析結果(n=248)

以逐步回歸法對上述8個變量行多因素logistic回歸分析，經共線性診斷，各變量的容忍度均>0.1，方差膨脹因子均<10，認為各變量間不存在多重共線性問題；多因素logistic分析結果顯示，上氣道最狹窄處左右徑、腺樣體形態(tài)和睡眠打鼾病程是OSA的獨立影響因素(P均<0.05)，見表2。

表2 訓練集中OSA影響因素的多因素logistic回歸分析結果(n=248)

2.2 構建列線圖模型 以2.1中篩選出的上氣道最狹窄處左右徑、腺樣體形態(tài)和睡眠打鼾病程3個變量構建的OSA列線圖模型如圖3。ROC曲線顯示，該模型診斷OSA的AUC為0.93[95%CI(0.89,0.96)]，臨界值取0.75時，約登指數為0.70，敏感度73.70%，特異度96.10%。見圖4。

圖3 OSA發(fā)生風險的列線圖，“左右徑”指上氣道最狹窄處測值

圖4 列線圖模型診斷訓練集OSA的ROC曲線

2.3 列線圖模型的內部驗證、外部驗證及臨床獲益 以Bootstrap驗證法行內部驗證，對訓練集數據進行重復抽樣1 000次后繪制校準曲線(圖5A)，其平均絕對誤差為0.01，與45°參考線基本重合，表明該模型對訓練集OSA的診斷概率與實際發(fā)生概率具有較好的一致性。

以驗證集對模型進行外部驗證，結果顯示其診斷OSA的AUC為0.85[95%CI(0.78,0.93)]，校準曲線的平均絕對誤差為0.02(圖5B)，即模型效能良好。

圖5 列線圖模型診斷OSA的校準曲線 A.以Bootstrap驗證法行內部驗證； B.于驗證集中行外部驗證

列線圖模型在訓練集和驗證集的凈收益率均高于無效線，提示其臨床獲益較高(圖6)。

圖6 列線圖模型的臨床DCA A.訓練集； B.驗證集

3 討論

多導睡眠監(jiān)測(polysomnography, PSG)是診斷OSA的金標準，但對兒童患者實施困難[4]。美國兒童OSA診療指南[5]建議對兒童進行打鼾篩查，對于打鼾合并其他OSA癥狀的兒童應實施PSG，如無法實施PSG則需實行其他方式的替代診斷測試，或轉診睡眠專家進行評估。目前臨床缺乏令人滿意的兒童OSA篩查工具和客觀評估標準，診斷OSA具有較高主觀因素依賴性，僅據癥狀、體征或二者聯(lián)合等均不能有效診斷OSA，多需結合其他診斷工具進行綜合判斷[4-5]。既往多項研究[6-8]以夜間經皮血氧飽和度(percutaneous oxygen saturation of pulse， SpO2)聯(lián)合臨床癥狀及體征建立診斷OSA模型，但因納入觀察對象年齡范圍跨度過大或過小，監(jiān)測夜間SpO2耗時且影響因素較多，使得所獲模型的診斷效能相對不足。

OSA發(fā)病機制復雜，目前認為是解剖性上呼吸道口徑減小和上呼吸道舒張肌調節(jié)能力降低的結果，其病理生理改變?yōu)樯虾粑浪莺?或解剖性狹窄[1]；2～8歲及青春期為OSA發(fā)病高峰，分別與腺樣體和/或扁桃體肥大、體質量增加有關。腺樣體肥大是引起OSA患兒上氣道解剖性狹窄的最常見原因[1]。NARANG等[9]通過分析53名8～18歲肥胖青少年(肥大)扁桃體和頸高/身高建立的診斷OSA模型的效能較高，其C指數為0.84。對以腺樣體肥大聯(lián)合頸高/身高建立診斷兒童OSA模型的效能有待進一步探討。鼻咽部CT容積掃描不僅能提供上氣道形態(tài)學數據，還可排除頭頸部占位等引起氣道結構異常病變及共患疾病。本研究基于鼻咽部CT容積掃描所獲上氣道形態(tài)學數據，聯(lián)合臨床癥狀、體征建立的兒童OSA風險診斷列線圖模型能夠充分體現各預測因子對結局指標的貢獻程度，準確評價不同因素對疾病發(fā)生的影響；內部和外部驗證結果均表明該模型具有較高的效能和較好的擬合度，能較真實地反映疾病的發(fā)生概率，且其凈收益率高于無效線，滿足DCA判定為優(yōu)質模型的條件[10]，提示該模型可帶來較高的臨床獲益。

多國兒童分泌性中耳炎診療指南均推薦采用腺樣體切除術加以治療，特別是對伴夜間睡眠打鼾和鼻咽部感染患兒，但在年齡界定和伴發(fā)疾病方面有所差異[11]。氣道阻塞、耳部疾病或慢性鼻竇炎所致兒童睡眠障礙屬于腺樣體切除術適應證[12]。制定治療方案前應準確判斷主要病因、病情及應對策略。

綜上所述， 基于CT容積掃描所獲上氣道形態(tài)學參數聯(lián)合臨床特征建立的列線圖模型對兒童OSA具有較高診斷價值。但本研究建模數據均來源于單中心，有待多中心、更大樣本量研究結果加以進一步驗證。