顱腦損傷患者腦疝形成的風(fēng)險預(yù)測列線圖模型構(gòu)建與驗證

杜虎，齊曉鑫

（鄭州市第十五人民醫(yī)院 神經(jīng)外科，河南 鄭州 450041 ）

顱腦損傷是一種較為常見的外傷，主要是由于外界暴力作用于頭部而引起，多見于交通事故、墜落及各種銳器鈍器對頭部的傷害等，具有發(fā)病率高、致死率高和致殘率高等特點［1-2］。顱腦損傷發(fā)生后，受組織反應(yīng)、出血等因素的影響，易導(dǎo)致腦疝形成［3］。腦疝具有發(fā)病急、進展迅速、死亡率高等特點，嚴(yán)重影響患者生命安全與預(yù)后［4］。因此需積極探討影響顱腦損傷患者腦疝形成的因素，并建立可個性化預(yù)測顱腦損傷患者腦疝形成的風(fēng)險模型，以指導(dǎo)臨床早期干預(yù)和制定個體化的防治措施。目前研究多集中于顱腦損傷并發(fā)腦疝患者的治療報道［5］，對顱腦損傷患者腦疝形成影響因素的相關(guān)研究較為少見，且尚缺乏方便、簡潔、準(zhǔn)確預(yù)測顱腦損傷患者腦疝形成風(fēng)險的方法。列線圖模型作為一種具有可重復(fù)性、準(zhǔn)確、可視化及直觀等優(yōu)點的預(yù)測模型，能夠幫助臨床醫(yī)師直觀分析患者發(fā)生某事件的風(fēng)險權(quán)重，已廣泛應(yīng)用于患者預(yù)后和不良事件等發(fā)生風(fēng)險的預(yù)測［6-7］。基于此，本研究回顧性分析顱腦損傷患者的臨床資料，探究其腦疝形成的影響因素，并進一步構(gòu)建風(fēng)險預(yù)測列線圖模型，以為臨床防控提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2019 年1 月至2023 年1 月鄭州市第十五人民醫(yī)院收治的213 例顱腦損傷患者的臨床資料，按照2∶1 的比例，將其隨機分配為建模組（n=142）和驗證組（n=71）。納入標(biāo)準(zhǔn)：①有明確創(chuàng)傷史；②入院后經(jīng)頭顱MRI 及CT 等檢測確診是顱腦損傷；③年齡18～75 歲；④入院時格拉斯哥昏迷評分（GCS）［8］為3～8 分；⑤傷后24 h 內(nèi)入院；⑥臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①妊娠及哺乳期女性；②合并嚴(yán)重肝腎功能不全、惡性腫瘤、血液系統(tǒng)疾病；③其他原因引起瞳孔縮小，如Horner 征等；④精神疾病患者；⑤入院72 h 內(nèi)死亡；⑥既往有腦外傷史或顱內(nèi)病變史者。本研究經(jīng)倫理委員會審核批準(zhǔn)。

1.2 方法

1.2.1 腦疝形成診斷標(biāo)準(zhǔn) 住院期間分別由兩位神經(jīng)外科專家根據(jù)顱腦CT 或MRI、瞳孔改變、意識改變等綜合評估患者是否出現(xiàn)腦疝。腦疝的判斷標(biāo)準(zhǔn)［9］：①有腦疝的臨床表現(xiàn)，包括意識障礙加重、雙側(cè)瞳孔不等大等；②顱腦CT 或MRI 提示出現(xiàn)腦室受壓、中線結(jié)構(gòu)及腦組織移位。根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)建模組和驗證組分別有49 例、23 例腦疝形成。將建模組腦疝形成患者歸為腦疝組，無腦疝形成患者歸為無腦疝組。

1.2.2 資料收集與整理 收集可能影響顱腦損傷患者腦疝形成的因素，包括性別、年齡、既往病史（高血壓史、糖尿病史、冠心病史）、吸煙史、飲酒史、致傷原因（交通傷、高空墜落傷、擊打傷）、入院時GCS 評分、損傷類型（閉合性、開放性）、血腫部位（硬膜外血腫、硬膜下血腫、腦內(nèi)血腫）、蛛網(wǎng)膜下腔出血、腦挫裂傷、顱底骨折、腦積水、去骨瓣減壓術(shù)治療、就診至手術(shù)開始時間、入院時低血壓、入院時血鈉濃度、入院時體溫、入院時總膽固醇（TC）、入院時甘油三酯（TG）、入院時空腹血糖（FPG）等。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

以SPSS 23.0 統(tǒng)計學(xué)軟件行數(shù)據(jù)分析。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，用t檢驗；計數(shù)資料以百分率（%）表示，用χ2檢驗；等級分布資料采用秩和檢驗組間差異。采用單因素和多因素Logistic 回歸分析顱腦損傷患者腦疝形成的風(fēng)險因素；采用R3.4.3 軟件包繪制列線圖模型；采用Bootstrap 法進行內(nèi)部驗證并計算一致性指數(shù)（C-index），并繪制校正曲線；采用受試者工作特征（ROC）曲線評估列線圖模型對顱腦損傷患者腦疝形成的預(yù)測效能；采用決策曲線法（DCA）繪制DCA 曲線評估模型的臨床凈獲益。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 建模組與驗證組一般資料比較

建模組和驗證組性別、年齡、既往病史（高血壓史、糖尿病史、冠心病史）、吸煙史、飲酒史、致傷原因（交通傷、高空墜落傷、擊打傷）、入院時GCS 評分、損傷類型（閉合性、開放性）、血腫部位（硬膜外血腫、硬膜下血腫、腦內(nèi)血腫）、蛛網(wǎng)膜下腔出血、腦挫裂傷、顱底骨折、腦積水、去骨瓣減壓術(shù)治療、就診至手術(shù)開始時間、入院時低血壓、入院時血鈉濃度、入院時體溫、入院時TC、入院時TG、入院時FPG 等一般資料比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

2.2 建模組腦疝組和無腦疝組患者一般資料比較

腦疝組和無腦疝組性別、糖尿病史、冠心病史、飲酒史、致傷原因、血腫部位、顱底骨折、就診至手術(shù)時間、入院時體溫、TC、TG、FPG 比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），腦疝組年齡≥60 歲、高血壓史、吸煙史、開放性顱腦損傷、蛛網(wǎng)膜下腔出血、腦挫裂傷、腦積水、入院時低血壓占比均高于無腦疝組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），入院時GCS 評分及入院時血鈉濃度≥135 mmol/L、去骨瓣減壓術(shù)治療占比均低于無腦疝組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表1。

表1 建模組腦疝組和無腦疝組患者一般資料比較

2.3 影響顱腦損傷患者腦疝形成的因素

將上述表2 一般資料中P＜0.05 的項目作為自變量，另將有無腦疝形成作為因變量，進行賦值，賦值情況如下。見表2。

表2 變量賦值

經(jīng)多因素Logistic 回歸分析可知，年齡≥60 歲、吸煙史、開放性顱腦損傷、蛛網(wǎng)膜下腔出血、腦積水、入院時低血壓均為顱腦損傷患者腦疝形成的危險因素（P＜0.05），入院時GCS 評分、入院時血鈉濃度≥135 mmol/L 及去骨瓣減壓術(shù)治療均為顱腦損傷患者腦疝形成的保護因素（P＜0.05）。見表3。根據(jù)多因素Logistic 分析結(jié)果得出風(fēng)險預(yù)測計算公式：風(fēng)險分?jǐn)?shù)=-3.771+0.836X1+0.472X3+(-0.435X4)+0.622X5+1.128X6+1.035X8+(-0.531X9)+0.513X10+(-0.375X11)，將顱腦損傷患者的有關(guān)信息代入該模型，便可計算出其腦疝形成的發(fā)生概率。

表3 多因素Logistic 回歸分析

2.4 顱腦損傷患者腦疝形成的風(fēng)險預(yù)測列線圖模型的構(gòu)建及驗證

將多因素Logistic 回歸分析篩選的9 個獨立影響因素作為預(yù)測指標(biāo)，構(gòu)建顱腦損傷患者腦疝形成的風(fēng)險預(yù)測列線圖模型。見圖1。運用Bootstrap法對模型進行內(nèi)部驗證，建模組和驗證組計算的C-index 值分別為0.834、0.825，校正曲線和理想曲線擬合度較好，提示模型校準(zhǔn)度良好，見圖2、圖3。ROC 曲線結(jié)果顯示，建模組列線圖預(yù)測顱腦損傷患者腦疝形成的曲線下面積（AUC）為0.864（0.796～0.915），靈敏度為83.67%，特異度為89.25%，見圖4；驗證組列線圖預(yù)測顱腦損傷患者腦疝形成的AUC 為0.850（0.745～0.923），靈敏度為82.61%，特異度為87.50%，見圖5，提示列線圖模型具有較好的預(yù)測效能。DCA 曲線顯示風(fēng)險閾值概率在0.01～0.90 時，有較高的凈獲益值，提示該模型臨床實用性較好，見圖6。

圖1 顱腦損傷患者腦疝形成的風(fēng)險預(yù)測列線圖模型

圖2 列線圖風(fēng)險模型預(yù)測顱腦損傷患者腦疝形成的校準(zhǔn)曲線（建模組）

圖3 列線圖風(fēng)險模型預(yù)測顱腦損傷患者腦疝形成的校準(zhǔn)曲線（驗證組）

圖4 列線圖模型預(yù)測顱腦損傷患者腦疝形成的ROC 曲線（建模組）

圖5 列線圖模型預(yù)測顱腦損傷患者腦疝形成的ROC 曲線（驗證組）

圖6 列線圖風(fēng)險模型預(yù)測顱腦損傷患者腦疝形成的DCA 曲線

3 討論

隨著我國社會的快速發(fā)展，交通事故、高空墜落、撞擊等事故的發(fā)生率呈上升趨勢，導(dǎo)致顱腦損傷患者的發(fā)病率逐漸升高［10］。腦疝是顱腦損傷后較為常見的并發(fā)癥之一，是由于正常顱腔內(nèi)某個分腔的壓力高于鄰近的分腔，在局部壓力的作用下，使得高壓區(qū)的腦組織向低壓區(qū)擠壓而形成，對鄰近的神經(jīng)、血管以及腦組織造成壓迫，從而導(dǎo)致一系列的并發(fā)癥的發(fā)生，嚴(yán)重威脅患者生命［11-12］。因此，需積極構(gòu)建顱腦損傷患者腦疝形成的個性化列線圖風(fēng)險預(yù)測模型，以優(yōu)化顱腦損傷患者圍術(shù)期管理，指導(dǎo)臨床治療。

本研究經(jīng)Logistic 回歸分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，年齡≥60 歲、吸煙史、開放性顱腦損傷、蛛網(wǎng)膜下腔出血、腦積水、入院時低血壓均為顱腦損傷患者腦疝形成的危險因素，入院時GCS 評分、入院時血鈉濃度≥135 mmol/L 及去骨瓣減壓術(shù)治療均為顱腦損傷患者腦疝形成的保護因素。分析原因可能為，年齡≥60 歲的患者身體素質(zhì)較差，合并多種基礎(chǔ)疾病，顱腦損傷后因血液循環(huán)障礙，易發(fā)生充血、出血或水腫狀況而引發(fā)腦疝的發(fā)生。煙草煙霧中含有高濃度的過氧化物和活性氧，易導(dǎo)致氧化應(yīng)激反應(yīng)，損傷腦血管系統(tǒng)，引起血管壁的炎性反應(yīng)和血栓性損害，加重顱腦損傷后的腦水腫，從而增加腦疝發(fā)生概率［13］。開放性顱腦損傷病情更為嚴(yán)重，開放性顱腦損傷患者易出現(xiàn)創(chuàng)道內(nèi)血腫、顱內(nèi)血腫等情況，從而引起嚴(yán)重顱內(nèi)壓升高，出現(xiàn)頭痛、嘔吐、進行性意識障礙等癥狀，導(dǎo)致腦疝形成。蛛網(wǎng)膜下腔出血極易導(dǎo)致紅細(xì)胞發(fā)生破裂，氧合血紅蛋白可作用于血管平滑肌，致使血管痙攣，增加腦疝形成風(fēng)險。相關(guān)研究表明［14］，蛛網(wǎng)膜下腔出血會導(dǎo)致蛋白激酶C 激活，促進血管平滑肌的持續(xù)收縮，引起腦血管嚴(yán)重痙攣，加重腦組織缺血缺氧狀態(tài)，最終導(dǎo)致腦疝形成。顱腦損傷后血塊阻塞腦脊液循環(huán)通路或腦室內(nèi)出血堵塞室間孔以及顱內(nèi)壓增高影響腦脊液吸收、回流，從而導(dǎo)致腦積水的發(fā)生，進一步發(fā)展會導(dǎo)致腦疝形成［15］。入院時低血壓會造成顱腦損傷患者腦灌注壓的降低，腦水腫癥狀加重，顱內(nèi)壓逐漸升高，另低血壓會促進腺嘌呤核苷三磷酸的消耗，使腦內(nèi)自由基、脂質(zhì)過氧化物等大量釋放，加重顱腦損傷，形成惡性循環(huán)，最終使腦疝形成。GCS評分是臨床上廣泛應(yīng)用的評估腦損傷嚴(yán)重程度的工具，評分越低提示腦組織損傷越嚴(yán)重，造成腦灌注壓不足，大腦供血動脈直接受壓，進而導(dǎo)致腦血管供血不足，促使腦疝形成［16］，因而入院時GCS 評分高的顱腦損傷患者，發(fā)生腦疝的概率會降低。血鈉濃度＜135 mmol/L 為低鈉血癥，若顱腦損傷患者入院時發(fā)生低鈉血癥，將會導(dǎo)致腦組織腫脹、顱內(nèi)壓升高，尤其是在顱內(nèi)壓本身較高的基礎(chǔ)上，易導(dǎo)致腦疝的發(fā)生，故入院時血鈉濃度≥135 mmol/L 為顱腦損傷患者腦疝形成的保護因素。去骨瓣減壓術(shù)是治療顱腦損傷較為常用的術(shù)式，主要通過降低顱內(nèi)壓，減少腦組織壓迫，促進血液的回流，達(dá)到充分減壓的目的，從而降低腦疝發(fā)生風(fēng)險［17］。

臨床關(guān)于預(yù)測疾病的模型多種多樣，列線圖是基于多因素回歸分析篩選出的風(fēng)險因素進行整合，建立一種可視化的預(yù)測模型，臨床可依據(jù)列線圖模型對患者進行早期預(yù)測，評估患者發(fā)生某事件的風(fēng)險，指導(dǎo)臨床早期干預(yù)和預(yù)防［18］。本研究基于多因素分析結(jié)果構(gòu)建的列線圖預(yù)測模型，經(jīng)Bootstrap 內(nèi)部驗證的C-index 值為0.834，校正曲線和理想曲線擬合度較好；ROC 曲線結(jié)果顯示，建模組列線圖預(yù)測顱腦損傷患者腦疝形成的AUC、靈敏度、特異度分別為0.864、83.67%、89.25%，驗證組分別為0.850、82.61%、87.50%；且經(jīng)DCA曲線評估顯示可獲得較好的凈收益，以上結(jié)果均提示該列線圖預(yù)測模型具有較好的預(yù)測效能，校準(zhǔn)能力較好。本研究運用可視化的列線圖，以簡單快捷的獲得較為準(zhǔn)確的概率值，方便臨床工作者對顱腦損傷患者腦疝形成的風(fēng)險進行預(yù)測，以早期篩查顱腦損傷患者腦疝形成的高危人群，并積極采取相應(yīng)防治措施進行早期干預(yù)，有利于降低顱腦損傷患者腦疝形成的發(fā)生率，改善患者預(yù)后。

綜上所述，年齡≥60 歲、吸煙史、開放性顱腦損傷、蛛網(wǎng)膜下腔出血、腦積水、入院時低血壓均為顱腦損傷患者腦疝形成的危險因素，入院時GCS 評分、入院時血鈉濃度≥135 mmol/L 及去骨瓣減壓術(shù)治療均為顱腦損傷患者腦疝形成的保護因素，據(jù)此構(gòu)建的列線圖預(yù)測模型對顱腦損傷患者腦疝形成具有較好的預(yù)測效能，可為臨床工作者對顱腦損傷患者腦疝形成的防控提供參考依據(jù)。