急性缺血性腦卒中病人吞咽障礙風險預測模型的構建與驗證

Construction and validation of a risk prediction model for dysphagia in patients with acute ischemic stroke

GONG Siyuan，TANG Rongzhu，HU Wangjuan，WANG Tianqi，LI Jia，LIAO Chunlian，LIU JihongThe Second Affiliated Hospital of Chongqing Medical University，Chongqing 400000 ChinaCorresponding Author LIU Jihong，E-mail：ljhcq@cqmu.edu.cn

Abstract Objective：To explore the risk factors for dysphagia in patients with acute ischemic stroke（AIS），to construct a nomogram risk prediction model，and to conduct validation.Methods：A total of 644 AIS patients hospitalized in the Department of Neurology of a tertiary Grade A hospital in Chongqing from February 2023 to October 2023 were selected by convenience sampling and divided into a modeling set（n=448）and a validation set（n=196）.Logistic regression analysis was used to establish a prediction model and draw a nomogram.The Bootstrap method was used for internal validation，and the validation set was used for external validation.The area under the receiver operating characteristic curve（ROC），Hosmer-Lemeshow test，C-index，calibration curve，and clinical decision curve were used to evaluate the predictive value of the model.Results：Age≥60 years，NIHSS score≥7 points，brainstem infarction，multiple lesions，and the worst limb muscle strength≤3 were independent influencing factors for dysphagia in AIS patients.The validation results of the nomogram model showed that the area under curve（AUC）of the modeling set and the validation set were 0.83 and 0.80，respectively;the C-index was 0.82 and 0.78，respectively;the Hosmer-Lemeshow goodness of fit test was χ2=5.05，P=0.65;χ2=12.30，P=0.14，respectively;the two calibration curves were basically consistent and the slope was close to 1;the decision curve results showed that when the threshold probability range was 0.00-0.89，the clinical net benefit was greater.Conclusions：The nomogram model constructed in this study has good predictive ability which could provide a basis for the early identification and management of AIS patients with dysphagia.

Keywords acute ischemic stroke;dysphagia;influencing factors;nomogram;prediction model;nursing

摘要 目的：探討急性缺血性腦卒中（AIS）病人發生吞咽障礙的危險因素，構建列線圖風險預測模型并進行驗證。方法：采用便利抽樣法，選取2023年2月—10月在重慶市某三級甲等醫院神經內科住院的644例AIS病人，分為建模組（n=448）和驗證組（n=196），采用Logistic回歸分析建立預測模型并繪制列線圖，以Bootstrap法進行內部驗證，驗證集行外部驗證；采用ROC曲線下面積、Hosmer-Lemeshow檢驗、C-index、校準曲線以及臨床決策曲線評估模型的預測價值。結果：年齡≥60歲、NIHSS評分≥7分、腦干梗死、病灶多發、肢體最差肌力≤3級是AIS病人吞咽障礙的獨立影響因素。列線圖模型驗證結果顯示：建模集和驗證集的AUC分別為0.83，0.80；C-index分別為0.82，0.78；Hosmer-Lemeshow擬合優度檢驗分別為χ2=5.05，P=0.65；χ2=12.30，P=0.14；兩校準曲線基本吻合且斜率接近1；決策曲線結果顯示閾值概率范圍在0.00～0.89時，臨床凈收益較大。 結論：本研究構建的列線圖模型具有較好的預測能力，可為早期識別與管理AIS吞咽障礙病人提供依據。

關鍵詞 急性缺血性腦卒中;吞咽障礙;影響因素;列線圖;預測模型;護理

doi：10.12102/j.issn.2095-8668.2024.17.013

吞咽障礙是缺血性腦卒中病人常見的功能障礙之一，發病率為28%～78%［1-3］，可引起肺炎、營養不良、脫水甚至死亡等一系列嚴重并發癥［4-5］。早期實施吞咽功能評估是預防吞咽障礙引起的相關并發癥、改善病人不良結局的關鍵［6-7］。由于多數急性缺血性腦卒中（acute ischemic stroke，AIS）病人未進行吞咽造影檢查（金標準），部分病人在接受吞咽功能篩查前已進食或進水，無法提前預警。因此，諸多研究者對AIS病人發生吞咽障礙的危險因素進行探討［8-10］。由于吞咽障礙的危險因素較多，護理人員無法全面、直觀地利用危險因素對病人進行準確預測。因此，本研究擬探討AIS病人發生吞咽障礙的危險因素，構建直觀、可視化的列線圖風險預測模型，為早期識別與管理AIS病人吞咽障礙提供依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象

樣本量的確定依據Meng等［2］Meta分析結果，亞洲腦卒中病人吞咽障礙發生率為36.3%，納入模型的自變量數目為11個。使用Logistic自變量事件數法［11］計算樣本量，樣本量至少為自變量數目的5～10倍，考慮10%～20%的失訪率，構建模型的樣本量為11×10×（1+20%）÷36.3%=364（例），建模組與驗證組人數分配比例為7∶3，驗證組樣本量計算為156例。本研究為回顧性研究，采用便利抽樣法選取2023年2月—4月在重慶市某三級甲等醫院神經內科住院的AIS病人448例（70%）為建模組，2023年5月—10月住院的AIS病人196例（30%）為驗證組。納入標準：符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南（2018）》［12］的診斷標準。排除標準：1）既往有吞咽障礙病史者；2）明確因其他疾病導致吞咽功能受損者；3）合并感覺性失語者；4）既往有精神病史或合并認知、意識障礙者；5）本研究所需資料不完整者。

1.2 研究方法

1.2.1 吞咽障礙判定方法

依據病人入院48 h內洼田飲水實驗和容積-黏度測試（volume-viscosity swallow test，V-VST）結果判定是否發生吞咽障礙：洼田飲水實驗Ⅰ級則判定為吞咽障礙陰性，Ⅱ級則進一步查看V-VST結果，若吞咽安全性或有效性受損，則判定為吞咽障礙陽性，否則為陰性；Ⅲ級以上則判定為吞咽障礙陽性［13］。

1.2.2 資料收集方法

通過文獻查閱、研究小組討論結合本院電子病歷系統獲取資料篩選AIS病人吞咽障礙的預測因子。最終篩選出11個候選因子，包括病人的一般資料（性別、年齡、高血壓史、糖尿病史、冠心病史、吸煙史、飲酒史）、入院48 h內疾病相關資料［肢體最差肌力、美國國立衛生研究院卒中量表（National Institute Health Stroke Scale，NIHSS）評分］、入院48 h內影像學檢查結果［腦干梗死、病灶多發（病灶數量gt;1個）］。由2名碩士研究生通過電子病歷系統收集相關資料。

1.2.3 統計學方法

采用Epidata軟件雙人錄入數據，采用R軟件進行統計分析。符合正態分布的定量資料采用均數±標準差（x±s）描述，組間比較采用t檢驗；定性資料采用例數、百分比（%）進行描述，組間比較采用χ2檢驗。將單因素分析中差異有統計學意義（Plt;0.05）的自變量納入多因素Logistic回歸分析，構建模型（向后似然比法）。采用列線圖進行模型可視化，使用重復抽樣法（Bootstrap）進行內部驗證，驗證組數據進行外部驗證，采用Hosmer-Lemeshow（H-L）檢驗模型擬合度，受試者操作特征（ROC）曲線下面積（area under the curve，AUC）評價預測效能，計算一致性指數（C-index）并繪制校準曲線評估模型精確度，繪制臨床決策曲線評估模型的臨床應用價值。

2 結果

2.1 研究對象的一般資料

本研究共納入644例病人，其中男413例，女231例；年齡（68.16±11.79）歲。建模組448例，男287例，女161例；年齡（67.72±11.95）歲，166例（37.1%）病人發生吞咽障礙。驗證組196例，男126例，女70例；年齡（69.17±11.39）歲，72例（36.7%）病人發生吞咽障礙。

2.2 建模組AIS病人發生吞咽障礙的單因素分析

單因素分析結果顯示，年齡、高血壓史、肢體最差肌力、NIHSS評分、腦干梗死以及病灶多發6個變量為AIS病人發生吞咽障礙的影響因素。見表1。

2.3 建模組AIS病人發生吞咽障礙的多因素分析

根據單因素分析結果，將有統計學意義的6個變量（年齡、高血壓史、NIHSS評分、腦干梗死、病灶多發、肢體最差肌力）納入Logistic回歸分析。自變量賦值如下。年齡：lt;60歲=0，≥60歲=1；高血壓史：無=0，有=1；肢體最差肌力：gt;3級=0，≤3級=1；NIHSS評分lt;7分=0，≥7分=1；腦干梗死：無=0，有=1；病灶多發：無=0，有=1。Logistic回歸分析結果顯示，年齡≥60歲、NIHSS評分≥7分、腦干梗死、病灶多發、肢體最差肌力≤3級是AIS病人吞咽障礙的獨立危險因素，見表2。

2.4 AIS病人吞咽障礙風險列線圖預測模型的構建

根據進入回歸模型中的獨立危險因素構建AIS病人吞咽障礙風險預測模型，列線圖見圖1。列線圖結果顯示，年齡lt;60歲=0分，≥60歲=48分；NIHSS評分lt;7分=0分，≥7分=63分；腦干梗死，無=0分，有=80分；病灶多發，無=0分，有=33分；肢體最差肌力gt;3級=0分；≤3級=100分。模型總分為各項評分之和，總分對應的預測概率則為該病人發生吞咽障礙的預測概率。

2.5 AIS病人吞咽障礙風險列線圖預測模型的驗證

采用Hosmer-Lemeshow檢驗模型擬合度，建模組χ2=5.05，P=0.65；驗證組：χ2=12.30，P=0.14，表明該模型擬合度較好；繪制預測模型的ROC曲線評估模型的區分度，建模組AUC為0.83［95%CI（0.79，0.87）］，驗證組AUC為0.80［95%CI（0.73，0.87）］，表明該模型區分度較好。見圖2、圖3。采用Bootstrap法重復抽樣1 000次對模型進行內部驗證，結果顯示建模組C-index為0.82，驗證組C-index為0.78，建模組和驗證組校準曲線斜率均接近1且基本吻合。見圖4、圖5。決策曲線結果顯示閾值概率范圍在0.00～0.89時，使用列線圖預測AIS病人吞咽障礙的臨床凈收益較大。見圖6。所有驗證結果均表明本研究構建的列線圖預測模型的精確度較好。

3 討論

3.1 構建AIS病人吞咽障礙風險預測模型的意義

《中國卒中吞咽障礙與營養管理手冊》建議，急性腦卒中病人進食第一口食物和水前（入院24 h內）需進行吞咽功能篩查，以確定其是否需進行床旁評估或儀器檢查［14］。Joundi等［15］調查顯示，有19.2%的AIS病人未接受吞咽功能篩查；病情越輕的病人吞咽功能篩查遺漏率越高；未接受吞咽障礙篩查的病人肺炎發生率增加3.71倍、1年死亡率增加1.42倍。AIS病人吞咽障礙的早期識別和管理有助于降低病人的死亡率及肺部感染率［16］。目前，急性腦卒中病人吞咽障礙篩查方法尚無統一、公認的標準［14］。本研究構建的列線圖風險預測模型將AIS病人發生吞咽障礙的各項危險因素可視化，可直觀、快速地對AIS病人進行個體化評價，并預測吞咽障礙的發生概率，對臨床護理人員及時識別吞咽障礙高危病人并采取有效的干預措施具有重要意義。

3.2 AIS病人發生吞咽障礙的影響因素

本研究結果顯示，老年人（年齡≥60歲）更易發生吞咽障礙（OR=2.536），與Bomze等［17］的研究結果一致；隨著年齡增長，老年人肌張力降低會引起咀嚼和吞咽功能下降，從而導致吞咽功能異常［18］。本研究發現，NIHSS評分≥7分的病人更易發生吞咽障礙（OR=3.384）。NIHSS評分是衡量腦卒中病人神經功能損傷嚴重程度的指標。目前，諸多研究將NIHSS評分作為腦卒中后吞咽困難的預測因子［19-20］，分析原因可能為：NIHSS評分多個條目都與病人吞咽功能有密切聯系［10］。既往也有研究顯示，NIHSS評分與病人發生吞咽障礙的風險呈正相關［21-22］，表明疾病的嚴重程度是腦梗死病人吞咽困難的預測因子［23］。本研究結果顯示，腦干梗死病人較其他部位的AIS病人發生吞咽障礙的風險更高（OR=4.788）。可能的原因為：腦干的孤束核及其周圍網狀結構組成的背側區域、疑核及其周圍網狀結構構成的腹側區域為吞咽過程的啟動和整合中心，若損害會導致嚴重的吞咽障礙［24-25］。AIS多發性病灶病人更易發生吞咽障礙（OR=1.920），這可能與大面積腦梗死更易損傷與吞咽功能相關的神經結構有關［26］。此外，本研究發現肢體最差肌力≤3級的病人更易發生吞咽障礙（OR=6.963）。國內也有研究表明，肢體肌力等級越低，吞咽障礙的發生風險更高［27］。可能的原因為：腦卒中后吞咽障礙由吞咽皮質中樞、皮質下行纖維、吞咽延髓中樞及錐體外系受損所致［28］，上述部位受損同時也會影響病人肢體肌力。

3.3 AIS病人發生吞咽障礙風險列線圖模型預測價值

本研究根據列線圖風險模型評分可個性化計算AIS病人發生吞咽障礙的風險，如1例70歲AIS病人，入院后NIHSS評分9分，腦MRI顯示左側基底節區梗死，肢體最差肌力為2級，該病人的列線圖各項得分為48、63、0、0、100分，總分為211分，則對應的吞咽障礙發生風險概率為0.8。列線圖預測模型驗證結果顯示，建模集和驗證集的AUC分別為0.83，0.80；C-index分別為0.82，0.78；Hosmer-Lemeshow擬合優度檢驗分別為 χ2=5.05，P=0.65；χ2=12.30，P=0.14；兩校準曲線基本吻合且斜率接近1；決策曲線結果顯示，閾值概率范圍在0.00～0.89時，臨床凈收益較大，表明該模型預測AIS病人吞咽障礙發生風險的價值較高。

4 小結

本研究構建的AIS病人吞咽障礙風險預測模型區分度與準確度較好，具有良好的預測能力，應用方法簡單。臨床護理人員可依據模型納入的影響因素對AIS病人的吞咽功能進行早期篩查，個體化預測吞咽障礙發生概率，為臨床前瞻性決策提供依據，如進行吞咽功能評估或儀器檢查，加強吞咽障礙健康知識宣教，制訂專業、安全的飲食方案，進而早期預防和干預吞咽障礙引起的諸多并發癥，提高病人生活質量。但本研究為單中心回顧性研究，未采用吞咽障礙金標準結果，僅將多種篩查方法相結合判斷AIS病人是否存在吞咽障礙，存在一定的局限性。今后仍需進行前瞻性的、以金標準衡量AIS病人是否存在吞咽障礙的多中心研究。

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（收稿日期：2023-12-17；修回日期：2024-08-08）

（本文編輯張建華）