住院患者腸道準(zhǔn)備質(zhì)量諾莫圖預(yù)測(cè)模型的建立與驗(yàn)證

趙洋洋,李紫瓊,馬欣,高峰

【提要】目的 對(duì)于結(jié)腸鏡檢查前行腸道準(zhǔn)備的患者，構(gòu)建模型預(yù)測(cè)其腸道準(zhǔn)備質(zhì)量，并對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)效能。方法 收集2021年6月至2022年2月于新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院消化內(nèi)科住院行結(jié)腸鏡檢查的患者共339例作為建模組，依據(jù)腸道準(zhǔn)備質(zhì)量將其分為腸道準(zhǔn)備充分組和不充分組；另收集2022年3月至5月于新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院消化內(nèi)科行結(jié)腸鏡檢查的患者共126例作為驗(yàn)證組。通過(guò)單因素分析及多因素Logistic回歸分析建立諾莫圖預(yù)測(cè)腸道準(zhǔn)備質(zhì)量的模型，采用ROC曲線評(píng)估預(yù)測(cè)模型的區(qū)分度，校準(zhǔn)曲線評(píng)估數(shù)據(jù)擬合情況，決策曲線分析圖評(píng)估使用該模型的獲益情況。結(jié)果年齡(OR=1.044)、住院時(shí)間(OR=1.946)、2型糖尿病(OR=3.312)、便秘(OR=2.532)是腸道準(zhǔn)備不充分的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，排便次數(shù)是腸道準(zhǔn)備質(zhì)量的保護(hù)因素(OR=0.453),P均<0.05。上述因素構(gòu)建諾莫圖預(yù)測(cè)模型，在訓(xùn)練組中AUC為0.866(95%CI：0.821～0.911)，驗(yàn)證組AUC為 0.770(95%CI：0.671～0.869)，Hosmer-Lemeshow 擬合優(yōu)度檢驗(yàn)顯示平均絕對(duì)誤差小，擬合度良好。決策性曲線圖提示獲益概率范圍廣，有實(shí)用價(jià)值。結(jié)論 由年齡、住院時(shí)間、糖尿病病史、便秘、排便次數(shù)建立的腸道準(zhǔn)備質(zhì)量預(yù)測(cè)模型具有較好的區(qū)分度、準(zhǔn)確度及臨床實(shí)用價(jià)值。

結(jié)腸鏡檢查被認(rèn)為是診斷結(jié)直腸病變的金標(biāo)準(zhǔn)，亦是檢查便血、腹瀉和缺鐵性貧血的主要方法，結(jié)腸鏡檢查的有效性和安全性與術(shù)前腸道準(zhǔn)備的質(zhì)量有關(guān)[1]。腸道準(zhǔn)備不充分可能導(dǎo)致臨床相關(guān)病變?nèi)笔А⑹中g(shù)困難、手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)，增加了操作的難度，干擾了內(nèi)鏡醫(yī)生的判斷，降低了病變的檢出率，間隔期結(jié)直腸癌數(shù)量增加以及額外的醫(yī)療費(fèi)用。 Zad等[2]研究表明如果準(zhǔn)備不足的患者比例超過(guò)13%，結(jié)腸鏡檢查就缺失了性價(jià)比，并發(fā)現(xiàn)在腸道準(zhǔn)備不足的患者中，有約33.8%的患者在復(fù)查結(jié)腸鏡時(shí)至少可檢測(cè)出1個(gè)腺瘤。目前報(bào)道的腸道準(zhǔn)備不充分的發(fā)生率在18%～35%之間，改善腸道準(zhǔn)備質(zhì)量的空間仍然很大[3-4]?；颊吣挲g、性別、排便習(xí)慣、體重指數(shù)、文化程度、合并癥等均可能是腸道準(zhǔn)備的質(zhì)量的影響因素[5-7]，但據(jù)我們所知，目前有關(guān)腸道準(zhǔn)備的預(yù)測(cè)模型較少，且存在納入因素不足、臨床實(shí)用性差、預(yù)測(cè)效能不佳、區(qū)分度低等缺點(diǎn)。本文通過(guò)單因素及多因素分析建立預(yù)測(cè)模型，旨在為臨床工作中，為醫(yī)務(wù)人員提前判斷患者腸道準(zhǔn)備質(zhì)量提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2021年6月至2022年2月于新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院消化內(nèi)科住院行結(jié)腸鏡檢查的患者，依據(jù)腸道準(zhǔn)備質(zhì)量將其分為腸道準(zhǔn)備充分組和不充分組，共有339例，將其列為建模組；另收集2022年3—7月于我院行結(jié)腸鏡檢查的患者共126例作為驗(yàn)證組。收集相關(guān)資料包括性別、年齡、文化程度、腹、盆腔手術(shù)史、高血壓、冠心病、2型糖尿病、服藥方案吸煙史、飲酒史、住院時(shí)間、完善腸道準(zhǔn)備過(guò)程中的排便次數(shù)、便秘病史等。其中便秘診斷依據(jù)羅馬Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)[8]。本研究經(jīng)自治區(qū)人民醫(yī)院倫理委員會(huì)通過(guò)。

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者一般資料完整；②年齡18～80歲，可耐受結(jié)腸鏡檢查并最終完成者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①無(wú)法耐受聚乙二醇清腸液，存在過(guò)敏或在腸道準(zhǔn)備過(guò)程中出現(xiàn)低血糖、電解質(zhì)紊亂、嚴(yán)重惡心、嘔吐等而不能接受檢查者；②確診或疑似患有嚴(yán)重腸梗阻的患者；③妊娠期婦女、患有嚴(yán)重的心、腎功能不全、控制不佳的高血壓患者(收縮壓≥160 mmHg，舒張壓≥100 mmHg)；④有重度活動(dòng)性的炎癥性腸病或近2周內(nèi)患有急性腸道感染者。所有患者入院后均簽署內(nèi)鏡檢查相關(guān)知情同意書(shū)。

1.3 腸道準(zhǔn)備方案及飲食控制

依據(jù)我國(guó)腸道準(zhǔn)備指南[9]，均采用3 L聚乙二醇口服方案，分兩種方案服用：第一種為單次服用方案，將4盒復(fù)方聚乙二醇電解質(zhì)散(舒泰神 北京生物制藥股份有限公司 批文號(hào) H20040034)溶于3 L溫水中，囑患者每間隔15 min口服250 mL，直至飲用完畢；第二種為分次服藥方案，結(jié)腸鏡檢查前一晚囑患者口服1 L的聚乙二醇電解質(zhì)散溶液，第二天給予2 L口服，每間隔15 min口服250 mL。囑患者服用完畢后適當(dāng)活動(dòng)，兩組患者均控制在口服清腸藥物后4～6 h行結(jié)腸鏡檢查。均囑患者檢查前24 h避免進(jìn)食粗纖維、多籽食物。

1.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)

Parmar等[10]的一項(xiàng)系統(tǒng)綜述表明，Boston Bowel Preparation Scale (BBPS)是檢測(cè)腸道準(zhǔn)備質(zhì)量最徹底的量表，本研究腸道準(zhǔn)備質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)均依據(jù)波士頓評(píng)分，結(jié)腸清潔不充分被定義為波士頓腸道準(zhǔn)備量表(BBPS)評(píng)分<6，或任何結(jié)腸節(jié)段BBPS<2分。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 建模組患者的基本資料

339例患者中腸道準(zhǔn)備不充分者99例，發(fā)生率為29.2%。建模組患者一般資料比較見(jiàn)表1，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，年齡、腹、盆腔手術(shù)史、2型糖尿病、高血壓、冠心病、排便次數(shù)、住院時(shí)間、口服抗抑郁或阿片類藥物、便秘均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。另外，建模組與驗(yàn)證組的患者一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 影響患者腸道準(zhǔn)備質(zhì)量因素的二元Logistic回歸分析

以是否腸道準(zhǔn)備充分為因變量，將表1中具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的因素作為自變量(賦值見(jiàn)表2)，進(jìn)行二元Logistic回歸分析。結(jié)果：年齡(OR=1.044)、住院時(shí)間(OR=1.946)、2型糖尿病(OR=3.312)、便秘(OR=2.532)是腸道準(zhǔn)備不充分的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，排便次數(shù)是腸道準(zhǔn)備質(zhì)量的保護(hù)因素(OR=0.453),P均<0.05，見(jiàn)表3。

表1 訓(xùn)練組患者一般資料比較

表2 引入多因素logistic回歸模型的變量賦值情況

表3 影響腸道準(zhǔn)備質(zhì)量因素的二元Logistic回歸分析

2.3 腸道準(zhǔn)備質(zhì)量的預(yù)測(cè)模型構(gòu)建

將多因素Logistic回歸分析篩選出的因素納入諾莫圖預(yù)測(cè)模型，以腸道準(zhǔn)備不充分的概率值作為結(jié)局，繪制諾莫圖(見(jiàn)圖1)，每個(gè)危險(xiǎn)因素所對(duì)應(yīng)諾莫圖上方的Points數(shù)值即為該因素的得分，各因素得分之和所對(duì)應(yīng)的概率值為對(duì)應(yīng)患者腸道準(zhǔn)備質(zhì)量不充分的發(fā)生率，總分越高，腸道準(zhǔn)備不充分的可能性越大。

圖1 腸道準(zhǔn)備質(zhì)量不充分風(fēng)險(xiǎn)諾莫圖

2.4 繪制ROC曲線評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)模型的區(qū)分度

繪制列線圖預(yù)測(cè)精度的 ROC 曲線，建模組諾莫圖預(yù)測(cè)模型的ROC 曲線下面積(AUC)為 0.866(95%CI：0.821～0.911)，通過(guò)驗(yàn)證組數(shù)據(jù)集進(jìn)行驗(yàn)證，ROC 曲線下面積為 0.770(95%CI：0.671～0.869)，表明預(yù)測(cè)模型在建模組和驗(yàn)證組人群中均具有良好的區(qū)分度(圖2,3)。

圖2 諾莫圖預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)建模組患者腸道準(zhǔn)備質(zhì)量不充分風(fēng)險(xiǎn)的ROC曲線

圖3 諾莫圖預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)驗(yàn)證組患者腸道準(zhǔn)備質(zhì)量不充分風(fēng)險(xiǎn)的ROC曲線

2.5 繪制校準(zhǔn)曲線評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確度

在建模組數(shù)據(jù)集上，列線圖的校正曲線顯示實(shí)際發(fā)生率和預(yù)測(cè)發(fā)生率接近(圖4)。Hosmer-Lemeshow 擬合優(yōu)度檢驗(yàn)中，提示平均絕對(duì)誤差(mean absolute error)=0.02。通過(guò)驗(yàn)證組數(shù)據(jù)集進(jìn)行驗(yàn)證，同樣顯示預(yù)測(cè)概率與實(shí)際概率吻合較好，Hosmer-Lemeshow 擬合優(yōu)度檢驗(yàn)中提示平均絕對(duì)誤差=0.04(圖5)。

圖4 諾莫圖預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)建模組患者腸道準(zhǔn)備質(zhì)量不充分風(fēng)險(xiǎn)的校準(zhǔn)曲線

圖5 諾莫圖預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)驗(yàn)證組患者腸道準(zhǔn)備質(zhì)量不充分風(fēng)險(xiǎn)的校準(zhǔn)曲線

2.6 繪制決策性曲線圖評(píng)估使用預(yù)測(cè)模型患者獲益情況

在諾莫圖預(yù)測(cè)模型的基礎(chǔ)上繪制決策性曲線圖(DCA)(見(jiàn)圖 6)，結(jié)果顯示，當(dāng)預(yù)測(cè)概率為0.15～0.96，使用諾莫圖預(yù)測(cè)腸道準(zhǔn)備質(zhì)量的患者可獲益，在驗(yàn)證組中發(fā)現(xiàn)當(dāng)預(yù)測(cè)概率為0.10～0.98時(shí)，使用諾莫圖預(yù)測(cè)腸道準(zhǔn)備質(zhì)量的患者可獲益(圖7)，具有一定的臨床意義。

圖6 諾莫圖預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)建模組患者腸道準(zhǔn)備質(zhì)量不充分風(fēng)險(xiǎn)的決策曲線(DCA)

圖7 諾莫圖預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)驗(yàn)證組患者腸道準(zhǔn)備質(zhì)量不充分風(fēng)險(xiǎn)的決策曲線(DCA)

3 討論

本研究通過(guò)單因素及多因素Logistic回歸分析，篩選出5個(gè)獨(dú)立影響因素，并以此建立腸道準(zhǔn)備質(zhì)量的預(yù)測(cè)模型。ROC曲線下面積(AUC)可用來(lái)判斷模型對(duì)某事件結(jié)局的區(qū)分能力，AUC數(shù)值在0.7至0.9之間時(shí)被認(rèn)為具有中等區(qū)分能力，本文建立ROC曲線提示建模組及驗(yàn)證組AUC分別為0.866及0.770，具有較好的區(qū)分能力，經(jīng)Hosmer-Lemeshow檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)真實(shí)數(shù)據(jù)擬合情況，結(jié)果提示平均絕對(duì)誤差小，具有較好的準(zhǔn)確度。決策風(fēng)險(xiǎn)曲線圖提示該模型具有較為廣泛的閾值概率，該模型具有較好的實(shí)用性，患者可從中獲益。

衡量結(jié)腸鏡檢查是否充分的質(zhì)量指標(biāo)包括盲腸插管率和腺瘤檢出率，這些指標(biāo)均受腸道準(zhǔn)備的影響[11-12]，腸道準(zhǔn)備不足對(duì)腺瘤檢出率有負(fù)面影響，腺瘤檢出率低或漏診是間隔期結(jié)腸癌和死亡率的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[13-15]，有研究表明，如果因腸道準(zhǔn)備不佳而錯(cuò)過(guò)晚期腺瘤的患者中有1%～2%的患者不及時(shí)復(fù)查結(jié)腸鏡，即可導(dǎo)致每1 000名患者中增加0.2～1.4例結(jié)直腸癌[16]。在波蘭，一項(xiàng)納入165 000名根據(jù)結(jié)腸癌篩查計(jì)劃進(jìn)行結(jié)腸鏡檢查的患者的研究證明，只有高質(zhì)量的檢查才能降低結(jié)腸癌的風(fēng)險(xiǎn)[17]。Rex等[18]的一項(xiàng)研究估計(jì)，腸道準(zhǔn)備不充分會(huì)使結(jié)腸鏡檢查成本增加12%～22%。目前的指南建議在腸道準(zhǔn)備質(zhì)量不佳時(shí)盡早進(jìn)行重復(fù)結(jié)腸鏡檢查[19]。結(jié)腸鏡檢查前準(zhǔn)備不足是內(nèi)鏡檢查面臨的一個(gè)重大問(wèn)題。潛在的經(jīng)濟(jì)成本和病人不適都是巨大的。一項(xiàng)納入244例患者的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，年齡每增長(zhǎng)一歲，腸道準(zhǔn)備質(zhì)量不佳的風(fēng)險(xiǎn)增長(zhǎng)2.6%[20]，從本次研究的諾莫圖中可得出，年齡每增長(zhǎng)10歲，對(duì)應(yīng)的Points數(shù)值增加約8分。老年人腸道準(zhǔn)備不足的比例高，這可能歸因于各種生理、認(rèn)知和功能因素[21-22]，如對(duì)服藥方案可能存在理解錯(cuò)誤，對(duì)清腸藥物的耐受能力較差，胃腸運(yùn)動(dòng)功能下降等。本次研究發(fā)現(xiàn)排便次數(shù)影響腸道準(zhǔn)備質(zhì)量，排便次數(shù)與排便總量往往呈正比關(guān)系，排便次數(shù)多，則提示殘留在腸道內(nèi)糞便少，另一方面，排便次數(shù)也反映了患者腸道運(yùn)動(dòng)功能。已有多項(xiàng)研究表明糖尿病被認(rèn)為是腸道準(zhǔn)備不良的主要原因之一，也是重復(fù)結(jié)腸鏡檢查的潛在原因[23]。糖尿病會(huì)改變患者的胃腸道運(yùn)動(dòng)功能，這可能會(huì)導(dǎo)致腸內(nèi)容物運(yùn)輸時(shí)間延遲和便秘癥狀，但運(yùn)動(dòng)障礙的確切發(fā)病機(jī)制尚不清楚。另一方面，在結(jié)腸鏡檢查的準(zhǔn)備過(guò)程中，糖尿病患者面臨改變飲食、改變降糖藥物的使用方案、糖尿病相關(guān)并發(fā)癥等諸多風(fēng)險(xiǎn)，這些包括低血糖、水和電解質(zhì)失衡、腎功能不全、乳酸酸中毒和酮癥酸中毒等。一項(xiàng)前瞻性、盲法研究比較了健康成年人與接受胰島素或口服降糖藥物治療的糖尿病患者在結(jié)腸鏡檢查前腸道清潔的效果[24]，結(jié)果表明在健康人群中有97%的參與者被評(píng)為腸道準(zhǔn)備充分，而在糖尿病患者僅為62%。健康人群組中沒(méi)有一例需要重復(fù)結(jié)腸鏡檢查，而9%的糖尿病患者由于腸道清潔質(zhì)量不足而需轉(zhuǎn)診復(fù)查。此外，與非糖尿病患者相比，糖尿病患者無(wú)論胰島素使用、血糖控制情況或有無(wú)糖尿病神經(jīng)病變，對(duì)聚乙二醇制劑的反應(yīng)均較差。 Mahmood等[25]的一項(xiàng)薈萃分析報(bào)告稱無(wú)論腸道準(zhǔn)備的方案如何，糖尿病均是腸道準(zhǔn)備不充分的危險(xiǎn)因素。Gandhi等[26]在納入了67項(xiàng)研究的系統(tǒng)回顧和Meta分析提示，糖尿病對(duì)腸道準(zhǔn)備不足的優(yōu)勢(shì)比(OR)為1.79(95%可信區(qū)間[CI] 1.54～2.09;P=0.001;I2=54%)。本研究提示，糖尿病對(duì)腸道準(zhǔn)備不足的優(yōu)勢(shì)比為3.312，在諾莫圖中得21分。在單因素分析中，高血壓史與腸道準(zhǔn)備不充分顯著相關(guān)，然而，在多因素分析中，這種影響消失了，因?yàn)椴糠钟懈哐獕菏返幕颊咄瑫r(shí)有糖尿病史。便秘是胃腸運(yùn)動(dòng)障礙的一種表現(xiàn)，可能與多種因素有關(guān)，包括服用阿片類藥物、抗抑郁藥等，無(wú)論是前瞻性或是回顧性研究，均發(fā)現(xiàn)便秘是腸道準(zhǔn)備不足的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[6]。不充分的腸道準(zhǔn)備可使住院時(shí)間增加約25%，費(fèi)用增加30%，另一方面，本研究發(fā)現(xiàn)住院時(shí)間亦是腸道準(zhǔn)備質(zhì)量的獨(dú)立影響因素。據(jù)報(bào)道，有超過(guò)40%的病人住院期間出現(xiàn)便秘癥狀[27]。Fuccio等[28]發(fā)現(xiàn)住院時(shí)間≥7 d的患者結(jié)腸清潔不充分的風(fēng)險(xiǎn)更高，Garber等[29]研究發(fā)現(xiàn)新發(fā)便秘多在入院后2～3 d發(fā)生，且與住院時(shí)間較長(zhǎng)顯著相關(guān)，可能與患者在院內(nèi)活動(dòng)量少，且住院時(shí)間越長(zhǎng)，情緒越可能產(chǎn)生焦慮相關(guān)，從而影響了胃腸功能。本研究發(fā)現(xiàn)，住院時(shí)間每增加1天，腸道準(zhǔn)備不充分的風(fēng)險(xiǎn)增加0.946倍，在對(duì)應(yīng)的Points數(shù)值增加約11分，這也提示我們，入院后若除外禁忌，建議盡快安排腸道準(zhǔn)備。

本研究具有一定的局限性，納入病例的患者雖均告知嚴(yán)格遵守了腸道準(zhǔn)備流程，但據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，約有30%的腸道準(zhǔn)備不良患者在結(jié)腸鏡檢查前沒(méi)有完全遵循醫(yī)囑[30]。其次，本研究所選病例均來(lái)自同一家醫(yī)療機(jī)構(gòu)，屬于單中心研究，數(shù)據(jù)量較小，病例上存在選擇偏倚，后續(xù)可行多中心、更大樣本量的研究。