重型顱腦創(chuàng)傷急診去骨瓣減壓手術(shù)臨床預(yù)后預(yù)測模型的開發(fā)及驗證評價

摘要：目的" 構(gòu)建重型顱腦損傷患者急診行去骨瓣減壓的預(yù)后預(yù)測模型并進(jìn)行評價和驗證。方法" 對2015年1月-2021年1月在贛州市人民醫(yī)院等5家醫(yī)院的重型顱腦損傷患者臨床資料進(jìn)行回顧性分析。觀察患者術(shù)后6個月的結(jié)局，以GOS評分1～2分為不良預(yù)后，通過對建模數(shù)據(jù)集進(jìn)行單因素和多因素Logistic回歸分析，明確去骨瓣減壓術(shù)后6個月不良預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測因素。利用R語言編程構(gòu)建術(shù)后6個月內(nèi)不良預(yù)后的早期預(yù)測模型，并對模型進(jìn)行評價和驗證。結(jié)果" 最終有386例患者納入研究，隨機(jī)分為建模組286例，驗證組100例。建模數(shù)據(jù)集6個月內(nèi)總體不良預(yù)后率為55.59%。年齡、GCS、失血量＞750 ml、環(huán)池消失、術(shù)中低血壓，以及APTT＞36 s是重型顱腦損傷患者行急診去骨瓣減壓術(shù)后6個月不良預(yù)后的獨(dú)立影響因素（P＜0.05）。利用預(yù)測因素構(gòu)建了預(yù)測模型，經(jīng)評價和驗證，提示模型均具備良好的區(qū)分能力，校準(zhǔn)度。結(jié)論" 基于顱腦損傷去骨瓣減壓術(shù)后6個月總體不良預(yù)后的預(yù)測因素構(gòu)建的預(yù)測模型，以預(yù)測列線圖的方式展示，驗證結(jié)果優(yōu)良，可應(yīng)用于臨床。預(yù)測模型有助于指導(dǎo)醫(yī)師臨床決策，也可作為個體化治療方案的參考。

關(guān)鍵詞：顱腦創(chuàng)傷；去骨瓣減壓；危險因素；預(yù)測模型

中圖分類號：R651.1+5" " " " " " " nbsp; " " " " " " " " " nbsp; 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " " " " " " " " " " " DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2024.18.005

文章編號：1006-1959（2024）18-0025-06

Abstract：Objective" To construct a predictive model for the prognosis of emergency decompressive craniectomy in patients with severe craniocerebral injury and to evaluate and verify it.Methods" The clinical data of patients with severe craniocerebral injury in 5 hospitals including Ganzhou People's Hospital from January 2015 to January 2021 were retrospectively analyzed. The outcome of patients at 6 months after operation was observed， and the GOS score 1-2 was divided into poor prognosis. Univariate and multivariate Logistic regression analysis was performed on the modeling data set to identify the independent predictors of poor prognosis at 6 months after decompressive craniectomy. The early prediction model of poor prognosis within 6 months after operation was constructed by R language programming， and the model was evaluated and verified.Results" A total of 386 patients were included in the study and randomly divided into the modeling group （286 patients） and the validation group （100 patients）. The overall poor prognosis rate of the modeling data set within 6 months was 55.59%. Age， GCS， blood lossgt;750 ml， disappearance of ambient cistern， intraoperative hypotension， and APTTgt;36 s were independent influencing factors for poor prognosis at 6 months after emergency decompressive craniectomy in patients with severe craniocerebral injury （Plt;0.05）. The prediction model was constructed by using the predictive factors. After evaluation and verification， it was suggested that the model had good discrimination ability and calibration.Conclusion" The predictive model based on the predictive factors of overall poor prognosis at 6 months after decompressive craniectomy for craniocerebral injury is displayed in the form of predictive nomogram， and the verification results are excellent and can be applied to clinical practice. The prediction model is helpful to guide the doctor's clinical decision-making and can also be used as a reference for individualized treatment plan.

Key words：Traumatic brain injury;Decompressive craniectomy;Risk factors;Prediction model

顱腦損傷（traumatic brain injury， TBI）是外傷性致死的主要原因，給患者及其家庭帶來了沉重的負(fù)擔(dān)[1-3]。傷后出現(xiàn)顱內(nèi)顯著血腫、腦腫脹等因素會導(dǎo)致顱壓增高甚至腦疝，開顱急診手術(shù)并去骨瓣減壓（decompressive craniectomy， DC）成為了唯一可能挽救其生命的措施[4-6]。當(dāng)前，醫(yī)師判斷急診入院擬行DC的患者是否能在手術(shù)后存活或者清醒，往往根據(jù)的是經(jīng)驗，并非循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。因此，構(gòu)建預(yù)后早期預(yù)測模型，有助于更好的進(jìn)行圍手術(shù)期風(fēng)險評估，以及與患者家屬建立有效的溝通，輔助家屬做出決策?；谝陨洗嬖诘膯栴}，本研究借助于醫(yī)聯(lián)體資源共享整合這一現(xiàn)有的優(yōu)越政策條件，進(jìn)行一項多中心的研究，構(gòu)建患者行DC術(shù)后6個月不良預(yù)后的早期預(yù)測模型并進(jìn)行了驗證，現(xiàn)報道如下。

1資料與方法

1.1一般資料" 本研究已經(jīng)通過贛州市人民醫(yī)院倫理委員會審批，同意函編號：TY-ZKY2021-004-01。模型的開發(fā)所使用的建模數(shù)據(jù)集來源于2015年1月-2021年1月贛州市人民醫(yī)院、會昌縣人民醫(yī)院、上猶縣人民醫(yī)院、寧都縣人民醫(yī)院、瑞金市人民醫(yī)院的重型顱腦損傷病例。納入標(biāo)準(zhǔn)：入組的TBI患者實施手術(shù)為急診DC（傷后24 h以內(nèi)實施），其目的為早期清除顱內(nèi)的占位性血腫，并去骨瓣減壓或緩解腦疝患者的顱高壓。排除標(biāo)準(zhǔn)：①行后顱窩去骨瓣減壓手術(shù)者以及開放性顱腦損傷手術(shù)者；②合并嚴(yán)重的基礎(chǔ)疾病者；③并發(fā)嚴(yán)重腦干原發(fā)性損傷患者，雙側(cè)大面積腦梗死者，呼吸循環(huán)衰竭，但家屬強(qiáng)烈要求手術(shù)的患者；④在外院已經(jīng)行了開顱手術(shù)者。經(jīng)篩選，贛州市人民醫(yī)院301例，會昌縣人民醫(yī)院33例，寧都縣人民醫(yī)院31例，瑞金市人民院24例，上猶縣人民醫(yī)院15例，共405例行急診DC的患者，排除19例6個月內(nèi)失訪患者，最終有386例患者納入研究。

1.2方法

1.2.1數(shù)據(jù)收集及結(jié)局變量的定義" 記錄患者術(shù)后6個月情況，隨訪內(nèi)容包括患者生命體征、并發(fā)癥、GOS評分。采集資料包括年齡、性別等基本信息，格拉斯哥昏迷評分（Glasgow Coma Scale， GCS），瞳孔狀態(tài)，有無缺氧，創(chuàng)傷嚴(yán)重程度評分（The Injury Severity Score， ISS），術(shù)中失血量，術(shù)中血壓等臨床信息；影像學(xué)（computed tomography， CT）特征及實驗室輔助檢查結(jié)果，包括血紅蛋白（hemoglobin， HB）（單位：g/L）、血小板（platelet， PLT）（單位：109/L）、部分活化部分凝血酶原時間（activated partial thromboplastin time， APTT）（單位：s）、血糖（單位：mmol/L）、血鈣（單位：mmol/L）。結(jié)局指標(biāo)為6個月的GOS評分，1～2分為嚴(yán)重不良預(yù)后。

1.2.2預(yù)測模型的構(gòu)建" 納入研究的患者隨機(jī)拆分為建模數(shù)據(jù)集及內(nèi)部驗證數(shù)據(jù)集，其中建模人群占總?cè)巳?0%，驗證人群占30%。將建模數(shù)據(jù)集進(jìn)行單因素分析初步篩選與結(jié)局存在潛在相關(guān)性的因素，再采用二元Logistic逐步回歸法，逐步方法為前進(jìn)法（Forward：LR）。得出TBI患者行急診DC術(shù)后6個月不良預(yù)后的早期獨(dú)立預(yù)測因素之后，再使用R語言的“rms”程序包構(gòu)建預(yù)測模型。

1.2.3預(yù)測模型的評價及驗證" 構(gòu)建模型后，對模型的性能進(jìn)行評價以及驗證，觀察預(yù)測模型整體能力的強(qiáng)弱，以及是否具備可移植性。模型的評價和驗證包含了預(yù)測模型的區(qū)分能力及擬合優(yōu)度（校準(zhǔn)度）這兩個方面。區(qū)分能力的評價和驗證通過計算模型的C-統(tǒng)計量，繪制模型的ROC曲線來實現(xiàn)；而預(yù)測模型的校準(zhǔn)度的評價則是通過1000次重復(fù)抽樣法后得到的模型的風(fēng)險預(yù)測值所繪制的校準(zhǔn)曲線圖直觀的展現(xiàn)。

1.3統(tǒng)計學(xué)方法" 使用多個統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。其中，數(shù)據(jù)集的Kolmogorov-Smirnov正態(tài)性檢驗、自變量的單因素分析、多因素Logistic回歸分析均使用SPSS 22.0完成。其中不符合正態(tài)分布的數(shù)值型變量使用[M（Q25，Q75）]來描述，組間比較采取非參數(shù)檢驗方式。非連續(xù)變量則采取[n（%）]表示，組間比較采?。孔?檢驗方式。ROC曲線制圖分析使用MedCalc Version 15.8來完成。而模型的構(gòu)建、評價、風(fēng)險預(yù)測列線圖開發(fā)、驗證等主要的統(tǒng)計方法則使用R for Windows Version 3.6.1編程完成。

2結(jié)果

2.1單因素結(jié)果" 386例患者中，建模組286例，驗證組100例。以術(shù)后6個月預(yù)后情況（是否嚴(yán)重預(yù)后不良）為因變量做單因素分析，分析自變量結(jié)局變量的潛在相關(guān)性。結(jié)果顯示，非嚴(yán)重不良組和嚴(yán)重不良組年齡、GCS、瞳孔、術(shù)前缺氧、ISS評分、硬膜下血腫、硬膜外血腫、環(huán)池消失、失血量、術(shù)中低血壓、APTT、血糖比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），兩組余指標(biāo)比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

2.2多因素Logistic回歸分析" 在對6個月不良預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測因素進(jìn)行多因素分析前，對年齡、GCS、HB、APTT、血糖進(jìn)行分類。對候選自變量進(jìn)行二元Logistic回歸分析。多因素Logistic回歸分析結(jié)果顯示，年齡（P=0.002）、GCS（P＜0.001）、失血量＞750 ml（P=0.022）、環(huán)池消失（P＜0.001）、術(shù)中低血壓（P=0.046）、APTT＞36 s（P=0.029）是TBI患者行Ⅰ期DC后6個月不良預(yù)后的獨(dú)立影響因素，Logistic回歸分析的詳細(xì)結(jié)果見表2。

2.3早期預(yù)測模型的構(gòu)建及評價" 預(yù)測模型的區(qū)分能力評價即模型的C-統(tǒng)計量，繪制模型的ROC曲線。模型的C-統(tǒng)計量結(jié)果提示AUC=0.898。預(yù)測模型的ROC曲線見圖1。其次進(jìn)行預(yù)測模型擬合優(yōu)度（校準(zhǔn)度）的評價，校準(zhǔn)曲線圖如圖2?？梢灾庇^的看出預(yù)測模型校準(zhǔn)曲線與對角參考線的重合度均較高，擬合優(yōu)度好。

2.4預(yù)測模型的驗證" 預(yù)測模型的區(qū)分能力驗證結(jié)果見圖3。結(jié)果顯示模型代入驗證數(shù)據(jù)后計算的C-統(tǒng)計量略上升，模型在驗證時的區(qū)分能力增加。其次進(jìn)行預(yù)測模型擬合優(yōu)度（校準(zhǔn)度）的驗證如圖4所示。在引入了驗證數(shù)據(jù)集之后，模型的校準(zhǔn)曲線接近參考線，模型在驗證時有較好的擬合優(yōu)度。

2.5不良預(yù)后的預(yù)測列線圖構(gòu)建" 預(yù)測模型的列線圖見圖5，通過每一項指標(biāo)的分值，相加之后可以得到總分值，總分值的垂直線與最下方的預(yù)測概率軸相交的點(diǎn)，即患者不良預(yù)后的預(yù)測值。

3討論

DC是目前顱腦損傷最常見的手術(shù)之一，然而急診DC術(shù)后也時常伴隨著較高的死亡率和致殘率，預(yù)后情況常依靠經(jīng)驗判斷。顱腦損傷的預(yù)后預(yù)測模型可在早期對患者的預(yù)后做出預(yù)判，具有重要的指導(dǎo)意義。目前，顱腦損傷最著名的預(yù)測模型有兩個：IMPACT模型和CRASH模型[7，8]。雖然模型在西方應(yīng)用時間久，范圍廣，但由于我國的醫(yī)療制度、診療程序等與西方國家還是存在一定差別，直接應(yīng)用西方的顱腦損傷預(yù)測模型結(jié)果將會產(chǎn)生不少的誤差。

本研究基于醫(yī)聯(lián)體多中心數(shù)據(jù)，構(gòu)建了重型顱腦損傷行急診去骨瓣減壓術(shù)后6個月不良預(yù)后的風(fēng)險預(yù)測模型，并以預(yù)測列線圖的方式直觀表達(dá)，可以應(yīng)用于臨床。在構(gòu)建模型之前，多因素分析提示了年齡、GCS、環(huán)池消失、失血量、術(shù)中低血壓、APTT與TBI患者行急診DC后6個月內(nèi)不良預(yù)后密切相關(guān)。年齡是本研究中第一個影響因素，關(guān)于年齡對于預(yù)后的影響，已經(jīng)有一些國內(nèi)外學(xué)者在研究中闡明。Barthélemy EJ等[9]的研究分析了患者出院時、傷后6個月和1年的死亡率及GOS，并且分析了導(dǎo)致預(yù)后不良的因素，結(jié)果表明，當(dāng)年齡小于50歲時，患者的死亡率明顯降低，GOS評分明顯升高。老年患者多患有一些基礎(chǔ)疾病，這些疾病在DC術(shù)后容易加重，并且演變?yōu)閲?yán)重的術(shù)后并發(fā)癥，影響患者的預(yù)后[10-12]。此外，相比于年輕患者，老年患者的神經(jīng)可塑性、對缺血缺氧的耐受程度均較差。類似相關(guān)因素使得老年患者非常難以在重型顱腦創(chuàng)傷中恢復(fù)。值得注意的是，在臨床上，兒童患者與老年患者存在一定的相似性，對于創(chuàng)傷的耐受度較差，但兒童患者一旦從創(chuàng)傷及手術(shù)中存活下來，那么基于兒童強(qiáng)大的神經(jīng)可塑性和神經(jīng)再生能力，往往能獲得超出預(yù)期的恢復(fù)效果[13]。

本研究中，GCS評分是6個月總體不良預(yù)后的預(yù)測因素之一，尤其是GCS≤5分時，與不良預(yù)后有強(qiáng)的相關(guān)性。極低的GCS評分往往代表著患者腦干功能處于不佳的狀態(tài)，一般伴隨著瞳孔的對光反射消失及不良的影像學(xué)特征，此類患者即使存活，有時很難恢復(fù)到較好的狀態(tài)。GCS評分對于預(yù)后的影響顯而易見，并且在臨床對于術(shù)前深度昏迷的患者，很多時候會做出長期不良預(yù)后的預(yù)判。因為極低的GCS評分往往代表著患者處于腦疝晚期或者腦干功能衰竭的狀態(tài)，同時又常伴隨著瞳孔的對光反射消失，環(huán)池的顯著受壓及消失[14-16]。通常情況下，雙側(cè)瞳孔的擴(kuò)大固定往往意味著非常差的結(jié)局，即使這些患者及時行去骨瓣減壓手術(shù)，也難以恢復(fù)神經(jīng)功能，甚至術(shù)后早期死亡。這樣的結(jié)果通常在臨床上帶來一個爭議：雙瞳孔散大的患者預(yù)后如此之差，那么手術(shù)的意義何在？事實在臨床上經(jīng)常會面臨這樣的患者，有時候家屬強(qiáng)烈要求對這些患者實施“無意義”的手術(shù)，更多的時候需要在情感、倫理、有限的醫(yī)療資源等方面做出平衡。

已有一些文獻(xiàn)闡述了顱腦損傷后凝血功能異常與不良預(yù)后密切相關(guān)[17，18]。顱腦損傷后凝血功能異常通常指的是PLT、PT、INR或FIB等一種或多種凝血功能指標(biāo)的異常[19]。本研究結(jié)果表明，只有APTT這個因素是不良預(yù)后的獨(dú)立危險因素。不過值得注意的一點(diǎn)是，與其他一些危險因素不同，凝血功能的異常是可以被糾正的。因此，術(shù)前對于此類高?；颊呖梢圆扇≥斪⑿迈r血漿、補(bǔ)充凝血因子等手段在有限的時間內(nèi)進(jìn)行治療，盡量糾正其凝血功能異常。本研究發(fā)現(xiàn)，術(shù)中失血量增加也是導(dǎo)致不良預(yù)后的預(yù)測因素之一。然而，目前鮮有文獻(xiàn)提及失血量對于DC術(shù)后患者預(yù)后的影響。臨床上，急診去骨瓣減壓手術(shù)是出血高風(fēng)險的手術(shù)操作，隨著手術(shù)的進(jìn)行，不斷增加的失血量不僅使得血流動力學(xué)惡化，也會導(dǎo)致凝血因子不斷消耗，使得凝血功能異常，導(dǎo)致嚴(yán)重不良后果[20]。此外，如果在實施手術(shù)時動作不夠輕，開顱時損傷矢狀竇或者竇旁的蛛網(wǎng)膜顆粒會導(dǎo)致大量失血。此外，還有可能存在一些隱蔽性的失血情況，比如頭皮、硬膜外，肌肉的緩慢滲血，隨著手術(shù)時間增加，最終可能導(dǎo)致數(shù)百毫升的失血量。因此，如何有效避免術(shù)中不必要的失血量增加，也是每一例創(chuàng)傷神經(jīng)外科醫(yī)師需要關(guān)注的重點(diǎn)之一。

綜上所述，本研究所構(gòu)建的TBI患者行急診DC后6個月不良預(yù)后預(yù)測模型總體性能比較優(yōu)良，可應(yīng)用于臨床。但在臨床實踐中，應(yīng)該將其視為一種“預(yù)警信號”。利用預(yù)測模型輔助臨床醫(yī)師做出預(yù)判和引起相應(yīng)的重視，同時輔助患者家屬做出決策。然而本研究還存在一定的局限性，隨著后續(xù)研究進(jìn)行，不斷納入新的患者資料，預(yù)測模型將逐漸完善和豐富，新的預(yù)測因素也將加入，最終使得模型不斷被優(yōu)化，從而達(dá)到更為精準(zhǔn)預(yù)測的目的。

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收稿日期：2023-08-26；修回日期：2023-09-22

編輯/肖婷婷

基金項目：江西省科技廳重點(diǎn)研發(fā)計劃——一般項目（編號：20203BBGL73174）

作者簡介：唐知己（1984.11-），男，江西贛州人，博士，副主任醫(yī)師，主要從事顱腦損傷以及功能神經(jīng)外科研究