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急性缺血性脑卒中病人吞咽障碍风险预测模型的构建与验证

2024-09-09 55 上传者：管理员

摘要：目的:探讨急性缺血性脑卒中（AIS）病人发生吞咽障碍的危险因素，构建列线图风险预测模型并进行验证。方法:采用便利抽样法，选取2023年2月—10月在重庆市某三级甲等医院神经内科住院的644例AIS病人，分为建模组（n=448）和验证组（n=196）,采用Logistic回归分析建立预测模型并绘制列线图，以Bootstrap法进行内部验证，验证集行外部验证；采用ROC曲线下面积、Hosmer-Lemeshow检验、C-index、校准曲线以及临床决策曲线评估模型的预测价值。结果:年龄≥60岁、NIHSS评分≥7分、脑干梗死、病灶多发、肢体最差肌力≤3级是AIS病人吞咽障碍的独立影响因素。列线图模型验证结果显示：建模集和验证集的AUC分别为0.83,0.80;C-index分别为0.82,0.78;Hosmer-Lemeshow拟合优度检验分别为χ2=5.05,P=0.65;χ2=12.30,P=0.14;两校准曲线基本吻合且斜率接近1;决策曲线结果显示阈值概率范围在0.00～0.89时，临床净收益较大。结论:本研究构建的列线图模型具有较好的预测能力，可为早期识别与管理AIS吞咽障碍病人提供依据。

关键词：
列线图
吞咽障碍
急性缺血性脑卒中
护理
预测模型
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吞咽障碍是缺血性脑卒中病人常见的功能障碍之一，发病率为28%～78%[1-3],可引起肺炎、营养不良、脱水甚至死亡等一系列严重并发症[4-5]。早期实施吞咽功能评估是预防吞咽障碍引起的相关并发症、改善病人不良结局的关键[6-7]。由于多数急性缺血性脑卒中(acute ischemic stroke, AIS)病人未进行吞咽造影检查(金标准),部分病人在接受吞咽功能筛查前已进食或进水，无法提前预警。因此，诸多研究者对AIS病人发生吞咽障碍的危险因素进行探讨[8-10]。由于吞咽障碍的危险因素较多，护理人员无法全面、直观地利用危险因素对病人进行准确预测。因此，本研究拟探讨AIS病人发生吞咽障碍的危险因素，构建直观、可视化的列线图风险预测模型，为早期识别与管理AIS病人吞咽障碍提供依据。

1、对象与方法

1.1 研究对象

样本量的确定依据Meng等[2]Meta分析结果，亚洲脑卒中病人吞咽障碍发生率为36.3%,纳入模型的自变量数目为11个。使用Logistic自变量事件数法[11]计算样本量，样本量至少为自变量数目的5～10倍，考虑10%～20%的失访率，构建模型的样本量为11×10×(1+20%)÷36.3%=364(例),建模组与验证组人数分配比例为7∶3,验证组样本量计算为156例。本研究为回顾性研究，采用便利抽样法选取2023年2月—4月在重庆市某三级甲等医院神经内科住院的AIS病人448例(70%)为建模组，2023年5月—10月住院的AIS病人196例(30%)为验证组。纳入标准：符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南(2018)》[12]的诊断标准。排除标准：1)既往有吞咽障碍病史者；2)明确因其他疾病导致吞咽功能受损者；3)合并感觉性失语者；4)既往有精神病史或合并认知、意识障碍者；5)本研究所需资料不完整者。

1.2 研究方法

1.2.1 吞咽障碍判定方法

依据病人入院48 h内洼田饮水实验和容积-黏度测试(volume-viscosity swallow test, V-VST)结果判定是否发生吞咽障碍：洼田饮水实验Ⅰ级则判定为吞咽障碍阴性，Ⅱ级则进一步查看V-VST结果，若吞咽安全性或有效性受损，则判定为吞咽障碍阳性，否则为阴性；Ⅲ级以上则判定为吞咽障碍阳性[13]。

1.2.2 资料收集方法

通过文献查阅、研究小组讨论结合本院电子病历系统获取资料筛选AIS病人吞咽障碍的预测因子。最终筛选出11个候选因子，包括病人的一般资料(性别、年龄、高血压史、糖尿病史、冠心病史、吸烟史、饮酒史)、入院48 h内疾病相关资料[肢体最差肌力、美国国立卫生研究院卒中量表(National Institute Health Stroke Scale, NIHSS)评分]、入院48 h内影像学检查结果[脑干梗死、病灶多发(病灶数量>1个)]。由2名硕士研究生通过电子病历系统收集相关资料。

1.2.3 统计学方法

采用Epidata软件双人录入数据，采用R软件进行统计分析。符合正态分布的定量资料采用均数±标准差

描述，组间比较采用t检验；定性资料采用例数、百分比(%)进行描述，组间比较采用χ2检验。将单因素分析中差异有统计学意义(P<0.05)的自变量纳入多因素Logistic回归分析，构建模型(向后似然比法)。采用列线图进行模型可视化，使用重复抽样法(Bootstrap)进行内部验证，验证组数据进行外部验证，采用Hosmer-Lemeshow(H-L)检验模型拟合度，受试者操作特征(ROC)曲线下面积(area under the curve, AUC)评价预测效能，计算一致性指数(C-index)并绘制校准曲线评估模型精确度，绘制临床决策曲线评估模型的临床应用价值。

2、结果

2.1 研究对象的一般资料

本研究共纳入644例病人，其中男413例，女231例；年龄(68.16±11.79)岁。建模组448例，男287例，女161例；年龄(67.72±11.95)岁，166例(37.1%)病人发生吞咽障碍。验证组196例，男126例，女70例；年龄(69.17±11.39)岁，72例(36.7%)病人发生吞咽障碍。

2.2 建模组AIS病人发生吞咽障碍的单因素分析

单因素分析结果显示，年龄、高血压史、肢体最差肌力、NIHSS评分、脑干梗死以及病灶多发6个变量为AIS病人发生吞咽障碍的影响因素。见表1。

表1建模组AIS病人发生吞咽障碍的单因素分析单位：例

2.3 建模组AIS病人发生吞咽障碍的多因素分析

根据单因素分析结果，将有统计学意义的6个变量(年龄、高血压史、NIHSS评分、脑干梗死、病灶多发、肢体最差肌力)纳入Logistic回归分析。自变量赋值如下。年龄：<60岁=0,≥60岁=1;高血压史：无=0,有=1;肢体最差肌力：>3级=0,≤3级=1;NIHSS评分<7分=0,≥7分=1;脑干梗死：无=0,有=1;病灶多发：无=0,有=1。Logistic回归分析结果显示，年龄≥60岁、NIHSS评分≥7分、脑干梗死、病灶多发、肢体最差肌力≤3级是AIS病人吞咽障碍的独立危险因素，见表2。

表2建模组AIS病人吞咽障碍的Logistic回归分析

2.4 AIS病人吞咽障碍风险列线图预测模型的构建

根据进入回归模型中的独立危险因素构建AIS病人吞咽障碍风险预测模型，列线图见图1。列线图结果显示，年龄<60岁=0分，≥60岁=48分；NIHSS评分<7分=0分，≥7分=63分；脑干梗死，无=0分，有=80分；病灶多发，无=0分，有=33分；肢体最差肌力>3级=0分；≤3级=100分。模型总分为各项评分之和，总分对应的预测概率则为该病人发生吞咽障碍的预测概率。

图1 AIS病人吞咽障碍风险预测列线图

2.5 AIS病人吞咽障碍风险列线图预测模型的验证

采用Hosmer-Lemeshow检验模型拟合度，建模组χ2=5.05,P=0.65;验证组：χ2=12.30,P=0.14,表明该模型拟合度较好；绘制预测模型的ROC曲线评估模型的区分度，建模组AUC为0.83[95%CI(0.79,0.87)],验证组AUC为0.80[95%CI(0.73,0.87)],表明该模型区分度较好。见图2、图3。采用Bootstrap法重复抽样1 000次对模型进行内部验证，结果显示建模组C-index为0.82,验证组C-index为0.78,建模组和验证组校准曲线斜率均接近1且基本吻合。见图4、图5。决策曲线结果显示阈值概率范围在0.00～0.89时，使用列线图预测AIS病人吞咽障碍的临床净收益较大。见图6。所有验证结果均表明本研究构建的列线图预测模型的精确度较好。

图2建模组列线图预测模型的ROC曲线

图3验证组列线图预测模型的ROC曲线

图4建模组列线图预测模型的校准曲线

图5验证组列线图预测模型的校准曲线

图6临床决策曲线图

3、讨论

3.1 构建AIS病人吞咽障碍风险预测模型的意义

《中国卒中吞咽障碍与营养管理手册》建议，急性脑卒中病人进食第一口食物和水前(入院24 h内)需进行吞咽功能筛查，以确定其是否需进行床旁评估或仪器检查[14]。Joundi等[15]调查显示，有19.2%的AIS病人未接受吞咽功能筛查；病情越轻的病人吞咽功能筛查遗漏率越高；未接受吞咽障碍筛查的病人肺炎发生率增加3.71倍、1年死亡率增加1.42倍。AIS病人吞咽障碍的早期识别和管理有助于降低病人的死亡率及肺部感染率[16]。目前，急性脑卒中病人吞咽障碍筛查方法尚无统一、公认的标准[14]。本研究构建的列线图风险预测模型将AIS病人发生吞咽障碍的各项危险因素可视化，可直观、快速地对AIS病人进行个体化评价，并预测吞咽障碍的发生概率，对临床护理人员及时识别吞咽障碍高危病人并采取有效的干预措施具有重要意义。

3.2 AIS病人发生吞咽障碍的影响因素

本研究结果显示，老年人(年龄≥60岁)更易发生吞咽障碍(OR=2.536),与Bomze等[17]的研究结果一致；随着年龄增长，老年人肌张力降低会引起咀嚼和吞咽功能下降，从而导致吞咽功能异常[18]。本研究发现，NIHSS评分≥7分的病人更易发生吞咽障碍(OR=3.384)。NIHSS评分是衡量脑卒中病人神经功能损伤严重程度的指标。目前，诸多研究将NIHSS评分作为脑卒中后吞咽困难的预测因子[19-20],分析原因可能为：NIHSS评分多个条目都与病人吞咽功能有密切联系[10]。既往也有研究显示，NIHSS评分与病人发生吞咽障碍的风险呈正相关[21-22],表明疾病的严重程度是脑梗死病人吞咽困难的预测因子[23]。本研究结果显示，脑干梗死病人较其他部位的AIS病人发生吞咽障碍的风险更高(OR=4.788)。可能的原因为：脑干的孤束核及其周围网状结构组成的背侧区域、疑核及其周围网状结构构成的腹侧区域为吞咽过程的启动和整合中心，若损害会导致严重的吞咽障碍[24-25]。AIS多发性病灶病人更易发生吞咽障碍(OR=1.920),这可能与大面积脑梗死更易损伤与吞咽功能相关的神经结构有关[26]。此外，本研究发现肢体最差肌力≤3级的病人更易发生吞咽障碍(OR=6.963)。国内也有研究表明，肢体肌力等级越低，吞咽障碍的发生风险更高[27]。可能的原因为：脑卒中后吞咽障碍由吞咽皮质中枢、皮质下行纤维、吞咽延髓中枢及锥体外系受损所致[28],上述部位受损同时也会影响病人肢体肌力。

3.3 AIS病人发生吞咽障碍风险列线图模型预测价值

本研究根据列线图风险模型评分可个性化计算AIS病人发生吞咽障碍的风险，如1例70岁AIS病人，入院后NIHSS评分9分，脑MRI显示左侧基底节区梗死，肢体最差肌力为2级，该病人的列线图各项得分为48、63、0、0、100分，总分为211分，则对应的吞咽障碍发生风险概率为0.8。列线图预测模型验证结果显示，建模集和验证集的AUC分别为0.83,0.80;C-index分别为0.82,0.78;Hosmer-Lemeshow拟合优度检验分别为χ2=5.05,P=0.65;χ2=12.30,P=0.14;两校准曲线基本吻合且斜率接近1;决策曲线结果显示，阈值概率范围在0.00～0.89时，临床净收益较大，表明该模型预测AIS病人吞咽障碍发生风险的价值较高。

4、小结

本研究构建的AIS病人吞咽障碍风险预测模型区分度与准确度较好，具有良好的预测能力，应用方法简单。临床护理人员可依据模型纳入的影响因素对AIS病人的吞咽功能进行早期筛查，个体化预测吞咽障碍发生概率，为临床前瞻性决策提供依据，如进行吞咽功能评估或仪器检查，加强吞咽障碍健康知识宣教，制订专业、安全的饮食方案，进而早期预防和干预吞咽障碍引起的诸多并发症，提高病人生活质量。但本研究为单中心回顾性研究，未采用吞咽障碍金标准结果，仅将多种筛查方法相结合判断AIS病人是否存在吞咽障碍，存在一定的局限性。今后仍需进行前瞻性的、以金标准衡量AIS病人是否存在吞咽障碍的多中心研究。

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