颅脑创伤后垂体功能减退的列线图预测模型构建_陈艾.pdf

现代医学Modern Medical Journal2023，Apr;51(4):447-454 收稿日期2022-11-23 修回日期2023-03-27 作者简介陈艾(1982 )，男，土家族，贵州沿河人，主治医师。E-mail:nuoh717378163 com 通信作者罗涛E-mail:715707071 qq com 引文格式陈艾，程波，苏俊，等 颅脑创伤后垂体功能减退的列线图预测模型构建 J 现代医学，2023，51(4):447-454 论著 颅脑创伤后垂体功能减退的列线图预测模型构建陈艾，程波，苏俊，罗涛(重庆市南川区人民医院 神经外科，重庆408400)摘要目的:构建颅脑创伤后垂体功能减退的预测模型并验证。方法:选取 2021 年 1 月至 2022 年 5 月我院进行治疗的 620 例颅脑创伤患者为研究对象，按照 7 3 的比例随机分为建模组(434 例)和验证组(186例)，其中建模组根据是否发生垂体功能减退分为减退组和正常组;收集患者临床资料，分别采用单因素和多因素 Logistic 回归分析影响颅脑创伤后垂体功能减退的危险因素;构建预测颅脑创伤后垂体功能减退的列线图模型，采用校正曲线、H-L 拟合优度检验评价列线图模型的校准度，绘制受试者工作特征(OC)曲线验证模型的区分度。结果:建模组434 例颅脑创伤患者有143 例发生垂体功能减退，发生率为32 95%;多因素Logistic 回归分析显示入住 ICU(O=12 644，95%CI 5 800 27 566)、入院 GCS 评分8 分(O=8 168，95%CI 2 478 26 927)、弥漫性脑水肿(O=5 759，95%CI 2 329 14 241)、脑疝(O=2 220，95%CI1.035 4 762)、中线移位5 mm(O=13 479，95%CI 6 640 27 360)、颅内压增高(O=6 957，95%CI2 459 19 682)、颅底骨折(O=2 538，95%CI 1 083 5 950)、住院天数(O=1 136，95%CI 1.079 1.197)均为影响垂体功能减退的独立危险因素(P 0 05)。构建列线图模型并进行内外部验证，H-L拟合优度检验结果显示，建模组的 2=7 287，P=0 506，验证组的 2=7 202，P=0 515，一致性较好;OC 曲线分析结果显示建模组和验证组预测颅脑创伤患者垂体功能减退的 OC 曲线下面积(AUC)分别为 0 929(95%CI 0 906 0 953)、0 892(95%CI 0 843 0 942)。结论:入住 ICU、入院 GCS 评分8 分、弥漫性脑水肿、脑疝、中线移位5 mm、颅内压增高、颅底骨折、住院天数均为影响颅脑创伤后垂体功能减退的危险因素，基于以上危险因素构建的预测模型可有效预测颅脑创伤后垂体功能减退的风险，有助于临床医师早期识别颅脑创伤后垂体功能减退患者。关键词颅脑创伤;垂体功能减退;影响因素;列线图;预测模型 中图分类号651 1 文献标志码A 文章编号1671-7562(2023)04-0447-08doi:10 3969/j issn 1671-7562 2023 04 004Establishment of nomograph model for individualized prediction ofhypopituitarism after craniocerebral traumaCHEN Ai，CHENG Bo，SU Jun，LUO Tao(Department of Neurosurgery，Chongqing Nanchuan District Peoples Hospital，Chongqing 408400，China)Abstract Objective:To establish and validate a personalized prediction model of hypopituitarism aftercraniocerebral trauma Methods:A total of 620 patients with craniocerebral trauma who were treated in ourhospital from January 2021 to May 2022 were selected as the research objects They were randomly divided into744modeling group(434 cases)and verification group(186 cases)according to the ratio of 7 3 In the modelinggroup，patients were divided into hypopituitarism group and normal group according to whether they hadhypopituitism;the clinical data of patients were collected，and the risk factors of hypopituitarism aftercraniocerebral trauma were analyzed by single factor and multi factor Logistic regression;an nomogram model wasconstructed to predict hypopituitarism after craniocerebral trauma，the calibration of the nomogram model wasevaluated by calibration curve and H-L goodness of fit test，and the discrimination of the model was verified bydrawing the receiver operating characteristic(OC)curve esults:143 of 434 patients with craniocerebral traumahad hypopituitarism，the incidence was 32 95%;multivariate Logistic regression analysis showed that admission toICU(O=12 644，95%CI 5 800 27 566)，admission GCS score 8 points(O=8 168，95%CI 2 478 26 927)，diffuse cerebral edema(O=5 759，95%CI 2 329 14 241)，cerebral hernia(O=2 220，95%CI1035 4 762)，midline displacement 5 mm(O=13 479，95%CI 6 640 27 360)，increased intracranialpressure(O=6 957，95%CI 2 459 19 682)，skull base fracture(O=2 538，95%CI 1 083 5 950)andlength of stay(O=1 136，95%CI 1 079 1 197)were all independent risk factors for hypopituitarism(P 0.05)The column line graph model was constructed and internally and externally validated，and the results of theH-L goodness-of-fit test showed that 2=7 287，P=0 506 for the modeling group and 2=7 202，P=0 515 forthe validation group，with good agreement;the results of OC curve analysis showed that the area under the OCcurve(AUC)for predicting hypopituitarism in patients with craniocerebral trauma in the modeling and validationgroups were 0 929(95%CI 0 906 0 953)and 0 892(95%CI 0 843 0 942)Conclusion:Admission toICU，GCS score8 points at admission，diffuse brain edema，cerebral hernia，centerline displacement5 mm，increased intracranial pressure，skull base fracture，and length of hospital stay are all risk factors affectinghypopituitarism after craniocerebral trauma，the prediction model based on the above risk factors can effectivelypredict the risk of hypopituitarism after craniocerebral trauma，which is helpful for clinicians to early identifypatients with hypopituitarism after craniocerebral trauma Key wordsbrain trauma;hypopituitarism;influencing factors;nomogram;prediction model颅脑创伤是三大神经系统疾病之一，每年约有5 000万人发生创伤性颅脑损伤1，是全球内致死和致残的主要原因之一，给家庭及社会都带来了沉重的负担2-3。垂体功能减退是颅脑创伤后常见的并发症，患者会出现一系列神经精神症状，但因其临床症状与神经功能障碍容易混杂，无法得到及时准确的治疗，严重影响患者预后4-5。目前颅脑创伤后垂体功能减退的发生机制尚不完全明确，多认为是多种因素作用的结果6。列线图预测模型常用于个体疾病风险预测，在多因素回归分析筛选出有确切预测价值的指标的基础上，再加以整合，可视化展示，有较高的临床指导价值7。因此，本研究对颅脑创伤后垂体功能减退的危险因素进行分析，并构建颅脑创伤后垂体功能减退的风险列线图模型，对降低颅脑创伤后垂体功能减退发生率及改善患者预后具有重要意义。1对象与方法1 1研究对象采用方便抽样法，选取 2021 年 1 月至 2022 年 5月于我院进行治疗的颅脑创伤患者为研究对象。采用Logistic 自变量事件数法计算样本量，确定本研究的样本量为 620 例。将纳入患者按照 7 3 分为建模组(434 例)及验证组(186 例)。将建模组患者根据是否发生垂体功能减退分为减退组(143 例)和正常组(291例)。纳入标准:(1)颅脑创伤患者诊断标准参考颅脑创伤临床救治指南(第三版)8;(2)患者均进行垂体功能检查;(3)患者均自愿参加本研究。排除标准:(1)有脑部外伤史;(2)合并有严重心、肝、肾等脏器严重病变者;(3)合并有其他中枢神经系统疾病者;(4)先天性智力发育障碍;(5)颅脑损伤之前有垂体功能不全者。本研究经我院伦理委员会批准同意。1 2评价指标参考以往研究并结合专家意见设计基线资料调查表，收集患者包括年龄、性别、体质指数(body massindex，BMI)等基本资料;是否合并高血压、糖尿病、冠心病以及致伤原因、损伤部位、蛛网膜下腔是否出血、是否硬膜外血肿、是否硬膜下血肿、是否行开颅手术、是否入住 ICU、入院 Glasgow 昏迷量表(Glasgow comascale，GCS)评分、是否弥漫性脑水肿、是否脑疝、是否中线移位、颅内压是否增高、是否颅底骨折、住院天数844现代医学(Modern Medical Journal)2023 年 4 月，51(4)等临床资料。1 3垂体功能诊断标准所有患者在入院后 24 h 内评估垂体功能，抽取静脉血 5 ml 进行垂体前叶功能检查。垂体机能减退症定义为一种或多种垂体激素的分泌不足9。甲状腺功能减退诊断标准:血清游离甲状腺素(free thyroxin 4，FT4)12 pmolL1，促甲状腺素(thyrotropin，TSH)处于正常水平或降低。性腺 功 能 减 退 诊 断 标 准:男 性 游 离 睾 酮 9 9 nmolL1，女性(绝经前)黄体生成素(luteinizinghormone，LH)1 7 U L1，卵泡刺激素(folliclestimulating hormone，FSH)1 5 UL1;女性(绝经后)LH15 UL1，FSH15 UL1。高催乳素(prolactin，PL)血症诊断标准:女性 25 ngml1，男性 20 ngml1。生长激素(growth hormone，GH)轴减退诊断标准:胰岛素样生长因子(nsulin-like growth factor-1，IGF-1)水平低于参考值(IGF-ISDS-2 00)，或 GH 峰值 3 ngml1。促肾上腺皮质功能减退的诊断标准:基础皮质醇水平 100 nmolL1或经刺激试验显示峰值低于 500 nmolL1。1 4统计学处理采用 SPSS 22 0 软件进行统计分析。计数资料用例表示，比较采用 2检验;计量资料均用 x s 表示，比较采用成组 t 检验。单因素分析后具有统计学意义的变量纳入多因素 Logistic 回归分析中，筛选影响颅脑创伤后垂体功能减退的危险因素;使用 软件及 arms 程序包将结果可视化建立颅脑创伤后垂体功能减退预测列线图模型;采用 Hosmer-Lemeshow 拟合优度检验，绘制校 准 曲 线、受 试 者 工 作 特 征(receiver operatingcharacteristic，OC)曲线评估模型的校准度及区分度。P 0 05 为差异有统计学意义。2结果2 1建模组与验证组的一般资料比较两组年龄、性别等一般资料比较，差异均无统计学意义(P 0 05)。见表 1。表 1建模组和验证组患者一般资料比较组别年龄性别/例致伤原因/例高血压/例糖尿病/例男女车祸伤坠落伤其他是否是否建模组(n=434)51 72 12 65252(58 06)182(41 94)220(50 69)131(30 18)83(19 12)55(12 67)379(87 33)46(10 60)388(89 40)验证组(n=186)52 23 12 47103(55 38)83(44 62)89(47 85)61(32 80)36(19 35)22(11 83)164(88 17)24(12 90)162(87 10)t 或 2值0 4620 3840 5010 0850 690P 值0 6440 5350 7780 7700 406组别冠心病/例损伤部位/例入住 ICU/例入院 GCS 评分/例是否颞叶额叶顶叶其他是否8 分8 分建模组(n=434)48(11 06)386(88 94)189(43 55)125(28 80)77(17 74)43(9 91)137(31 57)297(26 88)201(46 31)233(53 69)验证组(n=186)23(12 37)163(87 63)74(39 78)55(29 57)33(17 74)24(12 90)50(68 43)136(73 12)89(47 85)97(52 15)2值0 2191 5421 3570 123P 值0 6400 6730 2440 725组别弥漫性脑水肿/例蛛网膜下腔出血/例硬膜外血肿/例硬膜下血肿/例脑疝/例是否是否是否是否是否建模组(n=434)58(13 36)376(86 64)195(44 93)239(55 07)103(23 73)331(76 27)203(46 77)231(53 23)73(16 82)361(83 18)验证组(n=186)34(18 28)152(81 72)91(48 92)95(51 08)41(22 04)145(77 96)88(47 31)98(52 69)39(20 97)147(79 03)944陈艾，等 颅脑创伤后垂体功能减退的列线图预测模型构建(续表)2值2 4890 8360 2080 0151 513P 值0 1150 3610 6480 9020 219组别中线移位5 mm/例颅内压20 mmHg/例行开颅手术/例颅底骨折/例是否是否是否是否BMI/kgm2住院天数/d建模组(n=434)163(37 56)271(62 44)177(40 78)257(59 22)202(46 54)232(53 46)113(26 04)321(73 96)21 82 4 5320 11 6 55验证组(n=186)55(29 57)131(70 43)68(36 56)118(63 44)71(38 17)115(61 83)57(30 65)129(69 35)22 05 4 4619 85 6 10t 或 2值3 6440 9723 7031 3890 3360 462P 值0 0560 3240 0540 2390 7370 644注:括号内为所占百分比2 2建模组垂体功能减退的单因素分析建模组有 143 例患者出现垂体功能减退，发生率为 32 95%。单因素分析结果显示，与正常组比较，减退组入住 ICU、入院 GCS 评分8 分、弥漫性脑水肿、脑疝、中线移位5 mm、颅内压增高、颅底骨折等比例以及住院天数均较高(P 0 05)。见表 2。表 2建模组垂体功能减退的单因素分析组别年龄性别/例致伤原因/例高血压/例糖尿病/例男女车祸伤坠落伤其他是否是否减退组(n=143)51 45 12 9281(56 64)62(43 36)80(55 94)42(29 37)21(14 69)22(15 38)121(84 62)17(11 89)126(88 11)正常组(n=291)51 85 12 51171(58 76)120(41 24)140(48 11)89(30 58)62(21 31)33(84 62)258(88 66)29(9 97)262(90 03)2值0 2400 1773 4051 4170 374P 值0 8100 6740 1820 2340 541组别冠心病/例损伤部位/例入住 ICU/例入院 GCS 评分/例是否颞叶额叶顶叶其他是否8 分8 分减退组(n=143)14(9 79)129(90 21)62(43 36)47(32 87)24(16 78)10(6 99)75(52 45)68(47 55)89(62 24)54(37 76)正常组(n=291)34(11 68)257(88 32)127(43 64)78(26 80)53(18 21)33(11 34)62(21 31)229(78 69)112(38 49)179(61 51)2值0 3503 16543 04521 751P 值0 5540 3670 0010 001组别弥漫性脑水肿/例蛛网膜下腔出血/例硬膜外血肿/例硬膜下血肿/例脑疝/例是否是否是否是否是否减退组(n=143)35(24 48)108(75 52)61(42 66)82(57 34)36(25 17)107(74 83)74(51 75)69(48 25)39(27 27)104(72 73)正常组(n=291)23(7 90)268(92 10)134(46 05)157(53 95)67(23 02)224(76 98)129(44 33)162(55 67)34(11 68)257(88 32)2值22 7430 4460 2452 11916 654P 值0 0010 5040 6210 1450 001054现代医学(Modern Medical Journal)2023 年 4 月，51(4)(续表)组别中线移位5 mm/例颅内压20 mmHg/例行开颅手术/例颅底骨折/例是否是否是否是否BMI/kgm2住院天数/d减退组(n=143)102(71 33)41(28 67)81(56 64)62(43 36)72(50 35)71(49 65)53(37 06)90(62 94)21 42 4 5620 11 6 55正常组(n=291)61(20 96)230(79 04)96(32 99)195(67 01)130(44 67)161(55 33)60(20 62)231(79 38)22 01 4 5119 85 6 102值103 71622 2131 24213 4641 2760 462P 值0 0010 0010 2650 0010 2030 644注:括号内为所占百分比2 3多因素 Logistic 回归分析颅脑创伤后垂体功能减退的影响因素将垂体功能减退作为因变量(未发生=0，发生=1)，以单因素分析中差异有统计学意义的变量为自变量进行多因素 Logistic 回归分析，变量筛选方法选择向前选择法(Forward)，变量赋值方式见表 3。结果显示，入住 ICU、入院 GCS 评分 8 分、弥漫性脑水肿、脑疝、中线移位5 mm、颅内压增高、颅底骨折、住院天数均是影响垂体功能减退的独立危险因素(P 0.05)。见表 4。表 3变量赋值方式变量赋值方式入住 ICU否=0，是=1入院 GCS 评分8 分=0，8 分=1弥漫性脑水肿否=0，是=1脑疝否=0，是=1中线移位5 mm否=0，是=1颅内压增高否=0，是=1颅底骨折否=0，是=1住院天数连续变量表 4多因素 Logistic 回归分析影响颅脑创伤后垂体功能减退的危险因素项目B 值SEWaldP 值O 值(95%CI)入住 ICU2 5370 39840 7100 00112 644(5 800 27 566)入院 GCS 评分8 分2 1000 60911 9080 0018 168(2 478 26 927)弥漫性脑水肿1 7510 46214 3650 0015 759(2 329 14 241)脑疝0 7970 3894 1940 0412 220(1 035 4 762)中线移位5 mm2 6010 36151 8540 00113 479(6 640 27 360)颅内压增高1 9400 53113 3620 0016 957(2 459 19 682)颅底骨折0 9310 4354 5920 0322 538(1 083 5 950)住院天数0 1280 02623 4200 0011 136(1 079 1 197)2 4构建颅脑创伤后垂体功能减退列线图预测模型基于多因素 Logistic 回归分析结果(入住 ICU、入院 GCS 评分8 分、弥漫性脑水肿、脑疝、中线移位5 mm、颅内压增高、颅底骨折、住院天数)，构建颅脑创伤后垂体功能减退预测的列线图预测模型，见图 1。根据列线图模型，各影响因子对应评分相加即得模型总分，参照总分对应预测概率，即为患者颅脑创伤后发生垂体功能减退的风险。2 5颅脑创伤后垂体功能减退的列线图预测模型评估H-L 拟合优度检验结果显示，建模组的 2=7.287，P=0 506，验证组的 2=7 202，P=0 515。校正曲线结果显示建模组和验证组的校正曲线均接近于理想曲线，见图 2、3。OC 曲线结果显示，建模组和验证组预测颅脑创伤患者垂体功能减退的 OC 曲线下面积(AUC)分别为 0 929(95%CI 0 906 0 953)、0.892(95%CI 0 843 0 942)。见图 4、5。154陈艾，等 颅脑创伤后垂体功能减退的列线图预测模型构建图 1颅脑创伤后垂体功能减退列线图预测模型图 2建模组预测颅脑创伤患者垂体功能减退的校准曲线图 3验证组预测颅脑创伤患者垂体功能减退的校准曲线图 4建模组预测颅脑创伤患者垂体功能减退的 OC 曲线图 5验证组预测颅脑创伤患者垂体功能减退的 OC 曲线254现代医学(Modern Medical Journal)2023 年 4 月，51(4)3讨论垂体功能减退会造成包括甲状腺激素、GH、性激素等激素分泌水平紊乱，如果不能得到合理救治，会对患者的预后产生不良影响9-11。既往文献12 报道颅脑创伤后垂体功能减退的发生率为 15%90%。在本研究中建模组 434 例颅脑创伤患者中，有 143 例发生垂体功能减退，占 32 95%。本研究发现入住 ICU、入院 GCS 评分8 分、弥漫性脑水肿、脑疝、中线移位5 mm、颅内压增高、颅底骨折、住院天数为影响垂体功能减退的危险因素。随着患者入住 ICU 时间的增长，垂体功能减退的发生风险也随之增加13，可能是由于此类患者的创伤程度更高，且随着住院时间的延长，各种相关感染发生率也会相应增加14。而感染的发生又会进一步加重病情，严重影响颅脑损伤患者预后，增加患者发生垂体功能减退的风险。入院 GCS 评分、颅内压增高以及中线移位均是评估颅脑创伤疾病严重程度的直接和间接指标。GCS 评分越低、中线移位越明显代表疾病越严重，发生并发症的风险也越高。患者颅内压增高可能提示局部组织肿胀，脑脊液的循环受到阻碍，造成脑组织缺血损伤的恶性循环，导致垂体功能减退发生风险增高15-16。因此护理人员也需要对 GCS 评分、颅内压及中线移位的水平进行密切监测，制定恰当的治疗方法，改善患者预后。合并弥漫性脑水肿的患者脑垂体及下丘脑核群可能会被挤压，而合并有脑疝的患者，容易导致垂体组织、下丘脑及周边血管被挤压到硬膜孔道或者间隙中，造成机械性损伤或继发性缺血坏死等多种损伤，导致垂体激素分泌障碍17，因此合并有弥漫性脑水肿、脑疝的患者更容易发生垂体功能减退。发生颅底骨折患者容易刺破血管，导致垂体区域组织供血不足而梗死，且发生骨折的患者常伴有脑脊液漏液，影响垂体的合成及分泌功能18-19，从而引发垂体功能减退。因此临床医护人员应对合并弥漫性脑水肿、脑疝、颅底骨折的患者给予重点关注，减少诊治过程中的误判，以期降低垂体功能减退的发生率。本研究基于得到的危险因素构建了颅脑创伤后垂体功能减退的列线图预测模型，OC 曲线结果显示，建模组和验证组预测颅脑创伤患者垂体功能减退的AUC 均较高，基于校准曲线及 H-L 拟合优度检验结果，均进一步表明本研究建立的预测模型具有良好的校准度、区分度和一致性。本研究建立的列线图模型结果直观，根据不同因素的评分可计算对应的垂体功能减退的风险权重，评估方法简单、方便，具有良好的临床适用性，有助于医护人员早期识别垂体功能减退的高风险人群，并为患者制定个性化有效预防措施提供参考依据。综上所述，入住 ICU、入院 GCS 评分8 分、弥漫性脑水肿、脑疝、中线移位5 mm、颅内压增高、颅底骨折、住院天数均为影响颅脑创伤后垂体功能减退的危险因素，基于以上危险因素构建的列线图预测模型具有较好的预测效果，可为临床早期发现颅脑创伤后垂体功能减退高危人群提供参考依据。但因为本研究所有研究对象均取自同一医院，且为小样本，未来需要多中心研究并增加样本量进一步验证该模型的可靠性。参考文献 1梁文佳，郭海星，陈奎，等 颅脑损伤中 miNA 潜在的诊断和治疗价值的研究进展 J 创伤外科杂志，2022，24(9):705-710 2MATSUMOTO-MIYAZAKI J，ASANO Y，TAKEI H，et al Acu-puncture for chronic 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上调，mi-223-3p 下调;与 A-FLS 组、si-NC 组比较，si-PTTG1IP 组 OD 值，A-FLS 细胞迁移、侵袭数量，Circ-PTTG1IP、SMAD3、N-cadherin、Vimentin蛋白表达，IL-6、MMP-2 水平均显著降低(P 0 05)，mi-223-3p 表达、细胞凋亡率、E-cadherin 蛋白表达以454