創傷后腦積水合并嚴重意識障礙患者腦室-腹腔分流術預后預測模型的建立與評價

卞琴，楊鵬，張秋芳

腦積水是創傷性腦損傷（traumatic brain injury，TBI）的常見并發癥，以腦脊液循環障礙和腦室進行性擴張為主要病理特征，是繼發神經系統功能障礙和代謝障礙的重要原因［1］。創傷后腦積水（posttraumatic hydrocephalus，PTH）的 發 生 率 為0.7%～50%，其中10%～60%的患者出現部分神經功能缺損，生活自理能力也明顯下降［2］。目前腦室-腹腔分流術是臨床改善PTH癥狀和預后的主要術式［3］。但是對于PTH合并意識障礙的患者，分流術的效果仍不理想［4］。既往研究探討了分流術后影響患者預后的相關因素，包括入院時格拉斯哥昏迷評分（GCS）、早期行腦室-腹腔分流術、術前格拉斯哥預后評分（GOS）、患者年齡、PTH嚴重程度等［5-6］，但是目前缺乏預后評估標準。本研究主要分析PTH合并嚴重意識障礙患者腦室-腹腔分流術的臨床預后和危險因素，并建立列線圖預測模型，以期指導臨床早期識別高危患者。

1 對象與方法

1.1研究對象 回顧性分析2017年10月—2020年10月于蘇州大學附屬第一醫院確診PTH合并嚴重意識障礙患者。納入標準：（1）年齡＞18歲。（2）傷后6 h內行頭顱CT檢查證實為TBI，診斷符合“重型顱腦損傷救治指南”標準［7］。（3）PTH診斷參照Gudeman標準［8］，即CT顯示側腦室和第三腦室擴大，伴或不伴腦溝消失；腦室兩側額角的最大寬度與兩側腦皮質的最大距離比值（Evans指數）＜0.3；同時持續存在認知障礙、皮瓣張力增加、昏迷狀態持續或加重等。（4）臨床資料完整。排除標準：（1）發病時病情較重，術前GCS評分＞12分。（2）合并其他腦源性疾病，如腦腫瘤、腦卒中。（3）TBI前已有嚴重的神經精神性疾病，如老年性癡呆、抑郁。本研究經我院倫理委員會批準通過，患者或家屬簽署知情同意書。

1.2臨床資料收集 收集患者性別、年齡、PTH嚴重程度、顱內壓、周圍池狀態、發病和分流術前GCS評分、顱骨缺損范圍、發病至顱骨成形術的間隔、發病至分流術的間隔，腦挫傷、蛛網膜下腔出血、硬膜下積液、硬膜下出血、腦疝、顱內感染情況，以及昏迷持續時間和腦脊液蛋白含量。

所有入選者均接受顱腦CT掃描和分流術后常規隨訪，根據CT影像診斷PTH，評估嚴重程度和確定分流術近端導管的位置，分別在分流術前后用腰椎穿刺法測量顱內壓。由我院經驗豐富的手術和護理團隊完成分流術，材料選擇Miethke pro GAV或Medtronic StrataⅡ，初始壓力設置比顱內壓低約20 mmH2O（1 mmH2O=0.009 8 kPa），然后根據患者臨床癥狀和影像學檢查結果進行后續調整。采用腦室直徑（腦室中部最大橫徑）與雙頂徑比值評價腦積水的嚴重程度，其中26%～40%為輕度，41%～60%為中度，61%～90%為重度［7］。

1.3研究結局 采用GOS評分判斷患者預后，于患者治療后3個月進行評定，將GOS評分＞3分定義為預后良好組，GOS評分≤3分定義為預后不良組［6］。

1.4統計學方法 采用SPSS 19.0進行數據分析。計數資料以例或例（%）表示，組間比較采用χ2檢驗。采用多因素Logistic回歸分析影響因素。基于篩選的危險因素，采用R語言（http://r-project.org/）rms程序包構建列線圖預測模型，采用受試者工作特征（ROC）曲線及曲線下面積（AUC）評價區分度，采用Hosmer-Lemeshow檢驗評價擬合度。根據列線圖評分將患者分為低、中和高風險組，分別比較模型組和驗證組各亞組間臨床預后的差異。雙側P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料 共納入218例患者，其中模型組153例，驗證組65例；模型組預后良好90例（58.8%），驗證組預后良好35例（53.8%）。模型組單因素分析發現，預后良好組和預后不良組年齡、PTH嚴重程度、腦周圍池消失、發病時和分流術前的GCS評分、發病至分流術的間隔、發生蛛網膜下腔出血、硬膜下積液、顱內感染、腦疝、昏迷持續時間比較差異有統計學意義（均P＜0.05），見表1。

2.2 多因素Logistic回歸分析 根據單因素分析結果，納入年齡（＜50歲=0，≥50歲=1）、腦積水嚴重程度（輕度=0，中度=1）、發病時GCS評分（3～8分=0，9～12分=1）、發病至分流術的間隔（＜3個月=0，≥3個月=1）、腦疝（無=0，有=1）、蛛網膜下腔出血（無=0，有=1）進行多因素Logistic回歸分析，結果顯示年齡≥50歲、中度腦積水、發病時GCS評分9～12分、發病至分流術的間隔≥3個月是影響預后的獨立危險因素，見表2。

Tab.1 Comparison of clinical features between the good prognosis group and the poor prognosis group表1 預后良好組和預后不良組臨床特征比較

Tab.2 Logistic regression analysis of multiple factors affecting the prognosis of PTH表2 影響PTH預后的多因素Logistic回歸分析

2.3 列線圖模型的構建及驗證 采用年齡、PTH嚴重程度、發病時GCS評分以及發病至分流術的間隔等因素構建列線圖模型（圖1A），每個指標的數值對應相應得分，各個指標得分合計總分可對應患者預后不良的風險。模型組和驗證組的AUC分別為0.896（95%CI：0.842～0.933，圖1B）和0.875（95%CI：0.825～0.916，圖1C），提示列線圖模型有較好的區分度。Hosmer-Lemeshow檢驗顯示列線圖模型亦有較好的擬合度（模型組：χ2=0.896，P=0.332；驗證組：χ2=0.567，P=0.504）。

2.4 列線圖模型的風險分層 列線圖模型總分220分，根據百分位數分為低風險（0～73分）、中風險（74～146分）和高風險（147～220分），模型組和驗證組中不同風險患者的臨床預后有明顯差異（均P＜0.05），即高風險比中風險患者的預后差，中風險比低風險患者的預后差，見表3。

Fig.1 A nomogram model for predicting the prognosis of shunt implantation in patients with post-traumatic hydrocephalus and severe disturbance of consciousness圖1 PTH合并嚴重意識障礙患者腦室-腹腔分流術后預后的列線圖模型

3 討論

創傷及手術可能導致多數TBI存活者發生腦脊液循環障礙，PTH的發生率明顯升高，尤其是發生TBI時處于持續昏迷的患者更容易出現PTH［9-10］。腦室-腹腔分流術是治療PTH的有效方法，顱內壓高于200 mmH2O或正常壓力性腦積水（NPH）的患者能從該術式中獲益更多［11］。然而，大多數PTH患者的顱內壓正常，很少表現出典型NPH癥狀［12］。另外，PTH合并持續昏迷的患者術前進行腦脊液穿刺檢查評估腦積水嚴重程度和手術療效較為麻煩，只有篩選有適應證的患者才能保證手術療效［13］。盡管已有部分腦脊液參數被用來預測PTH患者行分流術的效果，但是對于意識障礙的患者操作十分困難，臨床應用受限。因此，本研究通過總結患者的臨床資料，建立一種簡單、實用的預測模型來評估PTH合并嚴重意識障礙患者分流術后的效果。

Tab.3 The proportion of patients with different risk stratifications in the model and validation groups表3 不同風險分層患者在模型組和驗證組的預后比例［例（%）］

本研究模型組數據顯示，分流術后3個月神經功能預后不良比例為41.2%，提示嚴重意識障礙患者的短期神經預后可能不理想。單因素分析發現，年齡、腦積水嚴重程度、發病時和分流術前的GCS評分、發病至分流術的間隔，發生腦疝、蛛網膜下腔出血、硬膜下積液、顱內感染以及腦周圍池消失和昏迷持續時間可能是預后的影響因素。高齡患者由于機體循環代謝能力下降，TBI后更易出現意識障礙，此時分流術治療效果也較差。此外，老年患者的腦膜纖維化比年輕患者更嚴重，這會影響腦脊液循環和吸收［14］。PTH嚴重程度是提示分流術效果的強有力預測因子，與意識障礙的嚴重程度有較好的相關性［15］。腦創傷時GCS評分較高通常意味著腦組織損傷更嚴重，腦脊液循環和吸收障礙也更嚴重［16］。尤其對于原發TBI患者，接受腦室-腹腔分流術后，神經功能和腦脊液循環的恢復是一個較為漫長的過程［17］。恰當的分流術開展時機對改善臨床癥狀和神經功能預后十分重要，晚期手術容易出現皮質下白質損傷，及早行分流術有助于改善預后［18］。大部分PTH發生在TBI早期，顱骨減壓術后早期顱骨成形術是安全的，有助于改善患者的神經功能和預后［19］。早期恢復腦脊液循環可改善腦灌注，促進神經功能和意識的恢復。但是，創傷本身以及術后產生的并發癥，包括腦疝、蛛網膜下腔出血、硬膜下積液、顱內感染、腦周圍池消失可能影響分流術的預后，導致神經功能預后不良［20-22］。

本研究通過Logistic回歸分析顯示，年齡≥50歲、中度腦積水、發病時的GCS評分為9～12分和發病至分流術的間隔≥3個月是影響預后的重要因素。基于這些危險因素建立定量列線圖模型，可將這些危險因素可視化，方便臨床應用。通過Hosmer-Lemeshow檢驗顯示列線圖模型有較好的擬合度，并且ROC分析顯示列線圖預測模型組和驗證組AUC分別為0.896和0.875，提示模型具有較高的區分度。最后本研究根據列線圖模型評分將患者分為低、中和高風險人群，發現模型組和驗證組中高風險患者較中、低風險患者的預后差，中風險比低風險患者的預后差，提示根據該列線圖模型能夠較好地指導臨床早期評估預后高風險人群，及時進行干預。

綜上所述，影響PTH合并嚴重意識障礙患者腦室-腹腔分流術臨床預后的危險因素包括年齡≥50歲、中度腦積水、發病時的GCS評分為9～12分和發病至分流術的間隔≥3個月，以此建立定量列線圖預測模型，對評估臨床預后有較好的價值，有利于指導臨床早期識別高危患者。本研究并未觀察到腦脊液蛋白含量、術前顱內壓以及顱內感染與臨床預后的關系，考慮可能與納入患者的病情特征、樣本量和觀察時間等因素有關，后續需進一步研究驗證。