创伤后脑积水合并严重意识障碍患者脑室-腹腔分流术预后预测模型的建立与评价

卞琴，杨鹏，张秋芳

脑积水是创伤性脑损伤（traumatic brain injury，TBI）的常见并发症，以脑脊液循环障碍和脑室进行性扩张为主要病理特征，是继发神经系统功能障碍和代谢障碍的重要原因［1］。创伤后脑积水（posttraumatic hydrocephalus，PTH）的 发 生 率 为0.7%～50%，其中10%～60%的患者出现部分神经功能缺损，生活自理能力也明显下降［2］。目前脑室-腹腔分流术是临床改善PTH症状和预后的主要术式［3］。但是对于PTH合并意识障碍的患者，分流术的效果仍不理想［4］。既往研究探讨了分流术后影响患者预后的相关因素，包括入院时格拉斯哥昏迷评分（GCS）、早期行脑室-腹腔分流术、术前格拉斯哥预后评分（GOS）、患者年龄、PTH严重程度等［5-6］，但是目前缺乏预后评估标准。本研究主要分析PTH合并严重意识障碍患者脑室-腹腔分流术的临床预后和危险因素，并建立列线图预测模型，以期指导临床早期识别高危患者。

1 对象与方法

1.1研究对象 回顾性分析2017年10月—2020年10月于苏州大学附属第一医院确诊PTH合并严重意识障碍患者。纳入标准：（1）年龄＞18岁。（2）伤后6 h内行头颅CT检查证实为TBI，诊断符合“重型颅脑损伤救治指南”标准［7］。（3）PTH诊断参照Gudeman标准［8］，即CT显示侧脑室和第三脑室扩大，伴或不伴脑沟消失；脑室两侧额角的最大宽度与两侧脑皮质的最大距离比值（Evans指数）＜0.3；同时持续存在认知障碍、皮瓣张力增加、昏迷状态持续或加重等。（4）临床资料完整。排除标准：（1）发病时病情较重，术前GCS评分＞12分。（2）合并其他脑源性疾病，如脑肿瘤、脑卒中。（3）TBI前已有严重的神经精神性疾病，如老年性痴呆、抑郁。本研究经我院伦理委员会批准通过，患者或家属签署知情同意书。

1.2临床资料收集 收集患者性别、年龄、PTH严重程度、颅内压、周围池状态、发病和分流术前GCS评分、颅骨缺损范围、发病至颅骨成形术的间隔、发病至分流术的间隔，脑挫伤、蛛网膜下腔出血、硬膜下积液、硬膜下出血、脑疝、颅内感染情况，以及昏迷持续时间和脑脊液蛋白含量。

所有入选者均接受颅脑CT扫描和分流术后常规随访，根据CT影像诊断PTH，评估严重程度和确定分流术近端导管的位置，分别在分流术前后用腰椎穿刺法测量颅内压。由我院经验丰富的手术和护理团队完成分流术，材料选择Miethke pro GAV或Medtronic StrataⅡ，初始压力设置比颅内压低约20 mmH2O（1 mmH2O=0.009 8 kPa），然后根据患者临床症状和影像学检查结果进行后续调整。采用脑室直径（脑室中部最大横径）与双顶径比值评价脑积水的严重程度，其中26%～40%为轻度，41%～60%为中度，61%～90%为重度［7］。

1.3研究结局 采用GOS评分判断患者预后，于患者治疗后3个月进行评定，将GOS评分＞3分定义为预后良好组，GOS评分≤3分定义为预后不良组［6］。

1.4统计学方法 采用SPSS 19.0进行数据分析。计数资料以例或例（%）表示，组间比较采用χ2检验。采用多因素Logistic回归分析影响因素。基于筛选的危险因素，采用R语言（http://r-project.org/）rms程序包构建列线图预测模型，采用受试者工作特征（ROC）曲线及曲线下面积（AUC）评价区分度，采用Hosmer-Lemeshow检验评价拟合度。根据列线图评分将患者分为低、中和高风险组，分别比较模型组和验证组各亚组间临床预后的差异。双侧P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 共纳入218例患者，其中模型组153例，验证组65例；模型组预后良好90例（58.8%），验证组预后良好35例（53.8%）。模型组单因素分析发现，预后良好组和预后不良组年龄、PTH严重程度、脑周围池消失、发病时和分流术前的GCS评分、发病至分流术的间隔、发生蛛网膜下腔出血、硬膜下积液、颅内感染、脑疝、昏迷持续时间比较差异有统计学意义（均P＜0.05），见表1。

2.2 多因素Logistic回归分析 根据单因素分析结果，纳入年龄（＜50岁=0，≥50岁=1）、脑积水严重程度（轻度=0，中度=1）、发病时GCS评分（3～8分=0，9～12分=1）、发病至分流术的间隔（＜3个月=0，≥3个月=1）、脑疝（无=0，有=1）、蛛网膜下腔出血（无=0，有=1）进行多因素Logistic回归分析，结果显示年龄≥50岁、中度脑积水、发病时GCS评分9～12分、发病至分流术的间隔≥3个月是影响预后的独立危险因素，见表2。

Tab.1 Comparison of clinical features between the good prognosis group and the poor prognosis group表1 预后良好组和预后不良组临床特征比较

Tab.2 Logistic regression analysis of multiple factors affecting the prognosis of PTH表2 影响PTH预后的多因素Logistic回归分析

2.3 列线图模型的构建及验证 采用年龄、PTH严重程度、发病时GCS评分以及发病至分流术的间隔等因素构建列线图模型（图1A），每个指标的数值对应相应得分，各个指标得分合计总分可对应患者预后不良的风险。模型组和验证组的AUC分别为0.896（95%CI：0.842～0.933，图1B）和0.875（95%CI：0.825～0.916，图1C），提示列线图模型有较好的区分度。Hosmer-Lemeshow检验显示列线图模型亦有较好的拟合度（模型组：χ2=0.896，P=0.332；验证组：χ2=0.567，P=0.504）。

2.4 列线图模型的风险分层 列线图模型总分220分，根据百分位数分为低风险（0～73分）、中风险（74～146分）和高风险（147～220分），模型组和验证组中不同风险患者的临床预后有明显差异（均P＜0.05），即高风险比中风险患者的预后差，中风险比低风险患者的预后差，见表3。

Fig.1 A nomogram model for predicting the prognosis of shunt implantation in patients with post-traumatic hydrocephalus and severe disturbance of consciousness图1 PTH合并严重意识障碍患者脑室-腹腔分流术后预后的列线图模型

3 讨论

创伤及手术可能导致多数TBI存活者发生脑脊液循环障碍，PTH的发生率明显升高，尤其是发生TBI时处于持续昏迷的患者更容易出现PTH［9-10］。脑室-腹腔分流术是治疗PTH的有效方法，颅内压高于200 mmH2O或正常压力性脑积水（NPH）的患者能从该术式中获益更多［11］。然而，大多数PTH患者的颅内压正常，很少表现出典型NPH症状［12］。另外，PTH合并持续昏迷的患者术前进行脑脊液穿刺检查评估脑积水严重程度和手术疗效较为麻烦，只有筛选有适应证的患者才能保证手术疗效［13］。尽管已有部分脑脊液参数被用来预测PTH患者行分流术的效果，但是对于意识障碍的患者操作十分困难，临床应用受限。因此，本研究通过总结患者的临床资料，建立一种简单、实用的预测模型来评估PTH合并严重意识障碍患者分流术后的效果。

Tab.3 The proportion of patients with different risk stratifications in the model and validation groups表3 不同风险分层患者在模型组和验证组的预后比例［例（%）］

本研究模型组数据显示，分流术后3个月神经功能预后不良比例为41.2%，提示严重意识障碍患者的短期神经预后可能不理想。单因素分析发现，年龄、脑积水严重程度、发病时和分流术前的GCS评分、发病至分流术的间隔，发生脑疝、蛛网膜下腔出血、硬膜下积液、颅内感染以及脑周围池消失和昏迷持续时间可能是预后的影响因素。高龄患者由于机体循环代谢能力下降，TBI后更易出现意识障碍，此时分流术治疗效果也较差。此外，老年患者的脑膜纤维化比年轻患者更严重，这会影响脑脊液循环和吸收［14］。PTH严重程度是提示分流术效果的强有力预测因子，与意识障碍的严重程度有较好的相关性［15］。脑创伤时GCS评分较高通常意味着脑组织损伤更严重，脑脊液循环和吸收障碍也更严重［16］。尤其对于原发TBI患者，接受脑室-腹腔分流术后，神经功能和脑脊液循环的恢复是一个较为漫长的过程［17］。恰当的分流术开展时机对改善临床症状和神经功能预后十分重要，晚期手术容易出现皮质下白质损伤，及早行分流术有助于改善预后［18］。大部分PTH发生在TBI早期，颅骨减压术后早期颅骨成形术是安全的，有助于改善患者的神经功能和预后［19］。早期恢复脑脊液循环可改善脑灌注，促进神经功能和意识的恢复。但是，创伤本身以及术后产生的并发症，包括脑疝、蛛网膜下腔出血、硬膜下积液、颅内感染、脑周围池消失可能影响分流术的预后，导致神经功能预后不良［20-22］。

本研究通过Logistic回归分析显示，年龄≥50岁、中度脑积水、发病时的GCS评分为9～12分和发病至分流术的间隔≥3个月是影响预后的重要因素。基于这些危险因素建立定量列线图模型，可将这些危险因素可视化，方便临床应用。通过Hosmer-Lemeshow检验显示列线图模型有较好的拟合度，并且ROC分析显示列线图预测模型组和验证组AUC分别为0.896和0.875，提示模型具有较高的区分度。最后本研究根据列线图模型评分将患者分为低、中和高风险人群，发现模型组和验证组中高风险患者较中、低风险患者的预后差，中风险比低风险患者的预后差，提示根据该列线图模型能够较好地指导临床早期评估预后高风险人群，及时进行干预。

综上所述，影响PTH合并严重意识障碍患者脑室-腹腔分流术临床预后的危险因素包括年龄≥50岁、中度脑积水、发病时的GCS评分为9～12分和发病至分流术的间隔≥3个月，以此建立定量列线图预测模型，对评估临床预后有较好的价值，有利于指导临床早期识别高危患者。本研究并未观察到脑脊液蛋白含量、术前颅内压以及颅内感染与临床预后的关系，考虑可能与纳入患者的病情特征、样本量和观察时间等因素有关，后续需进一步研究验证。