小儿急诊肠套叠空气灌肠复位失败的预测模型构建及验证

李栋学 李德欢 孙弈鸣 胡光忠 黄清 刘家骥 江林

遵义医科大学第三附属医院、遵义市第一人民医院1放射科 2泌尿外科 （贵州遵义 563000）

小儿急诊肠套叠属急腹症范畴，好发于秋冬季，易复发、易导致肠梗阻甚至坏死［1］，临床上以回盲部回结型套叠最为多见［2-3］，且绝大多数为原发性肠套叠［4］。作为一种急腹症疾病，首选X 线透视下空气灌肠整复术治疗，且成功率高、预后恢复好、并发症少［5-6］。但部分患儿因多种原因可致复位失败［7-8］，从而需行急诊手术复位。因此分析肠套叠患儿空气灌肠复位术成功与否的风险因素，构建整复失败临床预测模型具有一定价值。肠套叠复位相关研究国内外已有较多报道，基于X 线透视下的空气灌肠复位技术应用最早且成熟，但目前仍缺乏标准化操作指南且复位成功率不尽相同，同时对预测模型的评价不够全面。本研究总结我院近年来空气灌肠技术操作体会及流程，将空气灌肠参数结合患儿一般临床信息共同构建整复失败的预测模型，并通过区分度、校准度、临床适用度及合理性分析全面评估预测模型，以期为急诊肠套叠患儿空气灌肠规范化应用提供参考和依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本研究经遵义医科大学第三附属医院伦理委员会批准［编号：伦审（2023）-1-134号］，患儿监护人知情同意。回顾性纳入遵义医科大学第三附属医院2014 年3 月至2023 年3 月急诊就诊经临床诊断为肠套叠的患儿439 例，X 线透视下空气灌肠整复成功362 例、失败77 例。同时收集包括性别、年龄、病程时间、有无血便、有无腹部包块、X 线片有无肠梗阻、X 线透视下空气灌肠套头位置以及使用的空气灌肠压力值等。上述评价指标中有无肠梗阻、套头位置、压力值信息基于影像报告获取，肠梗阻、套头位置由两名高年资医师再次阅片共同明确，其余指标基于临床病历获取。纳入标准：（1）临床疑诊原发性肠套叠患儿；（2）X线透视下进行空气灌肠操作；（3）空气灌肠未复位成功、复位成功以及空气于可疑套叠位置停留数秒或经增大空气压力复位成功。排除标准：（1）临床资料不全；（2）X 线下空气灌肠未见肠套叠；（3）继发性肠套叠。

1.2 设备及参数 X 线透视采用西门子（AXIOM ICONOS MD）多功能数字胃肠机进行，选择Renal Biliar 系列，主要参数：KV = 63，mAs = 9.7，D =200，曝光次数2 ～ 3 次，曝光时间= 30 f/s，焦片距=119 cm，照射视野294 × 294 mm，X 线投射方向为垂直投射。空气灌肠采用今健医疗电脑遥控灌肠整复仪（JS-628E），压力显示（kPa），机器动态显示工作压力、设置压力和保险压力，保险压力值为12 kPa，功率为50 VA，尺寸为490 × 470 × 1 130 mm。本研究空气灌肠机器压力初始值设置为6 kPa，每次可升高0.5 kPa，10 kPa 作为临界值，最高为12 kPa，超过12 kPa 机器自动报警，防止过度充气发生肠穿孔。

1.3 统计学方法 使用SPSS 26.0、MedCalc 20.022和R 4.2.0 软件（glmnet、glm、pROC 及ggROC、rmda、rms 等程序包）分析数据。基线资料采用comparegroups 包自动识别分析，计数资料以频数和百分比表示，计量资料以中位数及四分位间距表示；单因素变量筛选采用logistic 回归和LASSO 回归，再分别使用多因素logistic 回归分析，如筛选变量不同则分别构建模型，并进行模型能力比较。ROC曲线评价模型区分度，采用加强Bootstrap 法500 次重复抽样评价模型校准度，决策曲线评估临床适用价值，AUC ＞ 0.7 表示模型区分度较好，Hosmer Lemeshow 检验P＞ 0.05 表示模型区分能力较高，最后绘制列线图及各单变量ROC 曲线观察模型合理性。

2 结果

2.1 一般资料基线分析 本研究收集疑诊肠套叠患儿483 例，排除未做X 线透视下空气灌肠、临床资料不全、转院或者直接手术者，最后纳入总样本439 例，其中空气灌肠整复成功362 例、失败77 例，将总样本按照7∶3 比例随机拆分为训练集308 例和验证集131 例。整复成功与失败组除性别、有无肠梗阻外，其余变量组间差异有统计学意义（P＜ 0.05）；训练集与验证集各变量组间差异均无统计学意义（P＞ 0.05）（表1），表中计量变量采用中位数和四分位间距表示、其余变量采用构成比表示。二分类变量赋值如下：性别，男 = 0，女 = 1；空灌压力（kpa），≤ 10 = 0，＞ 10 = 1；套头位置，右半结肠 = 0，左半结肠 = 1；病程时间（h），＞ 12 = 0，≤ 12 =1；肠梗阻，无 = 0，有 = 1；血便，无 = 0，有 = 1；腹部包块，无 = 0，有 = 1，用于logistic 回归分析。

表1 肠套叠患儿一般资料基线表比较Tab.1 Comparison of baseline general data of children with intussusception例（%）

2.2 单因素及多因素分析 单因素logistic 回归分析除性别外，其余变量差异均有统计学意义（P＜ 0.1），森林图显示各变量对应的OR值及P值（图1A）；将单因素logistic 回归筛选的变量进行多因素logistic 回归分析，结果显示年龄、病程、肠梗阻、套头位置及空灌压力差异有统计学意义（P＜ 0.05）（图1B）。将筛选的5 个独立危险因素用于模型构建。

图1 Logistic 回归分析森林图Fig.1 Logistic regression analysis of forest diagram

2.3 模型诊断性能分析 ROC 曲线显示模型在预测小儿肠套叠空气灌肠整复失败风险的区分度较好（图2A、B），训练集AUC = 0.854（95%CI：0.804 ～ 0.792），验证集AUC = 0.824（95%CI：0.673～ 0.833）。训练集和验证集校准度通过Bootstrap 法重复抽样500 次进行，校准曲线显示模型预测的肠套叠空气灌肠整复失败的发生风险与实际情况吻合度较高（图3A、B），Hosmer Lemeshow 检验训练集χ2=8.159、P= 0.518，验证集χ2=9.100、P= 0.428，模型拟合优度较好。决策曲线显示模型在多数概率阈值中具有良好的临床应用价值（图4A、B）。

图2 肠套叠整复失败风险预测模型区分度ROC曲线Fig.2 Differential ROC curve of risk prediction model for intussusception failure

图3 肠套叠整复失败风险预测模型校准曲线Fig.3 Calibration curve of risk prediction model for intussusception failure

图4 肠套叠整复失败风险预测模型决策曲线Fig.4 Decision curve of risk prediction model for intussusception failure

图5 肠套叠整复失败风险预测模型诺莫图Fig.5 Nomogram model for predicting the risk of failure of intussusception repair

2.4 诺莫图及合理性分析 基于多因素logistic 回归筛选的5 个独立危险因素来构建X 线下空气灌肠预测复位失败的诺莫图（图6）。各预测因素对应上方得分标准，总得分相加对应下方的总分，从而显示空气灌肠复位失败的预测概率。最后对比5 个独立危险因素与Nomogram 模型的区分度和决策曲线进行合理性分析（图7），结果显示Nomo模型曲线下面积均明显高于单一预测因素（图6A、B），AUC = 0.854（95%CI： 0.799 ～ 0.909），截断值为0.24，敏感度、特异度分别为79%、80%；决策曲线显示Nomo 模型较单一预测因子在多数概率阈值中具有良好的临床应用价值（图6C、D）。

图7 乙状结肠肠套叠Fig.7 Sigmoid colon intussusception

2.5 肠套叠患儿空气灌肠整复失败图例 乙状结肠肠套叠患儿，女性，3 个月，空气灌肠整复失败（图7）；结肠脾曲肠套叠患儿，女性，13 个月，空气灌肠整复失败（图8）。

3 讨论

本研究发现患儿年龄、病程、肠梗阻、套头位置及空灌压力是预测肠套叠空气灌肠整复失败的独立危险因素，诺莫图可直观、便捷展示“整复失败风险”预测概率。Nomo 模型预测肠套叠空气灌肠整复失败的准确性较好。模型区分度显示训练集曲线下面积为0.854（95%CI：0.804～0.792），验证集为0.824（95%CI：0.673～0.833）。校准曲线显示模型预测的肠套叠空气灌肠整复失败的发生风险与实际情况吻合度较高。决策曲线显示Nomo模型较单一预测因子在多数概率阈值中具有良好的临床应用价值。另外，以训练集最佳阈值在验证集检测，结果显示其曲线下面积、敏感度、特异度分别为0.72、67%、77%，表示模型区分度较好。因此，肠套叠患儿X 线透视下空气灌肠失败的临床预测模型具有一定科学性、准确性、合理性及临床适用性。此外，关于肠套叠复位成功率既往研究结果不尽相同［9-10］，有的甚至高达90%以上，本研究整复成功率略低可能跟样本量小和阳性体征（如肠梗阻、腹部包块）占比较多有关。总之，复位成功率受操作规范、患儿体征、病程长短等多种因素影响，下文就相关影响因素逐一讨论并对比既往研究结果。

列线图直观显示5 个独立危险因素得分情况，肠梗阻指标具有重要预测价值（OR= 6.289），提示肠套叠患儿伴发肠梗阻会明显降低空气灌肠整复成功的概率，这与PATEL 等［11］、GONDEK等［12］的研究结果相仿。肠梗阻的形成与套口、套头内组织扭转并挤压导致血管、淋巴管回流障碍，引起肠壁增厚水肿，肠腔变小使得内容物通过受阻；而肠壁增厚水肿进一步加牢了套叠部位，加大了空气灌肠通过的压力，此为整复失败的基础和关键。同时，上述改变也随病程时间增长，严重程度逐渐加重，本研究也反映了病程增长是灌肠失败的另一个危险因素，与既往研究一致［2，13-14］，但也有研究［8，12，15-16］提出病程并非灌肠失败危险因素，存在一定争议有待后续更大样本量研究。总之，伴发肠梗阻套叠患儿宜尽早整复，整复失败者应尽早手术，从而避免肠缺血、坏死及穿孔的发生。本研究患儿年龄（月）的OR值相对较低为0.905，可能未将其降维为二分类变量有关，因为笔者想具体展示年龄每增大1 个月而发生结局事件的风险。列线图显示，年龄越小，失败可能性越大，与既往研究结果一致［2，13，17］，可能与年龄小的患儿肠壁功能不完善有关。实际工作中，患儿大声哭闹、配合差会促使家长终止灌肠操作，而年龄偏大患儿则依从性相对较好。

套头位置和空气灌肠压力亦是肠套叠患儿空气灌肠整复术的影响因素。既往研究指出肠套叠位于左半结肠的整复失败率明显高于右半结肠［12-13］，本研究发现套头位于左半结肠是整复失败的危险因素（OR= 2.741），与既往研究相仿。套头位置与肠套叠类型、套入深度密切相关［18］。本研究未收集到套叠类型、肠管套入深度信息，有待后续研究纳入。空气灌肠压力值亦具有较好的预测能力（OR= 2.433，95%CI： 1.158 ～ 5.117），较大的空气压力是肠套叠整复失败的影响因素，与GUO 等［19］的研究结果相仿，同时作者指出第一次灌肠压力是套叠复发最重要的变量。本研究发现超过设定的临界压力值，患儿整复失败率增加两倍以上。更高空气压力值反映了套叠肠管紧密程度，当然增加了整复失败的几率。总之，本研究发现的5 个预测因素间是相互关系、相互作用的，肠套叠患儿空气灌肠整复失败是多因素共同作用的结果，临床预测模型可通过整合信息、最大化反映风险预测概率。

既往研究指出［2，13，20］，血便和腹部包块亦是整复失败的影响因素。本研究单因素logistic 回归显示血便（OR= 2.632，95%CI：1.420 ～ 4.858）和腹部包块（OR= 1.949，95%CI： 1.054 ～ 3.572）单独对空气灌肠整复失败具有一定预测能力。但多因素logistic 回归分析二者被排除（P＞ 0.05），这与既往研究［21］不全相同，这跟多因素回归模型寻求最佳组合以达到最佳预测能力有关。因此，伴发血便和腹部包块增加了空气灌肠整复失败的几率。血便形成与肠管血运障碍导致肠壁黏膜脱落、出血相关，最后呈现典型的果酱样大便，而腹部包块即为套叠肠管的表现，包块越大提示套叠肠管范围广、套口深。

本研究作为一项回顾性研究，局限性在于未纳入更多可能的预测变量，由于肠套叠多数为急诊患儿且复位成功、未住院者占多数，所以未能将实验室等相关指标纳入分析；未进行预测模型的多中心外部验证。因此，后续研究有望从多中心、大样本以及多模态（包括超声［22］、介入［23］引导下的肠套叠复位）构建多尺度预测模型并外部验证，以提高模型稳健性及临床适用度。

综上所述，本研究结合近年来遵义医科大学第三附属医院肠套叠患儿空气灌肠复位经验，同时将空气灌肠参数纳入肠套叠整复失败预测模型构建，所构建的急诊小儿肠套叠空气灌肠整复失败的临床预测模型，具有较好的区分度、校准度及临床适用度，且具有一定科学性、准确性及合理性，可为肠套叠患儿空气灌肠整复失败风险因素筛查提供直观便捷的帮助，为急诊肠套叠患儿临床决策提供一些参考。

【Author contributions】LI Dongxue performed the experiments and wrote the article.LI Dehuan performed the experiments.SUN Yiming，HUANG Qing，LIU Jiaji and HU Guangzhong revised the article.LI Dongxue and JIANG Lin designed the study and reviewed the article.All authors read and approved the final manuscript as submitted.