中、重度脑外伤继发性急性肾损伤列线图预测模型的构建

潘金玉 邵红亮 杨向红

脑外伤具有较高病死率与致残率，已成为我国40岁以下成年人死亡的首要病因。脑外伤患者由于病情较重，脏器功能紊乱，易出现并发症，而治疗措施不当、血液透析、药物使用也是导致患者出现并发症的重要因素[1]。急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）是中、重度脑外伤常见合并症，且与病情恶化、死亡密切相关。相关报道显示，AKI在中、重度脑外伤患者中的发生率为9%～30%，所致病死率为18%～42%[2-3]。AKI患者病死率高除与患者年龄、病情严重程度、合并慢性心血管疾病等因素有关外，也与延迟诊断密切相关[4]。因此筛选出存在AKI高危因素的中、重度脑外伤患者，并加强肾功能监测，对于及时发现肾脏功能变化，提高早期诊断率具有重要意义。目前针对脑外伤继发性AKI的研究主要为影响因素及预后分析，而有关如何实现脑外伤继发性AKI的风险预测鲜见报道。列线图是在多因素回归分析基础上，以可视化图形展现各影响因素对结局的贡献程度。本研究对影响中、重度脑外伤继发性AKI发生的危险因素进行分析，并建立列线图预测模型，探讨列线图对防治中、重度脑外伤患者继发性AKI的临床意义。

1 对象和方法

1.1 对象 回顾2017年2月至2020年3月浙江省人民医院收治的528例中、重度脑外伤患者临床资料，排除入院24 h内死亡21例，合并全身多发伤（脑、胸、腹伤）41例，既往诊断为慢性肾衰竭9例，最终纳入457例，男 306 例，女 151 例，年龄 17～68（49.06±4.82）岁。所有患者均符合脑外伤诊断标准，无凝血功能障碍，近期未服用抗凝药物。致伤原因：车祸伤183例，打击伤135例，坠落伤98例，运动伤41例；并发高血压60例，高血糖63例，低血压52例，急性呼吸衰竭60例，心力衰竭57例。格拉斯哥昏迷指数（Glasgow coma scale，GCS）评分均＜13分。

1.2 诊断标准

1.2.1 脑外伤 经头颅CT检查证实有脑外伤，GCS评分为3～12分，其中3～8分为重度，9～12分为中度。

1.2.2 继发性AKI 48 h内血肌酐（serum creatinine，Scr）水平上升至26.4 μmol/L以上或上升至基线值的1.5倍，连续6 h尿量＜0.5 ml/（kg·h）。

1.3 方法 收集患者临床资料，包括性别、年龄、基础Scr（患者入院后第1次Scr检测值）、GCS评分、急性生理与慢性健康评估Ⅱ（APACHEⅡ）评分、甘露醇使用量、机械通气、低血压、高血压、急性呼吸衰竭、心力衰竭、WBC、入住ICU时间。Scr水平测定采用酶法（罗氏Cobas8000仪），每48 h检测1次。APACHEⅡ分值范围为0～71分，分值越高表示病情越严重。按照是否发生继发性AKI分为AKI组与非AKI组，记录并比较两组患者住院期间死亡、28 d病死率、肾脏替代治疗情况，将临床资料作为自变量，筛选影响AKI发生的独立危险因素。

1.4 统计学处理 采用SPSS 22.0统计软件。计量资料以表示，组间比较采用两独立样本t检验；计数资料的比较采用χ2检验。采用多因素logistic回归分析筛选AKI危险因素。对线性模型的验证采用ROC曲线分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 中、重度脑外伤继发性AKI发生情况及预后分析457例患者中有83例发生继发性AKI，发生率为18.16%（83/457）。AKI组住院期间死亡、28 d病死率、肾脏替代治疗发生率均高于非AKI组，差异均有统计学意义（均 P＜0.05）。见表 1。

表1 AKI组与非AKI组临床预后比较[例（%）]

2.2 影响中、重度脑外伤继发性AKI发生的单因素分析 单因素分析结果显示，AKI组男性、合并低血压、急性呼吸衰竭、心力衰竭构成比高于非AKI组，年龄、基础Scr水平、APACHEⅡ评分、甘露醇使用量均大于非AKI组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。见表2。

2.3 影响中、重度脑外伤继发性AKI发生的多因素回归分析 将单因素分析有意义的变量年龄、性别（女=0，男=1）、低血压（否=0，是=1）、基础 Scr水平、APACHEⅡ评分、甘露醇使用量、急性呼吸衰竭（否=0，是=1）、心力衰竭（否=0，是=1）作为自变量，是否发生继发性AKI作为应变量，多因素logistic回归分析显示，年龄、基础Scr水平、APACHEⅡ评分、甘露醇使用量、急性呼吸衰竭是影响中、重度脑外伤继发性AKI发生的独立危险因素（均P＜0.05），最终公式0.133×年龄赋值+0.015×基础Scr水平赋值+0.071×APACHEⅡ评分赋值+1.041×甘露醇使用量+0.941×急性呼吸衰竭-13.174。见表3。

2.4 中、重度脑外伤继发性AKI发生风险预测模型的列线图建立 根据多因素logistic回归分析中的数据使用R软件（R3.6.3）rms程序包构建预测继发性AKI发生风险的列线图模型。各项预测指标积分之和对应的预测概率值即为预测的发生风险值，年龄30岁为0分，每增加5岁列线图评分增加14分，基础Scr水平每增加10 μmol/L列线图评分增加2.7分，APACHEⅡ评分每增加5分列线图评分增加7.5分，甘露醇使用量每增加0.2 g/kg列线图评分增加4分，急性呼吸衰竭19分。见图1。

表2 影响中、重度脑外伤继发性AKI发生的单因素分析

表3 影响中、重度脑外伤继发性AKI发生的多因素回归分析

图1 中、重度脑外伤继发性急性肾损伤（AKI）发生风险的列线图模型

2.5 列线图模型的验证 根据预测模型公式计算中、重度脑外伤继发性AKI发生风险预测值，采用ROC曲线评估列线图模型区分度，以Youden指数最大值为预测模型的最佳临界值，AUC为0.799，表明该列线图区分度较好。如图2所示。绘制列线图校准曲线，校准曲线为斜率接近1的直线（图3）。并进行Hosmer-Lemeshow拟合优度检验，χ2=7.982，P=0.435，表明该列线图模型预测中、重度脑外伤继发性AKI发生风险预一致性良好。

3 讨论

严重脑外伤继发性AKI患者病死率更高，且病死率与肾损伤程度密切相关。本研究中继发性AKI发生率为18.16%，与贺倩等[5]研究报道的17.6%相近。AKI组住院期间死亡、28 d病死率、肾脏替代治疗发生率均高于非AKI组，提示中、重度脑外伤合并AKI可增加患者病死率。因此，明确影响中、重度脑外伤合并AKI的危险因素，对于防治AKI、降低病死率具有重要意义。本研究采用多因素logistic回归模型对影响中、重度脑外伤继发性AKI的危险因素进行分析，发现年龄、基础Scr水平、APACHEⅡ评分、甘露醇使用量、急性呼吸衰竭为独立危险因素。但这些分散的指标在对疾病预测上可能存在不同甚至相关的结果，而如何整合相关影响指标，以更加科学合理的预测患病风险，有助于临床决策的制定。疾病预测模型可将众多危险因素纳入一个统计学风险模型，如分类树模型、列线图模型等，从而提供个性化的疾病风险评估。本研究基于5个危险因素建立列线图模型，将继发性AKI发生风险进行量化与可视化分析。

图2 列线图预测中、重度脑外伤继发性急性肾损伤（AKI）效果的ROC曲线

图3 列线图的校准曲线

年龄是脑外伤继发性AKI的独立危险因素（OR=1.142），与既往报道一致[6-7]。随着年龄增长肾脏储备功能呈进行性下降，低灌注后易发生AKI。老年人若合并高血压、心管疾病等，颅脑损伤更易导致多器官功能衰竭[8]。有研究显示，病情严重程度（APACHEⅡ评分）可反映脑外伤的严重性及其对肾脏的影响，严重创伤所致的应激反应可导致肾血流减少[9]。Scr是评价肾功能的重要指标，基础Scr水平可用于评价严重创伤后肾功能损伤情况。本研究结果显示，基础Scr水平与APACHEⅡ评分是影响继发性AKI发生的危险因素，与Harrois等[10]研究结果一致，脑外伤后交感神经异常兴奋，肺组织血流灌注减少，阻塞性通气功能障碍明显，因此出现急性呼吸衰竭，进而会影响肾血管收缩，降低肾血流量，损伤肾功能[11]。本研究显示，急性呼吸衰竭是影响继发性AKI的独立危险因素。

甘露醇具有利尿、清除氧自由基的作用，无法在体内代谢，通过渗透性利尿将水分排出体外[12]。但其具有肾脏毒性，可损伤肾小管，导致近端小管细胞肿胀。研究表明[13]，长期大量使用甘露醇可引发电解质紊乱，增加AKI发生风险。本研究结果显示，甘露醇使用量是影响继发性AKI的危险因素，因此在脑外伤救治过程中应避免使用肾毒性药物如甘露醇。有研究者指出，高血压、心力衰竭是影响AKI的危险因素[14-15]，但本研究显示两者对AKI的发生率无明显影响。

本研究采用ROC曲线检验评估列线图模型区分度，AUC为0.799，表明列线图区分度较好。校准曲线为斜率接近1的直线，Hosmer-Lemeshow拟合优度检验χ2=7.982，P=0.435，表明该列线图模型预测中、重度脑外伤继发性AKI发生风险的准确度较高。

综上所述，本研究通过多因素logistic回归模型筛选出影响中、重度脑外伤继发性AKI的危险因素，即年龄、基础Scr水平、APACHEⅡ评分、甘露醇使用量、急性呼吸衰竭，依此为基础构建列线图预测模型，检验其具有良好的区分度与准确度，能够为防治中、重度脑外伤继发AKI的发生提供一定指导价值。