成年脊髓損傷患者功能結(jié)局的預(yù)測(cè)模型研究

崔堯，叢芳，李建軍,3，高峰，杜良杰，楊明亮

1.首都醫(yī)科大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，北京市 100068；2.中國(guó)康復(fù)研究中心北京博愛醫(yī)院，北京市 100068；3.中國(guó)康復(fù)科學(xué)所，北京市 100068

脊髓損傷是指由各種原因?qū)е伦倒軆?nèi)神經(jīng)結(jié)構(gòu)及其功能的損害，出現(xiàn)損傷水平及以下脊髓功能(運(yùn)動(dòng)、感覺、括約肌和自主神經(jīng)功能)障礙[1?3]。對(duì)于此類嚴(yán)重致殘性疾病，如何精準(zhǔn)評(píng)估并預(yù)測(cè)患者的功能預(yù)后或康復(fù)結(jié)局十分重要，有助于設(shè)定康復(fù)目標(biāo)，制定康復(fù)計(jì)劃，評(píng)價(jià)康復(fù)療效，指導(dǎo)康復(fù)治療[4?6]。目前，關(guān)于脊髓損傷功能預(yù)后的研究多為有關(guān)完全性脊髓損傷的定性描述，定量分析相對(duì)較少[7?14]。

本文通過對(duì)脊髓損傷患者的人口學(xué)、神經(jīng)學(xué)、功能學(xué)等方面的主要量化指標(biāo)進(jìn)行單因素相關(guān)性分析和多元線性回歸分析，初步構(gòu)建了一種預(yù)測(cè)模型。其中，神經(jīng)學(xué)數(shù)據(jù)取自脊髓損傷神經(jīng)學(xué)分類國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(International Standards for Neurological Classification of Spinal Cord Injury,ISNCSCI)，功能學(xué)數(shù)據(jù)取自改良Barthel 指數(shù)(modified Barthel Index,MBI)[1]。ISNCSCI是國(guó)際通用的評(píng)價(jià)神經(jīng)學(xué)損傷的標(biāo)準(zhǔn)量表，MBI是國(guó)內(nèi)常用的日常生活活動(dòng)能力評(píng)定量表。兩個(gè)量表的信度和效度良好，利用其評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)患者的神經(jīng)學(xué)和功能學(xué)狀態(tài)，可信度較高，實(shí)用性較好，可推廣性較強(qiáng)[7,10,13]。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年9月至2018年12月在中國(guó)康復(fù)研究中心北京博愛醫(yī)院住院治療的脊髓損傷截癱患者作為研究對(duì)象。

診斷標(biāo)準(zhǔn)：①符合ISNCSCI臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]；②經(jīng)MRI檢查證實(shí)為脊髓損傷。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床資料齊全，住院病歷首頁(yè)信息齊全，ISNCSCI、MBI兩個(gè)量表評(píng)價(jià)記錄完整(3 次以上)，且出入院時(shí)或1周內(nèi)的評(píng)價(jià)記錄齊全；②年齡18歲以上；③截癱，損傷水平在胸段、腰段和骶段脊髓；④發(fā)病到入院＜365 d；⑤首次入住本院進(jìn)行康復(fù)治療；⑥住院期間持續(xù)進(jìn)行綜合康復(fù)治療；⑦入院后生命體征平穩(wěn)，意識(shí)清楚；⑧住院期間未出現(xiàn)需要手術(shù)治療的情況。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①ISNCSCI評(píng)分中包括“NT”；②量表得分存在邏輯問題或計(jì)算錯(cuò)誤；③多次評(píng)價(jià)結(jié)果間存在不一致或邏輯沖突；④住院天數(shù)＜30 d；⑤伴有腦外傷、截肢、多發(fā)性創(chuàng)傷等其他嚴(yán)重?fù)p傷；⑥存在認(rèn)知障礙或言語(yǔ)障礙；⑦依賴呼吸機(jī)；⑧因各種原因(如嚴(yán)重并發(fā)癥等)未進(jìn)行康復(fù)治療或中途間斷2周以上；⑨住院期間接受手術(shù)治療。

最終納入110例，其中男性84例(76.4%)，女性26例(23.6%)；年齡18～68歲，平均(38.55±12.13)歲；病程(73.68±86.37)d；住院(75.77±33.58)d；創(chuàng)傷性脊髓損傷93例(84.5%)，非創(chuàng)傷性脊髓損傷17例(15.5%)；交通事故23例(20.9%)，高處墜落42例(38.2%)，跌倒摔傷4例(3.6%)，疾病18例(16.4%)，重物砸傷19例(17.3%)，刀刺傷1例(0.9%)，磕碰撞傷1例(0.9%)，醫(yī)療事故1例(0.9%)，槍擊傷1例(0.9%)；上胸髓(T1～T4)13例(11.8%)，中胸髓(T5～T8)26例(23.6%)，下胸髓(T9～T12)55例(50.0%)，腰髓16例(14.5%)；完全性脊髓損傷70例(63.6%)，不完全性脊髓損傷40例(36.4%)；AISA殘損分級(jí)(AISA Impair?ment Scale,AIS)A級(jí)70例(63.6%)，B級(jí)10 例(9.1%)，C級(jí)8例(7.3%)，D級(jí)22例(20.0%)。

本研究經(jīng)中國(guó)康復(fù)研究中心北京博愛醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)。

1.2 資料收集

在中國(guó)康復(fù)研究中心北京博愛醫(yī)院病案室查閱臨床資料，按照上述標(biāo)準(zhǔn)摘錄以下變量：性別，年齡，病程，住院天數(shù)，其他診斷數(shù)量，并發(fā)癥數(shù)量，合并癥數(shù)量，手術(shù)次數(shù)，發(fā)病到康復(fù)治療介入的天數(shù)，致傷原因，出院和入院時(shí)的ISNCSCI神經(jīng)損傷平面(Neurological Level of Injury,NLI)、損傷完全性、AIS、下肢運(yùn)動(dòng)總分(Lower Extremity Motor Sub?scores,LEMS)、輕觸覺(light touch,LT)總分和針刺覺(Pin Prick,PP)總分以及MBI總分。同時(shí)，查看病程記錄和治療記錄，確定患者接受包括藥物治療、物理治療、作業(yè)治療、文體治療、康復(fù)工程等綜合康復(fù)治療。

1.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

①原始資料收集階段，排除信息不全的記錄，檢查分值范圍，排除邏輯問題，核查分值計(jì)算結(jié)果；②數(shù)據(jù)錄入階段，首先在將紙質(zhì)信息錄入康復(fù)信息系統(tǒng)時(shí)進(jìn)行人工核對(duì)，錄入完成后由另一人進(jìn)行再次核對(duì)；③數(shù)據(jù)抽檢階段，待全部錄入完成后，采用計(jì)算機(jī)隨機(jī)抽樣法，隨機(jī)選取1/3 數(shù)據(jù)進(jìn)行抽檢，以保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

計(jì)量資料以(xˉ±s)表示，組間比較采用t檢驗(yàn)[15]。計(jì)數(shù)資料以[n(%)]表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)[15]。正態(tài)性檢驗(yàn)采用Shapiro?Wilk 法[15]。相關(guān)性分析使用Pearson相關(guān)系數(shù)[15?16]。顯著性水平α=0.05[15]。所有計(jì)算均由第一作者采用R 3.5.0 版軟件和R Studio1.1.453版集成開發(fā)環(huán)境(Integrated Development Environment,IDE)完成[17?18]。

2 結(jié)果

2.1 神經(jīng)學(xué)和功能學(xué)

2.1.1出入院時(shí)的神經(jīng)學(xué)和功能學(xué)評(píng)分變化

與入院時(shí)相比，出院時(shí)所有患者ISNCSCI的LEMS、LT 總分、PP 總分和MBI總分的平均值均有所提高，但只有MBI總分有非常高度顯著性差異(P＜0.001)。見表1。

表1 出入院時(shí)的神經(jīng)學(xué)和功能學(xué)評(píng)分比較(n=110)

2.1.2出入院MBI總分變化值及變化率的分布

MBI提高15 分者最多，提高35 分以上者均為創(chuàng)傷性脊髓損傷。見圖1。

無(wú)論是創(chuàng)傷性損傷還是非創(chuàng)傷性損傷，MBI變化率在0.2 處的分布概率最大。其中，變化率0.75 以上者非創(chuàng)傷性患者較多。計(jì)算公式為：MBI變化率=MBI變化值/住院天數(shù)。見圖2。

圖1 出入院MBI總分變化值分布的直方圖

2.2 單因素相關(guān)性分析

2.2.1出院時(shí)MBI總分的影響因素

影響脊髓損傷患者出院MBI總分有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的因素包括入院MBI總分、入院LEMS、入院PP 總分、入院LT 總分、發(fā)病到康復(fù)治療介入的天數(shù)、手術(shù)次數(shù)和合并癥數(shù)量，共7個(gè)因素。見表2、圖3。

2.2.2出入院MBI總分變化值的影響因素

影響脊髓損傷患者出入院MBI總分變化值的有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的因素包括入院MBI總分、發(fā)病到康復(fù)治療介入的天數(shù)和住院天數(shù)，共3個(gè)因素。見表2、圖3。

圖2 出入院MBI總分變化率分布的核密度圖

2.3 多元線性回歸分析

2.3.1影響出院MBI總分的多因素分析

2.3.1.1參數(shù)估計(jì)與顯著性檢驗(yàn)

對(duì)脊髓損傷患者出院MBI總分的7 個(gè)影響因素進(jìn)行多元線性回歸分析，根據(jù)AIC 準(zhǔn)則(Akaike Informa?tion Criterion,C)擬合出最優(yōu)回歸方程：MBI出院=28.24+0.52 × MBI入院+0.24 × LEMS入院-1.23×合并癥數(shù)量(R2=0.64,P＜0.001)。見表3。

表2 出院MBI總分和出入院MBI總分變化值與其他量化指標(biāo)的相關(guān)性分析及顯著性檢驗(yàn)

圖3 相關(guān)系數(shù)矩陣圖

表3 出院MBI總分的多元線性逐步回歸分析參數(shù)估計(jì)及顯著性檢驗(yàn)

2.3.1.2模型診斷

殘差與擬合值分布圖(圖4a)可見數(shù)據(jù)點(diǎn)隨機(jī)分布在水平線(y=0)兩側(cè)，無(wú)明顯趨勢(shì)，表明模型符合線性假設(shè)。正態(tài)Q?Q 圖(圖4b)可見數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布趨于呈45°角的直線，說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)化殘差的概率分布為正態(tài)分布，模型符合正態(tài)性假設(shè)。位置尺度圖(圖4c)可見數(shù)據(jù)點(diǎn)表現(xiàn)為在水平線周圍的隨機(jī)變化，表明模型符合同方差性假設(shè)。殘差與杠桿圖(圖4d)可見各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的影響。D?W 統(tǒng)計(jì)量=1.689，P=0.092，誤差項(xiàng)之間獨(dú)立。方差膨脹因子(variance inflation factor,VIF)平方根均小于2，說(shuō)明不存在自相關(guān)性，模型通過共線性診斷。

2.3.2影響出入院MBI總分變化值的多因素分析

對(duì)影響脊髓損傷患者出入院MBI總分變化值的3個(gè)影響因素做多元線性逐步回歸分析，擬合的最優(yōu)預(yù)測(cè)模型為：MBI變化值=18.44-0.29×MBI入院+0.06×住院天數(shù)(R2=0.29,P＜0.001)。見表4。通過診斷圖及相關(guān)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算，確定模型滿足正態(tài)性、線性及同方差性假設(shè)。見圖5。

圖4 出院MBI總分的多元線性回歸模型標(biāo)準(zhǔn)診斷圖

表4 出入院MBI總分變化值的多元線性逐步回歸分析參數(shù)估計(jì)及顯著性檢驗(yàn)

3 討論

3.1 脊髓損傷后的神經(jīng)學(xué)及功能學(xué)康復(fù)結(jié)局

一般認(rèn)為，脊髓損傷神經(jīng)學(xué)恢復(fù)的關(guān)鍵期為傷后1～2 個(gè)月，超過6 個(gè)月后改善的概率極低，在治療技術(shù)取得突破性進(jìn)展之前，這一基本現(xiàn)狀不會(huì)改變[19]。本研究顯示，與入院時(shí)相比，出院時(shí)ISNCSCI的LEMS、LT 總分、PP 總分無(wú)顯著性增加，出院時(shí)的MBI總分與入院時(shí)對(duì)比有顯著性差異。由此可見，通過康復(fù)治療，即使沒有神經(jīng)學(xué)上的顯著恢復(fù)，患者的日常生活能力也會(huì)有所改善，在一定程度上證明康復(fù)治療在改善患者功能狀態(tài)、提高獨(dú)立性方面的價(jià)值和意義。Gunes等[20]對(duì)118例脊髓損傷患者進(jìn)行的研究也得出類似的結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)，與入院時(shí)相比，出院時(shí)的神經(jīng)學(xué)評(píng)分無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著增加，而功能獨(dú)立性測(cè)量(Functional Independence Measure,FIM)評(píng)分顯著提高。

3.2 影響脊髓損傷出院功能狀態(tài)的因素分析

本研究得出的兩個(gè)多元線性回歸模型顯示，入院MBI總分是影響患者出院時(shí)功能狀態(tài)的最大影響因素，入院MBI總分越高，出院時(shí)功能狀態(tài)越好，不過，因?yàn)榛A(chǔ)分值較高，此時(shí)出入院MBI變化值相對(duì)較小。一般認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)功能殘存較多，功能恢復(fù)潛力較大。

圖5 出入院MBI總分變化值的多元線性回歸模型標(biāo)準(zhǔn)診斷圖

本研究顯示，入院下肢運(yùn)動(dòng)得分越高，出院時(shí)功能狀態(tài)越好；合并癥越少，出院時(shí)的MBI總分越高。國(guó)外學(xué)者的研究也支持這一觀點(diǎn)[13]。MBI變化值與住院天數(shù)呈正相關(guān)，說(shuō)明住院時(shí)間越長(zhǎng)，日常生活能力提高越大。但是，也有研究顯示，對(duì)于脊髓損傷患者，并非住院天數(shù)越長(zhǎng)，功能改善越多，經(jīng)過一段時(shí)間的治療，功能恢復(fù)也會(huì)進(jìn)入平臺(tái)期，這種不一致可能與本次研究選擇的患者均為首次入住本院進(jìn)行康復(fù)治療的患者有關(guān)[6,13]。

本研究中，從住院到康復(fù)治療開始介入的天數(shù)這一變量沒有被納入最終的回歸模型，這與其他學(xué)者的研究結(jié)果類似。Zhang 等[21]對(duì)95 例脊髓損傷患者的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于所有節(jié)段的脊髓損傷，出院MBI總分與手術(shù)干預(yù)時(shí)間、康復(fù)介入時(shí)間、平均住院時(shí)長(zhǎng)之間不相關(guān)(P＞0.05)。單因素分析顯示，從住院到康復(fù)治療開始介入的天數(shù)對(duì)功能狀態(tài)有一定影響，這在一定程度上反映早期康復(fù)的重要性。本次沒能進(jìn)入多元回歸模型的原因可能在于，本研究為回顧性研究，相關(guān)參數(shù)取自病歷內(nèi)容，對(duì)于入住本院之前的康復(fù)治療細(xì)節(jié)了解不多，因此，仍需進(jìn)一步研究。

本研究中，年齡對(duì)出院功能狀態(tài)的影響不顯著，未納入回歸模型，這可能跟本次納入的患者年齡組成以50 歲以下為主有關(guān)。國(guó)外研究大都以50 歲為切分點(diǎn)，對(duì)患者的功能預(yù)后進(jìn)行分類評(píng)估，許多國(guó)家級(jí)的數(shù)據(jù)庫(kù)也以50 歲為年齡的切分點(diǎn)進(jìn)行患者人群分類，下一步應(yīng)加強(qiáng)研究。相關(guān)研究表明，性別對(duì)神經(jīng)學(xué)及功能學(xué)的影響不大，此次建模時(shí)未納入[6,22]。

本研究未對(duì)創(chuàng)傷性和非創(chuàng)傷性脊髓損傷分別建模，相關(guān)研究表明，兩者的神經(jīng)學(xué)及功能學(xué)改善情況類似。Scivoletto 等[13]比較380 例受傷后首次住院康復(fù)脊髓損傷患者的神經(jīng)學(xué)和功能學(xué)康復(fù)結(jié)局，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然創(chuàng)傷性脊髓損傷患者在入院時(shí)的MBI總分較低，但出院時(shí)提高較多，兩種人群出院時(shí)的功能結(jié)局相似。在進(jìn)一步的研究中，可以增大樣本量進(jìn)行對(duì)比研究。

3.3 預(yù)測(cè)模型的評(píng)價(jià)

脊髓損傷病情復(fù)雜，幾乎涉及身體各個(gè)系統(tǒng)，很難精準(zhǔn)預(yù)測(cè)患者出院時(shí)的功能狀態(tài)。本研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于出院MBI總分，單因素相關(guān)分析得出有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的影響因素較多，多因素分析減少了影響因素和預(yù)測(cè)指標(biāo)的數(shù)量，有助于簡(jiǎn)化模型，提高其實(shí)用性。同時(shí)，相比于出院MBI總分的預(yù)測(cè)模型，出入院MBI變化值模型的決定系數(shù)(R2)較小，說(shuō)明影響MBI變化值的混雜因素較多，模型的擬合度有待提高，需要進(jìn)一步研究。此外，日常生活和功能活動(dòng)能力測(cè)量工具較多，國(guó)外常用FIM、加拿大作業(yè)表現(xiàn)測(cè)量表(Canadian Occupational Performance Measure,COPM)；國(guó)內(nèi)常用MBI[23?26]。一些研究表明，相比于FIM 和MBI，專為脊髓損傷患者設(shè)計(jì)的脊髓獨(dú)立性評(píng)價(jià)(Spinal Cord In?dependence Measure Version III,SCIM III)、脊髓損傷步行指數(shù)(Walking Index for Spinal Cord Injury VersionII,WISCIII)等量表更為敏感，能夠更好地評(píng)估脊髓損傷的功能狀態(tài)，下一步可以開展相關(guān)研究，擬合出更好的預(yù)測(cè)模型[3,26?27]。

3.4 不足之處與展望

本研究為單中心研究，遠(yuǎn)期應(yīng)該進(jìn)行多中心研究，增加納入患者的數(shù)量及類型，擴(kuò)大樣本的代表性，擬合出更好的預(yù)測(cè)模型。另外，本研究在建模時(shí)未納入性別、致傷原因、損傷平面、損傷程度等類別型變量，而是通過量化評(píng)分間接反映這些因素。再者，模型未考慮自主神經(jīng)功能、心理情緒和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等因素的影響。此外，因?yàn)閺募堎|(zhì)康復(fù)治療記錄中難以獲得具體的治療參數(shù)，未能對(duì)綜合康復(fù)治療方案進(jìn)行細(xì)化分析，下一步可借助信息系統(tǒng)記錄詳細(xì)的康復(fù)治療參數(shù)，探索基于大數(shù)據(jù)的預(yù)后預(yù)測(cè)和療效分析。

綜上所述，康復(fù)治療可以提高脊髓損傷患者的日常生活自理能力。多因素分析顯示，影響脊髓損傷患者出院功能狀態(tài)最有意義的因素包括入院MBI總分、入院LEMS、發(fā)病到康復(fù)治療介入的天數(shù)和住院天數(shù)。根據(jù)多元線性回歸模型可以初步量化預(yù)測(cè)患者出院時(shí)的功能狀態(tài)，評(píng)估康復(fù)結(jié)局，指導(dǎo)康復(fù)治療。