上氣道形態(tài)學(xué)參數(shù)聯(lián)合臨床特征列線(xiàn)圖模型診斷兒童阻塞性睡眠呼吸暫停

師炎敏，張 鵬，王 歡，王逸飛，李 晨，楊瑞云，肖新廣

(鄭州大學(xué)附屬鄭州中心醫(yī)院放射科，河南 鄭州 450007)

兒童阻塞性睡眠呼吸暫停(obstructive sleep apnea, OSA)是以長(zhǎng)時(shí)間上呼吸道部分和/或間歇性完全阻塞為主要特征的睡眠障礙，發(fā)病率為2%～5%，主要癥狀包括習(xí)慣性打鼾、張口呼吸、睡眠中驚醒和白天嗜睡等；如長(zhǎng)期未獲有效治療，可致兒童發(fā)育不良、遺尿、注意力缺陷和心肺疾病等[1-2]。早診斷、早治療對(duì)改善OSA患兒預(yù)后具有重要意義。本研究基于上氣道形態(tài)學(xué)參數(shù)聯(lián)合臨床特征建立列線(xiàn)圖模型，并觀察診斷兒童OSA的效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2019年2月—2022年4月 355例于鄭州大學(xué)附屬鄭州中心醫(yī)院接受睡眠監(jiān)測(cè)及鼻咽部CT檢查的≤10歲兒童的影像學(xué)及臨床資料，男210例、女145例，年齡1～10歲、平均(5.4±2.2)歲；其中237例確診OSA，118例非OSA；261例慢性鼻竇炎，75例分泌性中耳炎，2例具有腺樣體面容。納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床及影像學(xué)資料完整；②鼻咽部CT圖像質(zhì)量滿(mǎn)足診斷要求。排除標(biāo)準(zhǔn)：①鼻咽部出血；②免疫缺陷；③既往有鼻甲切除或腺樣體切除史；④鼻咽部或頸部腫物或占位性病變累及上呼吸道；⑤顱底骨折或顱面畸形；⑥軟骨發(fā)育不全、甲狀腺功能減退、肢端肥大癥；⑦神經(jīng)肌肉疾病。本研究經(jīng)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號(hào)：201978)，監(jiān)護(hù)人均對(duì)研究?jī)?nèi)容知情同意。

1.2 儀器與方法 采用Siemens SOMATOM Definition Flash CT掃描儀，以低劑量(低于國(guó)際推薦標(biāo)準(zhǔn))掃描方案采集鼻咽腔頂至?xí)捤綀D像，參數(shù)：管電壓100 kV，自動(dòng)管電流技術(shù)和迭代重建算法，層厚1.0 mm，層間距0.6 mm，掃描時(shí)間3～4 s。

由2名放射科主管技師以雙盲法測(cè)量上氣道形態(tài)學(xué)指標(biāo)，取其平均值作為結(jié)果。具體測(cè)量指標(biāo)及方法[3]：以多平面重建(multi-planar reconstruction, MPR)將原始軸位圖像重建為冠狀位和矢狀位圖像，測(cè)量鼻咽腔寬度(蝶枕軟骨交界處下緣至軟硬腭交界上緣連線(xiàn)距離，即N線(xiàn))、腺樣體厚度(A線(xiàn))(圖1A)、鼻后間隙(圖1B)、上氣道最狹窄處面積(圖1C)及上下徑、左右徑(圖1D)；采用容積重建(volume reconstruction, VR)獲得上氣道容積(圖1E)。

圖1 于鼻咽部CT重建圖像中測(cè)量上氣道形態(tài)學(xué)指標(biāo)示意圖 A.矢狀位MPR圖，沿枕骨下緣做延長(zhǎng)線(xiàn)(L)，經(jīng)腺樣體最凸點(diǎn)做延長(zhǎng)線(xiàn)的垂線(xiàn)(即腺樣體厚度A線(xiàn))，蝶枕軟骨交界處下緣(O點(diǎn))至軟硬腭交界上緣(H點(diǎn))連線(xiàn)距離即鼻咽腔寬度(N線(xiàn))；B.矢狀位MPR圖右鼻后間隙(綠線(xiàn))； C、D.冠狀位MPR圖示上氣道最狹窄處面積(綠，C)及上下徑(短綠線(xiàn)，D)、左右徑(長(zhǎng)綠線(xiàn)，D)； E.VR圖示上氣道容積(綠)

根據(jù)腺樣體形狀及矢狀位最厚處凸出位置將其形態(tài)分為逗號(hào)形、鐮刀形、彌漫形及其他(圖2)。

圖2 鼻咽部矢狀位CT MPR圖示腺樣體形態(tài) A.逗號(hào)形腺樣體，局部飽滿(mǎn)、下凸，類(lèi)似逗點(diǎn)樣突出； B.鐮刀形腺樣體，厚度較薄，下緣凹陷或近乎平直，未見(jiàn)下凸； C.彌漫形腺樣體，形態(tài)飽滿(mǎn)，各向均增厚

2 結(jié)果

訓(xùn)練集248例，男143例、女105例，平均年齡(5.36±2.16)歲；其中182例慢性鼻竇炎、50例分泌性中耳炎、1例具有腺樣體面容；171例OSA、77例非OSA。驗(yàn)證集107例，男67例、女40例，平均年齡(5.63±2.31)歲；其中79例慢性鼻竇炎、25例分泌性中耳炎、1例具有腺樣體面容；66例OSA、41非OSA?；純耗挲g(t=1.03，P=0.30)、性別(χ2=0.76，P=0.38)、OSA占比(χ2=1.78，P=0.18)、慢性鼻竇炎占比(χ2=0.01，P=0.93)及分泌性中耳炎占比(χ2=0.53，P=0.47)組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.1 篩選列線(xiàn)圖模型變量 以訓(xùn)練集中的OSA為因變量，腺樣體形態(tài)、睡眠打鼾和睡眠張口呼吸為無(wú)序分類(lèi)自變量進(jìn)行虛擬變量化，并分別以鐮刀形腺樣體、無(wú)睡眠打鼾及無(wú)睡眠張口呼吸為參照類(lèi)別行單因素logistic分析，結(jié)果顯示訓(xùn)練集OSA與非OSA患兒年齡、A線(xiàn)、鼻后間隙、上氣道最狹窄處上下徑及左右徑、腺樣體形態(tài)、睡眠打鼾和睡眠張口呼吸病程差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，見(jiàn)表1。

表1 訓(xùn)練集中OSA影響因素的單因素logistic回歸分析結(jié)果(n=248)

以逐步回歸法對(duì)上述8個(gè)變量行多因素logistic回歸分析，經(jīng)共線(xiàn)性診斷，各變量的容忍度均>0.1，方差膨脹因子均<10，認(rèn)為各變量間不存在多重共線(xiàn)性問(wèn)題；多因素logistic分析結(jié)果顯示，上氣道最狹窄處左右徑、腺樣體形態(tài)和睡眠打鼾病程是OSA的獨(dú)立影響因素(P均<0.05)，見(jiàn)表2。

表2 訓(xùn)練集中OSA影響因素的多因素logistic回歸分析結(jié)果(n=248)

2.2 構(gòu)建列線(xiàn)圖模型 以2.1中篩選出的上氣道最狹窄處左右徑、腺樣體形態(tài)和睡眠打鼾病程3個(gè)變量構(gòu)建的OSA列線(xiàn)圖模型如圖3。ROC曲線(xiàn)顯示，該模型診斷OSA的AUC為0.93[95%CI(0.89,0.96)]，臨界值取0.75時(shí)，約登指數(shù)為0.70，敏感度73.70%，特異度96.10%。見(jiàn)圖4。

圖3 OSA發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的列線(xiàn)圖，“左右徑”指上氣道最狹窄處測(cè)值

圖4 列線(xiàn)圖模型診斷訓(xùn)練集OSA的ROC曲線(xiàn)

2.3 列線(xiàn)圖模型的內(nèi)部驗(yàn)證、外部驗(yàn)證及臨床獲益 以Bootstrap驗(yàn)證法行內(nèi)部驗(yàn)證，對(duì)訓(xùn)練集數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)抽樣1 000次后繪制校準(zhǔn)曲線(xiàn)(圖5A)，其平均絕對(duì)誤差為0.01，與45°參考線(xiàn)基本重合，表明該模型對(duì)訓(xùn)練集OSA的診斷概率與實(shí)際發(fā)生概率具有較好的一致性。

以驗(yàn)證集對(duì)模型進(jìn)行外部驗(yàn)證，結(jié)果顯示其診斷OSA的AUC為0.85[95%CI(0.78,0.93)]，校準(zhǔn)曲線(xiàn)的平均絕對(duì)誤差為0.02(圖5B)，即模型效能良好。

圖5 列線(xiàn)圖模型診斷OSA的校準(zhǔn)曲線(xiàn) A.以Bootstrap驗(yàn)證法行內(nèi)部驗(yàn)證； B.于驗(yàn)證集中行外部驗(yàn)證

列線(xiàn)圖模型在訓(xùn)練集和驗(yàn)證集的凈收益率均高于無(wú)效線(xiàn)，提示其臨床獲益較高(圖6)。

圖6 列線(xiàn)圖模型的臨床DCA A.訓(xùn)練集； B.驗(yàn)證集

3 討論

多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)(polysomnography, PSG)是診斷OSA的金標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)兒童患者實(shí)施困難[4]。美國(guó)兒童OSA診療指南[5]建議對(duì)兒童進(jìn)行打鼾篩查，對(duì)于打鼾合并其他OSA癥狀的兒童應(yīng)實(shí)施PSG，如無(wú)法實(shí)施PSG則需實(shí)行其他方式的替代診斷測(cè)試，或轉(zhuǎn)診睡眠專(zhuān)家進(jìn)行評(píng)估。目前臨床缺乏令人滿(mǎn)意的兒童OSA篩查工具和客觀評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，診斷OSA具有較高主觀因素依賴(lài)性，僅據(jù)癥狀、體征或二者聯(lián)合等均不能有效診斷OSA，多需結(jié)合其他診斷工具進(jìn)行綜合判斷[4-5]。既往多項(xiàng)研究[6-8]以夜間經(jīng)皮血氧飽和度(percutaneous oxygen saturation of pulse， SpO2)聯(lián)合臨床癥狀及體征建立診斷OSA模型，但因納入觀察對(duì)象年齡范圍跨度過(guò)大或過(guò)小，監(jiān)測(cè)夜間SpO2耗時(shí)且影響因素較多，使得所獲模型的診斷效能相對(duì)不足。

OSA發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，目前認(rèn)為是解剖性上呼吸道口徑減小和上呼吸道舒張肌調(diào)節(jié)能力降低的結(jié)果，其病理生理改變?yōu)樯虾粑浪莺?或解剖性狹窄[1]；2～8歲及青春期為OSA發(fā)病高峰，分別與腺樣體和/或扁桃體肥大、體質(zhì)量增加有關(guān)。腺樣體肥大是引起OSA患兒上氣道解剖性狹窄的最常見(jiàn)原因[1]。NARANG等[9]通過(guò)分析53名8～18歲肥胖青少年(肥大)扁桃體和頸高/身高建立的診斷OSA模型的效能較高，其C指數(shù)為0.84。對(duì)以腺樣體肥大聯(lián)合頸高/身高建立診斷兒童OSA模型的效能有待進(jìn)一步探討。鼻咽部CT容積掃描不僅能提供上氣道形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)，還可排除頭頸部占位等引起氣道結(jié)構(gòu)異常病變及共患疾病。本研究基于鼻咽部CT容積掃描所獲上氣道形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)，聯(lián)合臨床癥狀、體征建立的兒童OSA風(fēng)險(xiǎn)診斷列線(xiàn)圖模型能夠充分體現(xiàn)各預(yù)測(cè)因子對(duì)結(jié)局指標(biāo)的貢獻(xiàn)程度，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)不同因素對(duì)疾病發(fā)生的影響；內(nèi)部和外部驗(yàn)證結(jié)果均表明該模型具有較高的效能和較好的擬合度，能較真實(shí)地反映疾病的發(fā)生概率，且其凈收益率高于無(wú)效線(xiàn)，滿(mǎn)足DCA判定為優(yōu)質(zhì)模型的條件[10]，提示該模型可帶來(lái)較高的臨床獲益。

多國(guó)兒童分泌性中耳炎診療指南均推薦采用腺樣體切除術(shù)加以治療，特別是對(duì)伴夜間睡眠打鼾和鼻咽部感染患兒，但在年齡界定和伴發(fā)疾病方面有所差異[11]。氣道阻塞、耳部疾病或慢性鼻竇炎所致兒童睡眠障礙屬于腺樣體切除術(shù)適應(yīng)證[12]。制定治療方案前應(yīng)準(zhǔn)確判斷主要病因、病情及應(yīng)對(duì)策略。

綜上所述， 基于CT容積掃描所獲上氣道形態(tài)學(xué)參數(shù)聯(lián)合臨床特征建立的列線(xiàn)圖模型對(duì)兒童OSA具有較高診斷價(jià)值。但本研究建模數(shù)據(jù)均來(lái)源于單中心，有待多中心、更大樣本量研究結(jié)果加以進(jìn)一步驗(yàn)證。