小兒急診腸套疊空氣灌腸復(fù)位失敗的預(yù)測模型構(gòu)建及驗證

李棟學(xué) 李德歡 孫弈鳴 胡光忠 黃清 劉家驥 江林

遵義醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院、遵義市第一人民醫(yī)院1放射科 2泌尿外科 （貴州遵義 563000）

小兒急診腸套疊屬急腹癥范疇，好發(fā)于秋冬季，易復(fù)發(fā)、易導(dǎo)致腸梗阻甚至壞死［1］，臨床上以回盲部回結(jié)型套疊最為多見［2-3］，且絕大多數(shù)為原發(fā)性腸套疊［4］。作為一種急腹癥疾病，首選X 線透視下空氣灌腸整復(fù)術(shù)治療，且成功率高、預(yù)后恢復(fù)好、并發(fā)癥少［5-6］。但部分患兒因多種原因可致復(fù)位失?。?-8］，從而需行急診手術(shù)復(fù)位。因此分析腸套疊患兒空氣灌腸復(fù)位術(shù)成功與否的風(fēng)險因素，構(gòu)建整復(fù)失敗臨床預(yù)測模型具有一定價值。腸套疊復(fù)位相關(guān)研究國內(nèi)外已有較多報道，基于X 線透視下的空氣灌腸復(fù)位技術(shù)應(yīng)用最早且成熟，但目前仍缺乏標準化操作指南且復(fù)位成功率不盡相同，同時對預(yù)測模型的評價不夠全面。本研究總結(jié)我院近年來空氣灌腸技術(shù)操作體會及流程，將空氣灌腸參數(shù)結(jié)合患兒一般臨床信息共同構(gòu)建整復(fù)失敗的預(yù)測模型，并通過區(qū)分度、校準度、臨床適用度及合理性分析全面評估預(yù)測模型，以期為急診腸套疊患兒空氣灌腸規(guī)范化應(yīng)用提供參考和依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究經(jīng)遵義醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院倫理委員會批準［編號：倫審（2023）-1-134號］，患兒監(jiān)護人知情同意?；仡櫺约{入遵義醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院2014 年3 月至2023 年3 月急診就診經(jīng)臨床診斷為腸套疊的患兒439 例，X 線透視下空氣灌腸整復(fù)成功362 例、失敗77 例。同時收集包括性別、年齡、病程時間、有無血便、有無腹部包塊、X 線片有無腸梗阻、X 線透視下空氣灌腸套頭位置以及使用的空氣灌腸壓力值等。上述評價指標中有無腸梗阻、套頭位置、壓力值信息基于影像報告獲取，腸梗阻、套頭位置由兩名高年資醫(yī)師再次閱片共同明確，其余指標基于臨床病歷獲取。納入標準：（1）臨床疑診原發(fā)性腸套疊患兒；（2）X線透視下進行空氣灌腸操作；（3）空氣灌腸未復(fù)位成功、復(fù)位成功以及空氣于可疑套疊位置停留數(shù)秒或經(jīng)增大空氣壓力復(fù)位成功。排除標準：（1）臨床資料不全；（2）X 線下空氣灌腸未見腸套疊；（3）繼發(fā)性腸套疊。

1.2 設(shè)備及參數(shù) X 線透視采用西門子（AXIOM ICONOS MD）多功能數(shù)字胃腸機進行，選擇Renal Biliar 系列，主要參數(shù)：KV = 63，mAs = 9.7，D =200，曝光次數(shù)2 ～ 3 次，曝光時間= 30 f/s，焦片距=119 cm，照射視野294 × 294 mm，X 線投射方向為垂直投射?？諝夤嗄c采用今健醫(yī)療電腦遙控灌腸整復(fù)儀（JS-628E），壓力顯示（kPa），機器動態(tài)顯示工作壓力、設(shè)置壓力和保險壓力，保險壓力值為12 kPa，功率為50 VA，尺寸為490 × 470 × 1 130 mm。本研究空氣灌腸機器壓力初始值設(shè)置為6 kPa，每次可升高0.5 kPa，10 kPa 作為臨界值，最高為12 kPa，超過12 kPa 機器自動報警，防止過度充氣發(fā)生腸穿孔。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 使用SPSS 26.0、MedCalc 20.022和R 4.2.0 軟件（glmnet、glm、pROC 及ggROC、rmda、rms 等程序包）分析數(shù)據(jù)?；€資料采用comparegroups 包自動識別分析，計數(shù)資料以頻數(shù)和百分比表示，計量資料以中位數(shù)及四分位間距表示；單因素變量篩選采用logistic 回歸和LASSO 回歸，再分別使用多因素logistic 回歸分析，如篩選變量不同則分別構(gòu)建模型，并進行模型能力比較。ROC曲線評價模型區(qū)分度，采用加強Bootstrap 法500 次重復(fù)抽樣評價模型校準度，決策曲線評估臨床適用價值，AUC ＞ 0.7 表示模型區(qū)分度較好，Hosmer Lemeshow 檢驗P＞ 0.05 表示模型區(qū)分能力較高，最后繪制列線圖及各單變量ROC 曲線觀察模型合理性。

2 結(jié)果

2.1 一般資料基線分析 本研究收集疑診腸套疊患兒483 例，排除未做X 線透視下空氣灌腸、臨床資料不全、轉(zhuǎn)院或者直接手術(shù)者，最后納入總樣本439 例，其中空氣灌腸整復(fù)成功362 例、失敗77 例，將總樣本按照7∶3 比例隨機拆分為訓(xùn)練集308 例和驗證集131 例。整復(fù)成功與失敗組除性別、有無腸梗阻外，其余變量組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜ 0.05）；訓(xùn)練集與驗證集各變量組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞ 0.05）（表1），表中計量變量采用中位數(shù)和四分位間距表示、其余變量采用構(gòu)成比表示。二分類變量賦值如下：性別，男 = 0，女 = 1；空灌壓力（kpa），≤ 10 = 0，＞ 10 = 1；套頭位置，右半結(jié)腸 = 0，左半結(jié)腸 = 1；病程時間（h），＞ 12 = 0，≤ 12 =1；腸梗阻，無 = 0，有 = 1；血便，無 = 0，有 = 1；腹部包塊，無 = 0，有 = 1，用于logistic 回歸分析。

表1 腸套疊患兒一般資料基線表比較Tab.1 Comparison of baseline general data of children with intussusception例（%）

2.2 單因素及多因素分析 單因素logistic 回歸分析除性別外，其余變量差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜ 0.1），森林圖顯示各變量對應(yīng)的OR值及P值（圖1A）；將單因素logistic 回歸篩選的變量進行多因素logistic 回歸分析，結(jié)果顯示年齡、病程、腸梗阻、套頭位置及空灌壓力差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜ 0.05）（圖1B）。將篩選的5 個獨立危險因素用于模型構(gòu)建。

圖1 Logistic 回歸分析森林圖Fig.1 Logistic regression analysis of forest diagram

2.3 模型診斷性能分析 ROC 曲線顯示模型在預(yù)測小兒腸套疊空氣灌腸整復(fù)失敗風(fēng)險的區(qū)分度較好（圖2A、B），訓(xùn)練集AUC = 0.854（95%CI：0.804 ～ 0.792），驗證集AUC = 0.824（95%CI：0.673～ 0.833）。訓(xùn)練集和驗證集校準度通過Bootstrap 法重復(fù)抽樣500 次進行，校準曲線顯示模型預(yù)測的腸套疊空氣灌腸整復(fù)失敗的發(fā)生風(fēng)險與實際情況吻合度較高（圖3A、B），Hosmer Lemeshow 檢驗訓(xùn)練集χ2=8.159、P= 0.518，驗證集χ2=9.100、P= 0.428，模型擬合優(yōu)度較好。決策曲線顯示模型在多數(shù)概率閾值中具有良好的臨床應(yīng)用價值（圖4A、B）。

圖2 腸套疊整復(fù)失敗風(fēng)險預(yù)測模型區(qū)分度ROC曲線Fig.2 Differential ROC curve of risk prediction model for intussusception failure

圖3 腸套疊整復(fù)失敗風(fēng)險預(yù)測模型校準曲線Fig.3 Calibration curve of risk prediction model for intussusception failure

圖4 腸套疊整復(fù)失敗風(fēng)險預(yù)測模型決策曲線Fig.4 Decision curve of risk prediction model for intussusception failure

圖5 腸套疊整復(fù)失敗風(fēng)險預(yù)測模型諾莫圖Fig.5 Nomogram model for predicting the risk of failure of intussusception repair

2.4 諾莫圖及合理性分析 基于多因素logistic 回歸篩選的5 個獨立危險因素來構(gòu)建X 線下空氣灌腸預(yù)測復(fù)位失敗的諾莫圖（圖6）。各預(yù)測因素對應(yīng)上方得分標準，總得分相加對應(yīng)下方的總分，從而顯示空氣灌腸復(fù)位失敗的預(yù)測概率。最后對比5 個獨立危險因素與Nomogram 模型的區(qū)分度和決策曲線進行合理性分析（圖7），結(jié)果顯示Nomo模型曲線下面積均明顯高于單一預(yù)測因素（圖6A、B），AUC = 0.854（95%CI： 0.799 ～ 0.909），截斷值為0.24，敏感度、特異度分別為79%、80%；決策曲線顯示Nomo 模型較單一預(yù)測因子在多數(shù)概率閾值中具有良好的臨床應(yīng)用價值（圖6C、D）。

圖7 乙狀結(jié)腸腸套疊Fig.7 Sigmoid colon intussusception

2.5 腸套疊患兒空氣灌腸整復(fù)失敗圖例 乙狀結(jié)腸腸套疊患兒，女性，3 個月，空氣灌腸整復(fù)失?。▓D7）；結(jié)腸脾曲腸套疊患兒，女性，13 個月，空氣灌腸整復(fù)失?。▓D8）。

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)患兒年齡、病程、腸梗阻、套頭位置及空灌壓力是預(yù)測腸套疊空氣灌腸整復(fù)失敗的獨立危險因素，諾莫圖可直觀、便捷展示“整復(fù)失敗風(fēng)險”預(yù)測概率。Nomo 模型預(yù)測腸套疊空氣灌腸整復(fù)失敗的準確性較好。模型區(qū)分度顯示訓(xùn)練集曲線下面積為0.854（95%CI：0.804～0.792），驗證集為0.824（95%CI：0.673～0.833）。校準曲線顯示模型預(yù)測的腸套疊空氣灌腸整復(fù)失敗的發(fā)生風(fēng)險與實際情況吻合度較高。決策曲線顯示Nomo模型較單一預(yù)測因子在多數(shù)概率閾值中具有良好的臨床應(yīng)用價值。另外，以訓(xùn)練集最佳閾值在驗證集檢測，結(jié)果顯示其曲線下面積、敏感度、特異度分別為0.72、67%、77%，表示模型區(qū)分度較好。因此，腸套疊患兒X 線透視下空氣灌腸失敗的臨床預(yù)測模型具有一定科學(xué)性、準確性、合理性及臨床適用性。此外，關(guān)于腸套疊復(fù)位成功率既往研究結(jié)果不盡相同［9-10］，有的甚至高達90%以上，本研究整復(fù)成功率略低可能跟樣本量小和陽性體征（如腸梗阻、腹部包塊）占比較多有關(guān)?？傊?，復(fù)位成功率受操作規(guī)范、患兒體征、病程長短等多種因素影響，下文就相關(guān)影響因素逐一討論并對比既往研究結(jié)果。

列線圖直觀顯示5 個獨立危險因素得分情況，腸梗阻指標具有重要預(yù)測價值（OR= 6.289），提示腸套疊患兒伴發(fā)腸梗阻會明顯降低空氣灌腸整復(fù)成功的概率，這與PATEL 等［11］、GONDEK等［12］的研究結(jié)果相仿。腸梗阻的形成與套口、套頭內(nèi)組織扭轉(zhuǎn)并擠壓導(dǎo)致血管、淋巴管回流障礙，引起腸壁增厚水腫，腸腔變小使得內(nèi)容物通過受阻；而腸壁增厚水腫進一步加牢了套疊部位，加大了空氣灌腸通過的壓力，此為整復(fù)失敗的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。同時，上述改變也隨病程時間增長，嚴重程度逐漸加重，本研究也反映了病程增長是灌腸失敗的另一個危險因素，與既往研究一致［2，13-14］，但也有研究［8，12，15-16］提出病程并非灌腸失敗危險因素，存在一定爭議有待后續(xù)更大樣本量研究。總之，伴發(fā)腸梗阻套疊患兒宜盡早整復(fù)，整復(fù)失敗者應(yīng)盡早手術(shù)，從而避免腸缺血、壞死及穿孔的發(fā)生。本研究患兒年齡（月）的OR值相對較低為0.905，可能未將其降維為二分類變量有關(guān)，因為筆者想具體展示年齡每增大1 個月而發(fā)生結(jié)局事件的風(fēng)險。列線圖顯示，年齡越小，失敗可能性越大，與既往研究結(jié)果一致［2，13，17］，可能與年齡小的患兒腸壁功能不完善有關(guān)。實際工作中，患兒大聲哭鬧、配合差會促使家長終止灌腸操作，而年齡偏大患兒則依從性相對較好。

套頭位置和空氣灌腸壓力亦是腸套疊患兒空氣灌腸整復(fù)術(shù)的影響因素。既往研究指出腸套疊位于左半結(jié)腸的整復(fù)失敗率明顯高于右半結(jié)腸［12-13］，本研究發(fā)現(xiàn)套頭位于左半結(jié)腸是整復(fù)失敗的危險因素（OR= 2.741），與既往研究相仿。套頭位置與腸套疊類型、套入深度密切相關(guān)［18］。本研究未收集到套疊類型、腸管套入深度信息，有待后續(xù)研究納入?？諝夤嗄c壓力值亦具有較好的預(yù)測能力（OR= 2.433，95%CI： 1.158 ～ 5.117），較大的空氣壓力是腸套疊整復(fù)失敗的影響因素，與GUO 等［19］的研究結(jié)果相仿，同時作者指出第一次灌腸壓力是套疊復(fù)發(fā)最重要的變量。本研究發(fā)現(xiàn)超過設(shè)定的臨界壓力值，患兒整復(fù)失敗率增加兩倍以上。更高空氣壓力值反映了套疊腸管緊密程度，當(dāng)然增加了整復(fù)失敗的幾率?？傊?，本研究發(fā)現(xiàn)的5 個預(yù)測因素間是相互關(guān)系、相互作用的，腸套疊患兒空氣灌腸整復(fù)失敗是多因素共同作用的結(jié)果，臨床預(yù)測模型可通過整合信息、最大化反映風(fēng)險預(yù)測概率。

既往研究指出［2，13，20］，血便和腹部包塊亦是整復(fù)失敗的影響因素。本研究單因素logistic 回歸顯示血便（OR= 2.632，95%CI：1.420 ～ 4.858）和腹部包塊（OR= 1.949，95%CI： 1.054 ～ 3.572）單獨對空氣灌腸整復(fù)失敗具有一定預(yù)測能力。但多因素logistic 回歸分析二者被排除（P＞ 0.05），這與既往研究［21］不全相同，這跟多因素回歸模型尋求最佳組合以達到最佳預(yù)測能力有關(guān)。因此，伴發(fā)血便和腹部包塊增加了空氣灌腸整復(fù)失敗的幾率。血便形成與腸管血運障礙導(dǎo)致腸壁黏膜脫落、出血相關(guān)，最后呈現(xiàn)典型的果醬樣大便，而腹部包塊即為套疊腸管的表現(xiàn)，包塊越大提示套疊腸管范圍廣、套口深。

本研究作為一項回顧性研究，局限性在于未納入更多可能的預(yù)測變量，由于腸套疊多數(shù)為急診患兒且復(fù)位成功、未住院者占多數(shù)，所以未能將實驗室等相關(guān)指標納入分析；未進行預(yù)測模型的多中心外部驗證。因此，后續(xù)研究有望從多中心、大樣本以及多模態(tài)（包括超聲［22］、介入［23］引導(dǎo)下的腸套疊復(fù)位）構(gòu)建多尺度預(yù)測模型并外部驗證，以提高模型穩(wěn)健性及臨床適用度。

綜上所述，本研究結(jié)合近年來遵義醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院腸套疊患兒空氣灌腸復(fù)位經(jīng)驗，同時將空氣灌腸參數(shù)納入腸套疊整復(fù)失敗預(yù)測模型構(gòu)建，所構(gòu)建的急診小兒腸套疊空氣灌腸整復(fù)失敗的臨床預(yù)測模型，具有較好的區(qū)分度、校準度及臨床適用度，且具有一定科學(xué)性、準確性及合理性，可為腸套疊患兒空氣灌腸整復(fù)失敗風(fēng)險因素篩查提供直觀便捷的幫助，為急診腸套疊患兒臨床決策提供一些參考。

【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.