脑外伤昏迷患者清醒概率预测模型—软件开发与应用

发布时间：2017-11-01 14:23

  本文关键词：脑外伤昏迷患者清醒概率预测模型—软件开发与应用

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【摘要】：研究背景和目的 脑外伤指由于外物造成的、头脑部肉眼可见的伤,脑外伤特别是重型颅脑损伤常常有着较高的致死率和致残率。脑外伤患者脑组织受伤的部位不同和程度不同往往有着不同的康复情况,如果损伤发生在特定的区域可能会引起语言、感觉、运动、听觉、嗅觉、视觉等功能障碍；如果脑组织发生弥漫性的损伤将可能导致患者睡眠和记忆障碍,意识状态的改变甚至呈永久的植物状态。在交通事故频发的今天,由此引起的脑外伤严重危害全人类健康和生命的安全。交通事故伤、摔伤、高处坠落伤、暴力打击伤、砍伤、火器伤等都是造成脑外伤重要的原因。据文献报道：我国脑外伤的年发生率为100-200/10万人,其中脑外伤长期昏迷甚至植物状态的患者给患者家属带来了承重的精神压力,给国家每年带来了高达数百亿元的经济损失。脑外伤昏迷患者尤其是经过积极的抢救治疗生命体征稳定的患者,其清醒概率一直是困扰神经外科医师和患者家属的问题。在医学技术水平和计算机技术发达的今天,有没有应用简单、科学、可信度高、实用性强的脑外伤昏迷患者清醒概率预测软件。是需要神经外科医师和计算机专家共同解决的问题。其对神经外科医师对脑外伤昏迷患者治疗方案的制定、患者的分类处理、医疗资源得到高效的应用以及和患者家属之间的沟通都有着深远的意义。 昏迷(coma)是指由于不同的原因导致的高级神经中枢结构与功能活动(意识、感觉和运动)受损所引起的严重意识障碍。机体的觉醒状态的保持是由于大脑皮质保持在一定水平的兴奋性上,而特异性上行投射系统(即经典的感觉传导通路)和非特异性的上行投射系统(即脑干网状结构)帮助其维持兴奋,从而在此基础上人们产生各种意识内容。目前认为：各种病因导致大脑及其与意识存在相关的上行投射系统受损,可引起不同程度的意识障碍。意识障碍最重的一种程度称之为持续植物状态(persistent vegetative state,PVS)。此患者表现为眼睛闭合自如、眼球可无目的的运动,好像清醒状态但其记忆、语言、情感、思维等意识内容完全丧失。对自身及外界的患者不能理解,不能与其沟通交流,不能执行任何运动命令,无自主的肢体运动。这种意识障碍是单纯的高级神经活动的抑制,而皮质下觉醒状态依然存在的分离状态。 对脑外伤昏迷患者的清醒的影响因素国内外的神经学专家做出了大量的动物实验和临床研究。就目前来说,主要体现在①生命体征：呼吸、血压、脉搏等的改变②GCS评分、瞳孔对光反射、深浅反射等神经系统的检查方面③头颅CT、MRI、DSA等医学影像学的检查方面④体感诱发电位、脑干诱发电位、脑电图等神经电生理学检查方面等。随着医疗技术水平的提高,预测因子也将随之增多。但由于不同地区医疗设备和医疗技术水平的不同,因此在基层医院和医疗设备欠发达地区脑外伤昏迷患者的清醒概率的预测收到了限制。 本研究目的是分析入院时和治疗后影响脑外伤昏迷患者的清醒概率的临床预测因子,以统计学为基础,利用单因素分析方法确定有意义的预测因子,再运用二分类logistic回归分析的统计方法,建立预测入院时的模型A和经过治疗后的模型B,并在模型的基础上通过现代的计算机技术进行模型软件的开法并应用此软件高效解决临床上脑外伤昏迷患者的清醒概率预测。此软件相比仅仅根据临床经验对清醒概率的预测更具有科学性、可靠性和实用性。 对象与方法 1.收集南方医科大学附属花都医院神经外科2010年9月至2012年10月190例脑外伤昏迷患者的临床资料(年龄、瞳孔对光反射、mGCS评分、中脑周围池变化、治疗后的睁眼时间、治疗后的CT示脑缺血体积百分比),男性和女性例数比为147：43；平均年龄为44.93±16.694岁。 2.病例选择标准：①入院前24小时有明确脑外伤病史；②入院时神志昏迷,GCS评分≤8分。③入院时经头颅CT或MRI检查确诊颅脑损伤的病人。 3.病例排除标准：①伤前存在颅内病变患者,入院时为镇静或麻醉状态。②既往有严重基础疾病者,如：糖尿病,冠心病,肾功能衰竭等。③拒绝常规处理或放弃治疗者。④失访或者资料不全者。 4.收集、整理患者的临床资料：建立模型和进行模型软件应用时收集脑外伤昏迷患者清醒概率预测因子包括：性别、年龄、入院时的瞳孔对光反射、mGCS评分(运动GCS评分)、中脑周围池变化、治疗后的睁眼时间、CT示脑缺血体积百分比(治疗1周后)。 5.对各项因素进行量化,建立数据库,建立模型A和B,确定Logistic回归方程。 6.模型软件开发和应用。 7.统计学分析：单因素分析：年龄是计量资料以均数±标准差(χ±s)表示,组间比较采用t检验；二分类变量(性别、入院时瞳孔对光反射、mGCS评分、治疗后的睁眼时间)采用四格表资料χ2检验；多分类变量资料(中脑周围池变化形态分级、治疗1周后CT示脑缺血体积百分比)采用行×列表资料χ2检验。多因素分析采用二分类非条件Logistic回归分析,确定与脑外伤昏迷患者清醒概率相关的因素并建立入院时模型A和治疗后的模型B。模型建立后,分别检验模型的判别能力(计算C统计值,即ROC曲线下面积)、模型的特异度和灵敏度及模型的判对率,观察模型的总体性能。检验水准a=0.05。 结果 1.190例脑外伤昏迷患者,经规范化治疗后苏醒96例(苏醒率为50.5%)。 2.单因素分析 2.1男性患者与女性患者的苏醒率相比较,经四格表资料的χ2检验,差异无统计学意义(χ2=0.358,P=0.549)。 2.2年龄于脑外伤昏迷患者的苏醒率相比较,组间比较采用t检验,差异有统计学意义(t=-12.928,P=0.000)。 2.3患者入院时脑外伤昏迷患者瞳孔对光反射存在与瞳孔对光放射消失的苏醒率相比较,经四格表资料的χ2检验,差异有统计学意义(χ2=50.626,P=0.000)。 2.4两组mGCS评分的昏迷患者之间清醒概率比较,经四格表资料χ2检验,清醒概率差异有统计学意义(χ2=57.004,P=0.000)。 2.5不同分级的中脑周围池形态之间进行昏迷患者清醒概率的比较,经行×列表资料χ2检验得出：差异有统计学意义(χ2=120.665,P=0.000)。 2.6治疗后睁眼时间小于2周的脑外伤昏迷患者与治疗后睁眼时间为2周到1月的患者清醒概率相比较,经行×列表资料χ2检验,差异有统计学意义(x2=10.395,P=0.001)。 2.72组治疗后1周CT示脑缺血体积百分比之间进行脑外伤昏迷患者清醒概率的比较,经行×列表资料χ2检验得出：两者之间差异有统计学意义(x2=13.425,P=0.001)。 3.多因素分析、建立模型A、B 3.1多因素Logistic回归分析影响预后独立预测因子。挑选独立的预测因子建立预测模型,分别为模型A(年龄、瞳孔对光反射、mGCS评分、中脑周围池变化)、模型B(模型A+治疗后的睁眼时间、CT示脑缺血体积百分比)。Logistic回归模型进行分析显示：年龄、瞳孔对光反射、运动GCS评分、中脑周围池形态变化级别、治疗后睁眼时间、脑缺血体积百分数是预测脑外伤昏迷患者清醒概率的相关因子,这与临床实际经验相符合。 3.2模型方程入院时模型A的Logistic回归方程：治疗后模型B的Logistic回归方程： 4.模型A和B预测性能之间的比较 模型A到模型B随着纳入的危险因素增多而更加有意义(模型C统计值0.955-0.975,判对率90.5%-94.0%),模型A和模型B判断预后灵敏度、特异度和Youden指数均良好(模型A和B的灵敏度为95.3%、97.8%,特异度为82.1%、91.6%,Youden指数分0.828、0.894)。综上可知,加入脑外伤昏迷患者治疗后所得到的预测因子后预测模型可信度更好,预测性能更优,即模型B的预测性能更高。 5.模型软件的开发和应用 软件在Visual Studio2010操作平台下,采用C++语言编制程序,软件的使用方便,操作简单,结果可靠,应用软件对2012年11月-2013年4月我科收治的103名脑外伤昏迷患者的清醒概率进行前瞻性研究。通过模型软件算出患者清醒概率,随访6月后将患者的预后与预测结果进行比较。结果表明：此软件入院时的判对率87.3%小于经过治疗后的判对率93.2%。 结论 1.年龄、瞳孔对光反射、运动GCS评分、中脑周围池形态变化级别、治疗后睁眼时间、脑缺血体积百分数是预测脑外伤昏迷患者清醒概率的相关因子,这与临床实际经验相符合。 2.建立的预测模型可以简单且准确的预测脑外伤昏迷患者清醒概率。“脑外伤昏迷患者清醒概率预测”软件可辅助临床决策的制定。
【关键词】：脑外伤 清醒概率 预测模型 计算机软件
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R651.15;TP311.51
【目录】：

• 摘要3-8
• ABSTRACT8-17
• 前言17-28
• 一、关于脑外伤18-22
• 二、关于脑外伤性昏迷22-25
• 三、关于脑外伤昏迷患者清醒概率的预测25-26
• 四、计算机在医学临床中的应用现状26-28
• 对象与方法28-33
• 1. 一般资料28
• 2. 观察变量的选择及标准28-30
• 3. 治疗及随访30-31
• 4. 统计学分析31-33
• 结果33-43
• 1. 预后结果33
• 2. 单因素统计分析(见表3)33-37
• 3. 多因素统计分析并建立模型A、B37-39
• 4. 模型A和模型B性能比较39-40
• 5. 软件的开发40-41
• 6. 软件的应用41-43
• 讨论43-51
• 一、颅脑外伤与昏迷43-45
• 二、本研究中影响脑外伤昏迷患者清醒概率的预测因素45-49
• 2.1 年龄与脑外伤昏迷患者清醒概率的关系45-46
• 2.2 瞳孔对光反射与脑外伤昏迷患者清醒概率的关系46-47
• 2.3 GCS评分与脑外伤昏迷患者清醒概率的关系47-48
• 2.4 中脑周围池改变与脑外伤昏迷患者清醒概率的关系48
• 2.5 睁眼时间与脑外伤昏迷患者清醒概率的关系48-49
• 2.6 脑缺血梗死与脑外伤昏迷患者清醒概率的关系49
• 三、关于脑外伤昏迷患者清醒概率预测模型的准确预测性的验证49-50
• 四、存在的缺陷50-51
• 参考文献51-58
• 致谢58-59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1127229