Construction and validation of a risk prediction model for dysphagia in patients with acute ischemic stroke

GONG Siyuan，TANG Rongzhu，HU Wangjuan，WANG Tianqi，LI Jia，LIAO Chunlian，LIU JihongThe Second Affiliated Hospital of Chongqing Medical University，Chongqing 400000 ChinaCorresponding Author LIU Jihong，E-mail：ljhcq@cqmu.edu.cn

Abstract Objective：To explore the risk factors for dysphagia in patients with acute ischemic stroke（AIS），to construct a nomogram risk prediction model，and to conduct validation.Methods：A total of 644 AIS patients hospitalized in the Department of Neurology of a tertiary Grade A hospital in Chongqing from February 2023 to October 2023 were selected by convenience sampling and divided into a modeling set（n=448）and a validation set（n=196）.Logistic regression analysis was used to establish a prediction model and draw a nomogram.The Bootstrap method was used for internal validation，and the validation set was used for external validation.The area under the receiver operating characteristic curve（ROC），Hosmer-Lemeshow test，C-index，calibration curve，and clinical decision curve were used to evaluate the predictive value of the model.Results：Age≥60 years，NIHSS score≥7 points，brainstem infarction，multiple lesions，and the worst limb muscle strength≤3 were independent influencing factors for dysphagia in AIS patients.The validation results of the nomogram model showed that the area under curve（AUC）of the modeling set and the validation set were 0.83 and 0.80，respectively;the C-index was 0.82 and 0.78，respectively;the Hosmer-Lemeshow goodness of fit test was χ2=5.05，P=0.65;χ2=12.30，P=0.14，respectively;the two calibration curves were basically consistent and the slope was close to 1;the decision curve results showed that when the threshold probability range was 0.00-0.89，the clinical net benefit was greater.Conclusions：The nomogram model constructed in this study has good predictive ability which could provide a basis for the early identification and management of AIS patients with dysphagia.

Keywords acute ischemic stroke;dysphagia;influencing factors;nomogram;prediction model;nursing

摘要 目的：探討急性缺血性腦卒中（AIS）病人發(fā)生吞咽障礙的危險因素，構(gòu)建列線圖風(fēng)險預(yù)測模型并進行驗證。方法：采用便利抽樣法，選取2023年2月—10月在重慶市某三級甲等醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院的644例AIS病人，分為建模組（n=448）和驗證組（n=196），采用Logistic回歸分析建立預(yù)測模型并繪制列線圖，以Bootstrap法進行內(nèi)部驗證，驗證集行外部驗證；采用ROC曲線下面積、Hosmer-Lemeshow檢驗、C-index、校準曲線以及臨床決策曲線評估模型的預(yù)測價值。結(jié)果：年齡≥60歲、NIHSS評分≥7分、腦干梗死、病灶多發(fā)、肢體最差肌力≤3級是AIS病人吞咽障礙的獨立影響因素。列線圖模型驗證結(jié)果顯示：建模集和驗證集的AUC分別為0.83，0.80；C-index分別為0.82，0.78；Hosmer-Lemeshow擬合優(yōu)度檢驗分別為χ2=5.05，P=0.65；χ2=12.30，P=0.14；兩校準曲線基本吻合且斜率接近1；決策曲線結(jié)果顯示閾值概率范圍在0.00～0.89時，臨床凈收益較大。 結(jié)論：本研究構(gòu)建的列線圖模型具有較好的預(yù)測能力，可為早期識別與管理AIS吞咽障礙病人提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞 急性缺血性腦卒中;吞咽障礙;影響因素;列線圖;預(yù)測模型;護理

doi：10.12102/j.issn.2095-8668.2024.17.013

吞咽障礙是缺血性腦卒中病人常見的功能障礙之一，發(fā)病率為28%～78%［1-3］，可引起肺炎、營養(yǎng)不良、脫水甚至死亡等一系列嚴重并發(fā)癥［4-5］。早期實施吞咽功能評估是預(yù)防吞咽障礙引起的相關(guān)并發(fā)癥、改善病人不良結(jié)局的關(guān)鍵［6-7］。由于多數(shù)急性缺血性腦卒中（acute ischemic stroke，AIS）病人未進行吞咽造影檢查（金標準），部分病人在接受吞咽功能篩查前已進食或進水，無法提前預(yù)警。因此，諸多研究者對AIS病人發(fā)生吞咽障礙的危險因素進行探討［8-10］。由于吞咽障礙的危險因素較多，護理人員無法全面、直觀地利用危險因素對病人進行準確預(yù)測。因此，本研究擬探討AIS病人發(fā)生吞咽障礙的危險因素，構(gòu)建直觀、可視化的列線圖風(fēng)險預(yù)測模型，為早期識別與管理AIS病人吞咽障礙提供依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象

樣本量的確定依據(jù)Meng等［2］Meta分析結(jié)果，亞洲腦卒中病人吞咽障礙發(fā)生率為36.3%，納入模型的自變量數(shù)目為11個。使用Logistic自變量事件數(shù)法［11］計算樣本量，樣本量至少為自變量數(shù)目的5～10倍，考慮10%～20%的失訪率，構(gòu)建模型的樣本量為11×10×（1+20%）÷36.3%=364（例），建模組與驗證組人數(shù)分配比例為7∶3，驗證組樣本量計算為156例。本研究為回顧性研究，采用便利抽樣法選取2023年2月—4月在重慶市某三級甲等醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院的AIS病人448例（70%）為建模組，2023年5月—10月住院的AIS病人196例（30%）為驗證組。納入標準：符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南（2018）》［12］的診斷標準。排除標準：1）既往有吞咽障礙病史者；2）明確因其他疾病導(dǎo)致吞咽功能受損者；3）合并感覺性失語者；4）既往有精神病史或合并認知、意識障礙者；5）本研究所需資料不完整者。

1.2 研究方法

1.2.1 吞咽障礙判定方法

依據(jù)病人入院48 h內(nèi)洼田飲水實驗和容積-黏度測試（volume-viscosity swallow test，V-VST）結(jié)果判定是否發(fā)生吞咽障礙：洼田飲水實驗Ⅰ級則判定為吞咽障礙陰性，Ⅱ級則進一步查看V-VST結(jié)果，若吞咽安全性或有效性受損，則判定為吞咽障礙陽性，否則為陰性；Ⅲ級以上則判定為吞咽障礙陽性［13］。

1.2.2 資料收集方法

通過文獻查閱、研究小組討論結(jié)合本院電子病歷系統(tǒng)獲取資料篩選AIS病人吞咽障礙的預(yù)測因子。最終篩選出11個候選因子，包括病人的一般資料（性別、年齡、高血壓史、糖尿病史、冠心病史、吸煙史、飲酒史）、入院48 h內(nèi)疾病相關(guān)資料［肢體最差肌力、美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表（National Institute Health Stroke Scale，NIHSS）評分］、入院48 h內(nèi)影像學(xué)檢查結(jié)果［腦干梗死、病灶多發(fā)（病灶數(shù)量gt;1個）］。由2名碩士研究生通過電子病歷系統(tǒng)收集相關(guān)資料。

1.2.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用Epidata軟件雙人錄入數(shù)據(jù)，采用R軟件進行統(tǒng)計分析。符合正態(tài)分布的定量資料采用均數(shù)±標準差（x±s）描述，組間比較采用t檢驗；定性資料采用例數(shù)、百分比（%）進行描述，組間比較采用χ2檢驗。將單因素分析中差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）的自變量納入多因素Logistic回歸分析，構(gòu)建模型（向后似然比法）。采用列線圖進行模型可視化，使用重復(fù)抽樣法（Bootstrap）進行內(nèi)部驗證，驗證組數(shù)據(jù)進行外部驗證，采用Hosmer-Lemeshow（H-L）檢驗?zāi)Ｐ蛿M合度，受試者操作特征（ROC）曲線下面積（area under the curve，AUC）評價預(yù)測效能，計算一致性指數(shù)（C-index）并繪制校準曲線評估模型精確度，繪制臨床決策曲線評估模型的臨床應(yīng)用價值。

2 結(jié)果

2.1 研究對象的一般資料

本研究共納入644例病人，其中男413例，女231例；年齡（68.16±11.79）歲。建模組448例，男287例，女161例；年齡（67.72±11.95）歲，166例（37.1%）病人發(fā)生吞咽障礙。驗證組196例，男126例，女70例；年齡（69.17±11.39）歲，72例（36.7%）病人發(fā)生吞咽障礙。

2.2 建模組AIS病人發(fā)生吞咽障礙的單因素分析

單因素分析結(jié)果顯示，年齡、高血壓史、肢體最差肌力、NIHSS評分、腦干梗死以及病灶多發(fā)6個變量為AIS病人發(fā)生吞咽障礙的影響因素。見表1。

2.3 建模組AIS病人發(fā)生吞咽障礙的多因素分析

根據(jù)單因素分析結(jié)果，將有統(tǒng)計學(xué)意義的6個變量（年齡、高血壓史、NIHSS評分、腦干梗死、病灶多發(fā)、肢體最差肌力）納入Logistic回歸分析。自變量賦值如下。年齡：lt;60歲=0，≥60歲=1；高血壓史：無=0，有=1；肢體最差肌力：gt;3級=0，≤3級=1；NIHSS評分lt;7分=0，≥7分=1；腦干梗死：無=0，有=1；病灶多發(fā)：無=0，有=1。Logistic回歸分析結(jié)果顯示，年齡≥60歲、NIHSS評分≥7分、腦干梗死、病灶多發(fā)、肢體最差肌力≤3級是AIS病人吞咽障礙的獨立危險因素，見表2。

2.4 AIS病人吞咽障礙風(fēng)險列線圖預(yù)測模型的構(gòu)建

根據(jù)進入回歸模型中的獨立危險因素構(gòu)建AIS病人吞咽障礙風(fēng)險預(yù)測模型，列線圖見圖1。列線圖結(jié)果顯示，年齡lt;60歲=0分，≥60歲=48分；NIHSS評分lt;7分=0分，≥7分=63分；腦干梗死，無=0分，有=80分；病灶多發(fā)，無=0分，有=33分；肢體最差肌力gt;3級=0分；≤3級=100分。模型總分為各項評分之和，總分對應(yīng)的預(yù)測概率則為該病人發(fā)生吞咽障礙的預(yù)測概率。

2.5 AIS病人吞咽障礙風(fēng)險列線圖預(yù)測模型的驗證

采用Hosmer-Lemeshow檢驗?zāi)Ｐ蛿M合度，建模組χ2=5.05，P=0.65；驗證組：χ2=12.30，P=0.14，表明該模型擬合度較好；繪制預(yù)測模型的ROC曲線評估模型的區(qū)分度，建模組AUC為0.83［95%CI（0.79，0.87）］，驗證組AUC為0.80［95%CI（0.73，0.87）］，表明該模型區(qū)分度較好。見圖2、圖3。采用Bootstrap法重復(fù)抽樣1 000次對模型進行內(nèi)部驗證，結(jié)果顯示建模組C-index為0.82，驗證組C-index為0.78，建模組和驗證組校準曲線斜率均接近1且基本吻合。見圖4、圖5。決策曲線結(jié)果顯示閾值概率范圍在0.00～0.89時，使用列線圖預(yù)測AIS病人吞咽障礙的臨床凈收益較大。見圖6。所有驗證結(jié)果均表明本研究構(gòu)建的列線圖預(yù)測模型的精確度較好。

3 討論

3.1 構(gòu)建AIS病人吞咽障礙風(fēng)險預(yù)測模型的意義

《中國卒中吞咽障礙與營養(yǎng)管理手冊》建議，急性腦卒中病人進食第一口食物和水前（入院24 h內(nèi)）需進行吞咽功能篩查，以確定其是否需進行床旁評估或儀器檢查［14］。Joundi等［15］調(diào)查顯示，有19.2%的AIS病人未接受吞咽功能篩查；病情越輕的病人吞咽功能篩查遺漏率越高；未接受吞咽障礙篩查的病人肺炎發(fā)生率增加3.71倍、1年死亡率增加1.42倍。AIS病人吞咽障礙的早期識別和管理有助于降低病人的死亡率及肺部感染率［16］。目前，急性腦卒中病人吞咽障礙篩查方法尚無統(tǒng)一、公認的標準［14］。本研究構(gòu)建的列線圖風(fēng)險預(yù)測模型將AIS病人發(fā)生吞咽障礙的各項危險因素可視化，可直觀、快速地對AIS病人進行個體化評價，并預(yù)測吞咽障礙的發(fā)生概率，對臨床護理人員及時識別吞咽障礙高危病人并采取有效的干預(yù)措施具有重要意義。

3.2 AIS病人發(fā)生吞咽障礙的影響因素

本研究結(jié)果顯示，老年人（年齡≥60歲）更易發(fā)生吞咽障礙（OR=2.536），與Bomze等［17］的研究結(jié)果一致；隨著年齡增長，老年人肌張力降低會引起咀嚼和吞咽功能下降，從而導(dǎo)致吞咽功能異常［18］。本研究發(fā)現(xiàn)，NIHSS評分≥7分的病人更易發(fā)生吞咽障礙（OR=3.384）。NIHSS評分是衡量腦卒中病人神經(jīng)功能損傷嚴重程度的指標。目前，諸多研究將NIHSS評分作為腦卒中后吞咽困難的預(yù)測因子［19-20］，分析原因可能為：NIHSS評分多個條目都與病人吞咽功能有密切聯(lián)系［10］。既往也有研究顯示，NIHSS評分與病人發(fā)生吞咽障礙的風(fēng)險呈正相關(guān)［21-22］，表明疾病的嚴重程度是腦梗死病人吞咽困難的預(yù)測因子［23］。本研究結(jié)果顯示，腦干梗死病人較其他部位的AIS病人發(fā)生吞咽障礙的風(fēng)險更高（OR=4.788）。可能的原因為：腦干的孤束核及其周圍網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成的背側(cè)區(qū)域、疑核及其周圍網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成的腹側(cè)區(qū)域為吞咽過程的啟動和整合中心，若損害會導(dǎo)致嚴重的吞咽障礙［24-25］。AIS多發(fā)性病灶病人更易發(fā)生吞咽障礙（OR=1.920），這可能與大面積腦梗死更易損傷與吞咽功能相關(guān)的神經(jīng)結(jié)構(gòu)有關(guān)［26］。此外，本研究發(fā)現(xiàn)肢體最差肌力≤3級的病人更易發(fā)生吞咽障礙（OR=6.963）。國內(nèi)也有研究表明，肢體肌力等級越低，吞咽障礙的發(fā)生風(fēng)險更高［27］。可能的原因為：腦卒中后吞咽障礙由吞咽皮質(zhì)中樞、皮質(zhì)下行纖維、吞咽延髓中樞及錐體外系受損所致［28］，上述部位受損同時也會影響病人肢體肌力。

3.3 AIS病人發(fā)生吞咽障礙風(fēng)險列線圖模型預(yù)測價值

本研究根據(jù)列線圖風(fēng)險模型評分可個性化計算AIS病人發(fā)生吞咽障礙的風(fēng)險，如1例70歲AIS病人，入院后NIHSS評分9分，腦MRI顯示左側(cè)基底節(jié)區(qū)梗死，肢體最差肌力為2級，該病人的列線圖各項得分為48、63、0、0、100分，總分為211分，則對應(yīng)的吞咽障礙發(fā)生風(fēng)險概率為0.8。列線圖預(yù)測模型驗證結(jié)果顯示，建模集和驗證集的AUC分別為0.83，0.80；C-index分別為0.82，0.78；Hosmer-Lemeshow擬合優(yōu)度檢驗分別為 χ2=5.05，P=0.65；χ2=12.30，P=0.14；兩校準曲線基本吻合且斜率接近1；決策曲線結(jié)果顯示，閾值概率范圍在0.00～0.89時，臨床凈收益較大，表明該模型預(yù)測AIS病人吞咽障礙發(fā)生風(fēng)險的價值較高。

4 小結(jié)

本研究構(gòu)建的AIS病人吞咽障礙風(fēng)險預(yù)測模型區(qū)分度與準確度較好，具有良好的預(yù)測能力，應(yīng)用方法簡單。臨床護理人員可依據(jù)模型納入的影響因素對AIS病人的吞咽功能進行早期篩查，個體化預(yù)測吞咽障礙發(fā)生概率，為臨床前瞻性決策提供依據(jù)，如進行吞咽功能評估或儀器檢查，加強吞咽障礙健康知識宣教，制訂專業(yè)、安全的飲食方案，進而早期預(yù)防和干預(yù)吞咽障礙引起的諸多并發(fā)癥，提高病人生活質(zhì)量。但本研究為單中心回顧性研究，未采用吞咽障礙金標準結(jié)果，僅將多種篩查方法相結(jié)合判斷AIS病人是否存在吞咽障礙，存在一定的局限性。今后仍需進行前瞻性的、以金標準衡量AIS病人是否存在吞咽障礙的多中心研究。

參考文獻：

［1］ ANON.Guidelines for the early management of patients with acute ischemic stroke：2019 update to the 2018 guidelines for the early management of acute ischemic stroke：a guideline for healthcare professionals from the American Heart Association/American Stroke Association［J］.Stroke，2019，50（12）：e440-e441.

［2］ MENG P P，ZHANG S C，HAN C，et al.The occurrence rate of swallowing disorders after stroke patients in Asia：a PRISMA-compliant systematic review and Meta-analysis［J］.Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases，2020，29（10）：105113.

［3］ BANDA K J，CHU H，KANG X L，et al.Prevalence of dysphagia and risk of pneumonia and mortality in acute stroke patients：a Meta-analysis［J］.BMC Geriatr，2022，22（1）：420.

［4］ ARNOLD M，LIESIROVA K，BROEG-MORVAY A，et al.Dysphagia in acute stroke：incidence，burden and impact on clinical outcome［J］.PLoS One，2016，11（2）：e0148424.

［5］ CRARY M A，HUMPHREY J L，CARNABY-MANN G，et al.Dysphagia，nutrition，and hydration in ischemic stroke patients at admission and discharge from acute care［J］.Dysphagia，2013，28（1）：69-76.

［6］ 中華醫(yī)學(xué)會神經(jīng)病學(xué)分會，中華醫(yī)學(xué)會神經(jīng)病學(xué)分會神經(jīng)康復(fù)學(xué)組，中華醫(yī)學(xué)會神經(jīng)病學(xué)分會腦血管病學(xué)組.中國腦卒中早期康復(fù)治療指南［J］.中華神經(jīng)科雜志，2017，50（6）：405-412.

［7］ 中國吞咽障礙康復(fù)評估與治療專家共識組.中國吞咽障礙評估與治療專家共識（2017年版）第一部分評估篇［J］.中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志，2017，39（12）：881-892.

［8］ KO N，LEE H H，SOHN M K，et al.Status of dysphagia after ischemic stroke：a Korean nationwide study［J］.Arch Phys Med Rehabil，2021（21）：1313-1317.

［9］ 郝文杰，馮學(xué)功，武曉磊.缺血性腦卒中后吞咽障礙的危險因素分析［J］.醫(yī)學(xué)綜述，2018，24（22）：4551-4554.

［10］ 曹猛，宋學(xué)梅，梁麗，等.急性缺血性腦卒中后吞咽障礙發(fā)病率及影響因素分析［J］.護理學(xué)雜志，2021，36（2）：24-27.

［11］ 高永祥，張晉昕.Logistic回歸分析的樣本量確定［J］.循證醫(yī)學(xué)，2018，18（2）：122-124.

［12］ 彭斌，吳波.中國急性缺血性腦卒中診治指南2018［J］.中華神經(jīng)科雜志，2018，51（9）：666-682.

［13］ 李苑媚，何任紅，陳玉美，等.腦卒中急性期病人吞咽功能狀況分析［J］.護理研究，2020，34（9）：1644-1645.

［14］ 王擁軍，王少石，趙性泉，等.中國卒中吞咽障礙與營養(yǎng)管理手冊［J］.中國卒中雜志，2019，14（11）：1153-1169.

［15］ JOUNDI R A，MARTINO R，SAPOSNIK G，et al.Predictors and outcomes of dysphagia screening after acute ischemic stroke［J］.Stroke，2017，48（4）：900-906.

［16］ HINES S，KYNOCH K，MUNDAY J.Nursing interventions for identifying and managing acute dysphagia are effective for improving patient outcomes：a systematic review update［J］.Journal of the American Association of Neuroscience Nurses，2016，48（4）：215-223.

［17］ BOMZE L，DEHOM S，LAO W P，et al.Comorbid dysphagia and malnutrition in elderly hospitalized patients［J］.The Laryngoscope，2021，131（11）：2441-2447.

［18］ MELLO R P，XAVIER M O，TOMASI E，et al.Dysphagia perception among community-dwelling older adults from a municipality in southern Brazil［J］.Dysphagia，2022，37（4）：879-888.

［19］ OTTO D M，RIBEIRO M C，BAREA L M，et al.Association between neurological injury and the severity of oropharyngeal dysphagia after stroke［J］.CoDAS，2016，28（6）：724-729.

［20］ JEYASEELAN R D，VARGO M M，CHAE J.National Institutes of Health Stroke Scale（NIHSS）as an early predictor of poststroke dysphagia［J］.PM amp; R，2015，7（6）：593-598

［21］ LAPA S，LUGER S，PFEILSCHIFTER W，et al.Predictors of dysphagia in acute pontine infarction［J］.Stroke，2017，48（5）：

1397-1399.

［22］ CRARY M A，CARNABY-MANN G D，MILLER L，et al.Dysphagia and nutritional status at the time of hospital admission for ischemic stroke［J］.Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases，2006，15（4）：164-171.

［23］ CHANG M C，KWAK S G，CHUN M H.Dysphagia in patients with isolated pontine infarction［J］.Neural Regeneration Research，2018，13（12）：2156-2159.

［24］ MENG N H，WANG T G，LIEN I N.Dysphagia in patients with brainstem stroke：incidence and outcome［J］.American Journal of Physical Medicine amp; Rehabilitation，2000，79（2）：170-175.

［25］ HUANG P L，WANG S J，SUN R F，et al.Increased activation of the caudate nucleus and parahippocampal gyrus in Parkinson′s disease patients with dysphagia after repetitive transcranial magnetic stimulation：a case-control study［J］.Neural Regeneration Research，2022，17（5）：1051-1058.

［26］ 余祥，吳偉莉.缺血性腦卒中患者吞咽困難的情況調(diào)查及危險因素分析［J］.齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2018，39（16）：1953-1955.

［27］ 曹猛，洪婧，梁麗，等.肢體肌力的變化對急性缺血性腦卒中患者吞咽障礙的預(yù)測價值［J］.解放軍護理雜志，2020，37（5）：61-64.

［28］ 房芳芳，王孝文，鞠學(xué)紅.腦卒中后吞咽障礙的發(fā)生機制及康復(fù)治療研究進展［J］.山東醫(yī)藥，2019，59（31）：103-106.

（收稿日期：2023-12-17；修回日期：2024-08-08）

（本文編輯張建華）