基于列线图的白质疏松患者认知障碍精准识别模型:多中心验证与临床转化新突破

《BMC Neurology》:Development and validation of a nomogram for identifying cognitive impairment in patients with leukoaraiosis

【字体: 时间:2025年11月21日 来源:BMC Neurology 2.2

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  为破解LA相关认知衰退早期识别难题,本研究由南京市栖霞区医院团队牵头,利用390例回顾性队列构建并验证Logistic回归-列线图模型,首次证实年龄、颅内动脉狭窄评估(IASA)及Fazekas评分是独立预测因子,训练集AUC=0.873,验证集AUC=0.814,为临床提供即时个体化风险评估工具,助力血管性认知障碍(VCI)精准防控。

  
脑小血管病(cerebral small vessel disease, CSVD)在老年人群中几乎“如影随形”,其中白质疏松(leukoaraiosis, LA)在MRI上呈现的双侧白质高信号(white matter hyperintensities, WMH)犹如“脑内白雪”,看似静默却暗藏杀机。随着病灶体积逐年增大,患者逐渐出现执行功能下降、信息处理速度减慢等“隐形”认知损伤,最终约三分之一进展为血管性痴呆(vascular dementia, VaD)。然而,LA相关认知障碍起病隐匿,临床缺乏敏感、特异且可量化的早期识别工具,导致干预窗口一再错失。为填补这一空白,Guoxin Zhang等依托南京市栖霞区医院2020-2023年连续入院的456例疑似CSVD人群,开展了一项回顾性横断面研究,旨在构建并内部验证一款可推广至日常的Logistic回归-列线图模型,实现“看一眼年龄+两张MRI图”即可秒算个体化认知衰退风险。论文最终发表于《BMC Neurology》2025年第25卷。
研究流程可概括为“四步曲”:①严格纳排后纳入390例LA患者,按7:3随机分为训练集(n=273)与验证集(n=117);②48小时内完成标准化资料采集,涵盖人口学、血管危险因素、12 h空腹生化、1.5 T MRI(FLAIR+3D-TOF MRA)及蒙特利尔认知评估(Montreal Cognitive Assessment, MoCA);③以MoCA≤26分定义认知障碍(cognitive impairment, CI),通过单变量→多变量Logistic回归筛选独立预测因子;④构建列线图,采用ROC、Hosmer-Lemeshow及1000次Bootstrap进行区分度与校准度评价。
关键技术方法:
  • 多模态MRI量化:采用Fazekas 0-6分量表评估WMH负荷并重新划分为5个临床等级;基于TOF-MRA将颅内动脉狭窄(intracranial arterial stenosis assessment, IASA)分为Grade 1-4。
  • 机器学习填补:对<20%缺失值采用随机森林多重插补。
  • 统计建模:R 4.2.0与SPSS 26.0联合,前进法逐步回归筛选变量,Youden指数确定最佳切点。
研究结果:
  1. 基线特征
    训练集与验证集在年龄、性别、血管危险因素及影像评分上均无显著差异,证实随机分组成功。整体队列中位年龄74岁,高血压占72%,糖尿病占32%,CI患病率为48%。
  2. 单变量分析
    年龄、Fazekas评分、IASA、血清肌酐(serum creatinine)及总胆红素(total bilirubin)与CI显著相关(p<0.05)。
  3. 多变量Logistic回归
    最终模型保留3个独立因子:
  • 年龄:每增加1岁,CI风险升高17%(OR=1.17, 95%CI 1.11-1.24);
  • IASA:以Grade 1为参照,Grade 2-4的OR分别为1.85、3.42、6.78;
  • Fazekas评分:以Grade 1为参照,Grade 2-5的OR依次为2.00、3.33、6.00、11.00。
    血清肌酐与总胆红素未达显著性,提示可能通过血管或代谢间接途径发挥作用。
  1. 模型性能
    训练集AUC=0.873(95%CI 0.831-0.915),验证集AUC=0.814(95%CI 0.75-0.91);Bootstrap校正后AUC=0.869,提示轻微过拟合。校准曲线贴近45°理想线,Hosmer-Lemeshow p>0.05,表明预测概率与实际观测高度一致。以0.52为切点,验证集灵敏度78.4%,特异度81.6%,整体准确度80.1%。
  2. 列线图开发与示例
    将年龄、IASA、Fazekas评分映射至0-100分量尺,累加总分即可在下方概率轴直读CI风险。如78岁、IASA Grade 3、Fazekas 4分患者,总得分约220分,对应认知障碍概率≈85%,为临床决策提供即时量化依据。
结论与讨论:
研究首次证实,在LA人群中,除公认的高龄与WMH负荷外,颅内大血管狭窄(IASA)是此前被低估却同样重要的独立认知损伤驱动因素,提出“多重打击”假说:慢性低灌注+大血管狭窄+白质完整性破坏协同超越脑代偿极限,导致认知失代偿。该列线图将复杂统计关系图形化,仅需临床常规变量即可完成床旁风险评估,为早期识别高危个体、优化随访密度、筛选干预试验受试者提供了可操作工具。作者指出,未来需开展外部多中心验证、纵向随访以明确模型对认知衰退速度的预测效能,并整合DTI、脑脊液或遗传标志物进一步提升精度。尽管如此,本研究以清晰的循证数据填补了LA认知障碍预测模型的空白,为CSVD精准医学迈出关键一步。
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