康复剂量异质性对急性脑卒中患者功能结局的影响：一项基于全国观察性研究的因果森林模型分析

《Scientific Reports》：Effectiveness of rehabilitation dose heterogeneity for improving functional outcomes of patients with acute stroke: a nationwide observational study

本研究针对急性缺血性脑卒中患者早期康复剂量效应的异质性问题，利用日本诊断程序组合(DPC)数据库，对53,366例患者进行倾向评分匹配后，采用因果森林模型评估每日≥60分钟康复训练的个体化治疗效果。研究发现康复效果存在显著异质性：基线日常生活活动能力(ADL)重度依赖、年龄较轻、合并症少、意识水平良好且接受再灌注治疗的患者获益最大（Q4组mRS 0-2达成率提升17.1%），而高龄、中度ADL依赖、高合并症负担者获益有限（Q1组降低16.5%）。该研究为精准化康复资源分配提供了循证依据。

　　

在全球范围内，脑卒中一直是导致成人长期残疾的主要原因，而康复治疗是改善患者功能结局的核心手段。尽管现有指南普遍强调康复"剂量"的重要性，但临床实践中一个关键问题尚未解决：是否所有患者都能从高强度的早期康复中同等获益？传统随机对照试验多关注整体疗效，却忽视了患者个体特征对康复反应的调节作用。这种认知空白可能导致医疗资源的错配——部分患者可能因过度康复而承受不必要的负担，而真正需要高强度治疗的人群却未获得足够干预。

为解决这一难题，日本研究团队开展了一项突破性研究，通过因果推断与机器学习相结合的创新方法，首次在全国层面揭示了康复剂量效应的异质性规律。该研究近日发表于《Scientific Reports》，为卒中康复的精准化实践提供了重要科学依据。

研究团队利用日本诊断程序组合(DPC)数据库，纳入了2018-2019年间53,366例急性缺血性脑卒中患者。通过倾向评分匹配控制混杂因素后，采用因果森林模型分析每日康复剂量（以60分钟为界）对60天功能结局（改良Rankin量表[mRS]评分0-2分）的个体化治疗效应。值得一提的是，针对出院时间不在60±14天窗口内的患者，研究者采用随机森林模型对mRS结局进行了多重插补处理，确保数据完整性。

研究方法的核心技术路径

研究基于全国1,089家医院的DPC数据库，纳入标准涵盖缺血性卒中、发病3日内入院且无严重意识障碍的患者。通过因果森林模型（2000棵树+10折交叉验证）估计条件平均治疗效应(CATE)，采用增强逆概率加权(AIPW)进行稳健性评估。关键协变量包括基线ADL状态、查尔森合并症指数(CCI)、日本昏迷量表(JCS)评分等，最终通过变量重要性分析识别效应修饰因子。

研究结果

康复效果存在显著异质性

数据分析显示，康复剂量的整体平均效应虽未达统计学显著性（平均CATE 1.46%, p=0.20），但个体间差异极为显著。按CATE四分位分层后，Q4（最高获益组）患者接受高强度康复后mRS 0-2达成率提升17.1%（95%CI 15.3-19.0%），而Q1（最低获益组）反而降低16.5%（95%CI -18.1至-14.9%）。这种梯度变化表明康复强度并非"一刀切"适用，其效果高度依赖患者个体特征。

关键效应修饰因子识别

如图2所示，变量重要性分析揭示六大核心因素：基线ADL状态（SMD=1.756）、CCI评分（SMD=0.84）、年龄（SMD=0.341）、静脉溶栓(IVT)（SMD=0.321）、机械取栓(MT)（SMD=0.299）和意识水平（SMD=0.295）。值得注意的是，Q4组96.7%患者存在基线ADL完全依赖，但合并症负担极轻（CCI=2者仅0.1%），且再灌注治疗使用率显著更高（IVT 21.2%，MT 13.7%）。这提示严重初始缺损但生理储备良好的患者，配合急性期再通治疗，可能形成康复获益的"黄金组合"。

人群特征梯度变化

如表3所示，从Q1到Q4组，患者特征呈现规律性演变：年龄分布呈"U"型（Q1组79.3岁→Q3组72.0岁→Q4组76.1岁），意识正常比例持续上升（44.0%→70.9%），高社会经济地位占比先增后降（18.8%→42.0%→27.3%）。这种非线性关系凸显了多因素交互作用的复杂性，例如Q4组相对较高的年龄与其良好的生理储备形成反差，挑战了单纯以年龄划分康复优先级的传统观念。

讨论与启示

本研究通过因果森林模型破解了康复剂量效应的"黑箱"，证实功能恢复并非单纯由治疗强度决定，而是基线神经缺损、合并症、急性期干预等多维度因素动态博弈的结果。尤其值得关注的是，严重ADL依赖患者展现出最大获益潜力，这颠覆了"重度残疾者康复价值有限"的刻板印象，提示应优先为这类患者分配康复资源。

再灌注治疗与康复的协同效应尤为突出，可能源于血流恢复后神经可塑性窗口的扩大。此外，意识水平与社会经济地位的作用警示临床需关注神经功能之外的影响因素。敏感性分析中，尽管完全病例数据呈现略有不同的变量组合，但CATE梯度趋势保持一致，佐证了核心发现的稳健性。

研究局限性包括未涵盖康复具体内容、依赖行政数据定义合并症等。未来需结合神经影像学标志物、康复质量指标及患者报告结局进行多维验证。值得注意的是，虽然本研究聚焦mRS 0-2分的功能独立目标，但康复的价值远不止于此——对于高龄衰弱患者，即使未达功能独立，生活质量的提升、照护负担的减轻同样构成重要治疗目标。

这项研究为卒中康复从"标准化"向"精准化"转型提供了方法论范例。通过识别真正受益人群，不仅可优化医疗资源配置，更有望推动康复理念从"最大剂量"向"最适剂量"的范式转变。随着机器学习技术在临床研究中的深入应用，个体化康复方案的实现正逐渐从愿景走向现实。