梯度提升机模型对腰椎间盘突出症经皮内镜切除术近期疗效的预测作用

来源：中华骨科杂志2020年第19期北京时间：

作者：鲍军平,刘磊,时睿,洪鑫,王运涛,李伟,吴小涛

单位：东南大学附属中大医院,东南大学附属中大医院,东南大学附属中大医院,东南大学附属中大医院,东南大学附属中大医院,东南大学,东南大学附属中大医院

摘要：目的 探讨梯度提升机（gradient boosting machine，GBM）模型对经皮内镜腰椎间盘切除术（percutaneous endoscopic lumbar discectomy，PELD）治疗腰椎间盘突出症近期疗效的预测效果。方法 回顾性分析2016年10月至2018年3月因单节段腰椎间盘突出症行PELD手术的475例患者的临床资料，疗效评价采用腰椎JOA评分，评分改善率≥50%为疗效良好、<50%为疗效不佳。采用GBM模型及多因素Logistic回归分析模型筛选影响手术疗效的因素，比较二者的受试者工作特征（receiver operator characteristic，ROC）曲线，计算敏感度、特异度、约登指数，评价GBM模型的预测效果。结果 395例患者获得随访，随访时间24个月。疗效优良者347例（87.8%）、疗效不佳者48例（12.2%）。不同年龄、椎间盘突出部位及突出类型、手术节段椎间盘及关节突关节退变水平、突出物矢状径及有无钙化、初次症状至手术时间、邻近节段椎间盘退变水平组疗效优良率的差异有统计学意义（ <0.05）。多因素Logistic回归分析显示，年龄≥60岁[ =9.15，95% （4.04，20.73）， <0.001]、突出物矢状径大[ =1.37，95% （1.18，1.58）， <0.001]是术后2年疗效不佳的危险因素；椎间盘突出单侧型相对于极外侧型疗效不佳的发生概率更小[ =0.17，95% （0.06，0.55）， =0.003]；手术节段椎间盘退变Ⅱ级者相对于Ⅲ级者疗效不佳的发生概率更小[ =0.17，95% （0.04，0.70）， =0.014]；邻近节段椎间盘退变2级者相对于3级者疗效不佳的发生概率更小[ =0.29，95% （0.10，0.81）， =0.018]。GBM模型预测预后的ROC曲线下面积为0.92[95% （0.77，0.96）]，灵敏度、特异度和约登指数分别为93.46%、83.33%和0.77，均高于Logistic回归模型的0.86[95% （0.73，0.90）]、88.79%、66.67%和0.55。GBM模型和Logistic回归分析模型的预测效应均有统计学意义（ <0.001），两者ROC曲线下面积值的差异有统计学意义（ =0.11， <0.001）。 结论 在预测PELD治疗腰椎间盘突出症的近期疗效方面，GBM模型的预测效能高于多因素Logistic回归分析模型。

关键词：椎间盘移位;椎间盘切除术，经皮;椎间盘退行性变;人工智能;Logistic模型

基金资助：国家自然科学基金81702201