文章标题：Machine Learning Models for Predicting Disability and Pain Following Lumbar Disc Herniation Surgery
中文标题：用于预测腰椎间盘突出症手术后残疾和疼痛的机器学习模型
发表期刊：JAMA Netw Open
发表时间：2024年2月
影响因子：10.5/Q1
腰椎间盘突出症手术可以减轻疼痛和残疾。然而，相当少数人获得的好处微乎其微，因此需要开发准确的预测模型。开发和验证腰椎间盘突出症手术后 12 个月残疾和疼痛的预测模型。
设计、设置和参与者
对 2007 年 1 月 1 日至 2021 年 5 月 31 日接受腰椎间盘突出症手术的一组个体进行了一项前瞻性、多中心、基于登记的预后研究。包括来自挪威所有公立和私立医院进行脊柱手术的挪威脊柱外科登记处的患者。数据分析于 2023 年 1 月至 6 月进行。
暴露、主要结局和措施
显微椎间盘切除术或开放椎间盘切除术。
12 个月时治疗成功，定义为 Oswestry 残疾指数 （ODI） 改善 22 分或更多;数字评定量表 （NRS） 背痛改善 2 分或以上，NRS 腿痛改善 4 分或以上。机器学习模型经过训练用于模型开发，并在地理区域应用内部和外部交叉验证以验证模型。通过区分 （C 统计量） 和校准 （斜率和截距） 评估模型性能。
结果分析
1. 基线特征
在筛选的56963例手术病例中，这里确定了22707例手术病例 （21161例患者）（平均[SD]年龄，47.0 [14.0] 岁;12 952 [57.0%] 男性;9755名女性 [43.0%]）接受了腰椎间盘突出症手术，符合纳入研究初步分析的条件。（表1）总结了总研究人群的基线特征，并按ODI模型的集群分层。NRS背痛分析包括23804例，NRS 腿痛分析 22 691 例。治疗不成功的病例比例为 33% （ODI）、27%（NRS 背痛）和31%（NRS 腿痛）。没有特征的缺失值超过6%。缺失结局数据的比例为35%（ODI）和37% （NRS背痛和NRS腿痛）。
2. 内部—外部交叉验证
图2显示了ODI模型内部和外部交叉验证的模型鉴别（C 统计量）和校准指标（斜率和截距）。C 统计数据在各地区相似，点估计范围为0.81至0.84（合并随机效应荟萃分析估计，0.82;95% CI，0.81-0.84）。阳性预测值范围为 0.81 至 0.88（汇总估计值，0.86;95% CI，0.82-0.89），阴性预测值范围为0.51至 0.63 （汇总估计值，0.58;95% CI，0.52-0.64）。校准斜率在不同区域之间是一致的（点估计值，0.94-1.03;合并估计值，0.99;95% CI，0.93-1.06）。不同地区的校准截距存在轻微的异质性，可能是由于不同地区之间的结果发生率存在一些差异（点估计，-0.05 至 0.11;合并估计，0.01;95% CI，-0.07 至 0.10）。
3. 内部—外部交叉验证
ODI 模型的总体校准图如图 3A所示。对于NRS背痛和NRS腿痛，区分度略低，NRS 背痛的C统计数据范围为 0.75 至 0.80（汇总估计，0.77;95% CI，0.75-0.79），NRS腿痛的C统计数据范围为 0.74 至 0.77（汇总估计，0.75;95% CI，0.74-0.76）。不同地区的校准斜率也相似，NRS 背痛的斜率范围为 0.96 至 1.09，NRS腿痛的幅度为 0.91 至 1.10。经过meta分析，NRS背痛的总校准斜率为1.01（95% CI，0.94-1.07），NRS腿痛为1.02（95% CI，0.92-1.12）。NRS背痛在不同地区的校准截距是一致的（点估计，-0.06至0.08;合并估计，0.00;95% CI，-0.07至0.08）。对于NRS腿部疼痛（点估计值，-0.09 至 0.14;汇总估计值，-0.01;95% CI，-0.14 至 0.11），私立医院的总体风险被低估（0.14;95% CI，0.03-0.25）。NRS 背痛和 NRS 腿痛总体校准图如图3B和3C所示。
4. 特征重要性
ODI 治疗成功的最重要特征是结果的基线评分较高、背痛持续时间较短、既往无手术史以及无焦虑和抑郁症状（图4）。相同的特征也是对 NRS 背痛和 NRS 腿痛影响最大的特征之一。
文章小结
这项预后研究开发了机器学习工具，用于预测腰椎间盘突出症手术后患者的疼痛和残疾。如果您对生信分析和公共数据库挖掘感兴趣，但时间和精力有限或者缺乏相关经验，小骨非常乐意为您提供如下服务：免费思路评估、付费方案设计和生信分析等，有意向的老师欢迎联系小骨哦！
