GCS-P评分预测美国创伤中心创伤性硬膜下血肿患者院内死亡率

PMID: 38701532

DOI: 10.3171/2024.2.JNS232695

2020年，美国有超过21.4万人因颅脑创伤 (traumatic brain injury, TBI)住院治疗。患者预后的早期指标对于指导急性期的临床决策、优化患者预后和为监护目标讨论提供信息至关重要。然而，TBI患者的预后仍然是一个重大挑战。

有多种分类系统和模型可用于预测TBI后的结果，但在急性期的护理应用中仍存在重要的局限性。Marshall和Rotterdam CT评分是基于成像的TBI严重程度分类系统，可预测死亡率。然而，某些神经损伤，如轴突损伤，可能无法在CT扫描上显示。全面无反应性量表(Full Outline of Unresponsiveness Scale, FOUR)已经被证实可以通过脑干反射、视觉跟踪、呼吸模式和呼吸驱动来预测住院病人的死亡率和长期预后，但它的使用仅限于昏迷的TBI患者。目前，CRASH和IMPACT是预测脑外伤后长期预后的最佳模型。然而，这些模型在严重TBI患者中进行外部验证时显示出低准确性和高假阳性率，因此不推荐用于指导临床决策。因此，对于能够广泛应用于TBI患者的预测工具，提供实时的临床指导和预测， 仍然是一个未满足的需求。

格拉斯哥昏迷量表(Glasgow Coma Scale, GCS)评分和瞳孔反应性评分(pupillary reactivity score, PRS)反映TBI的严重程度，并有助于预期结果的临床预测。GCS-Pupils（GCS-P）评分通过从GCS评分中减去PRS将这两个独立的评估结果合并为一个单一的数值。GCS-P评分已被提出，在对更复杂的模型进行评估时提供可比较的预后能力，同时也保留了快速测量和在急性临床场景中应用的简便性。先前评估GCS-P与GCS评分的预后能力的研究报告了异质患者群体中不一致的结果。在特定的TBI亚群中，GCS-P评分的预测准确性仍然需要确定，在这些亚群中，预后通常决定手术干预的决定。

本研究的目的是比较GCS-P评分与GCS评分对在美国创伤中心治疗的创伤性硬膜下血肿(subdural hematoma, SDH)患者住院死亡率的预测准确性。我们假设GCS-P评分预测死亡率比单独使用GCS更准确，从而在该患者群体中提供更好的预后和明智的临床决策。

研究设计和数据来源

这是一项回顾性队列研究，数据来源于国家创伤数据库(National Trauma Data Bank, NTDB)。NTDB是世界上最大的创伤数据库，由美国外科医师学会维护。截至2019年，NTDB收集了美国700多家创伤中心自愿提交的数据，包括患者基线、损伤和结果信息。本研究获得了约翰霍普金斯大学机构审查委员会的批准。

患者人群

我们纳入了2017年1月1日至2019年12月31日期间在美国创伤中心接受治疗的创伤性SDH成年患者(≥18岁)。使用ICD-10代码S06.5识别外伤性SDH。如果患者在急诊科(emergency department, ED)死亡或从ED出院或转移到其他机构，则排除患者。诊断为无法生存的头部损伤(定义为简明损伤评分头部得分为6)的患者被排除在外。为了尽量减少其他身体系统损伤引起的混淆，排除了其他解剖区域严重损伤(简明损伤评分≥4)的患者。初始瞳孔反应数据缺失的患者也被排除(9.1%)。患者队列的推导见图S1。

GCS-P评分的推导

GCS-P评分采用NTDB的GCS和瞳孔反应数据计算。NTDB报告在医院或ED到达后30分钟内获得的首次GCS评分和瞳孔反应。每位患者的PRS分别为0、 1或2，定义为双侧反应性、单侧反应性或双侧均无反应性。从初始GCS评分中减去PRS，计算GCS-P评分。

结局

主要结局是院内死亡率。次要结局包括神经外科干预(开颅术或去骨瓣)和良好的出院状态。良好出院状态的定义为出院回家或康复(而不是死亡或出院接受长期住院治疗)。

统计分析

GCS-P与GCS评分的预后准确性首先在整个患者队列中进行评估。然后根据TBI类型(钝性与穿透性)和患者年龄形成分析亚组。穿透性与钝性TBI的损伤机制完全不同，需要不同的临床治疗方法。此外，不同的治疗策略也适用于老年TBI患者，他们可能不太可能接受积极的手术干预。因此，研究人群被分为三个亚组：1)年轻的钝性TBI患者(18-65岁)，2)高龄(> 65岁)和钝性TBI患者，3)穿透性TBI患者。

较年轻的钝性创伤性SDH患者(18-65岁)是一个具有相对均匀损伤特征的特定人群，根据损伤严重程度的临床体征，神经外科手术治疗相对标准化。因此， 在这一亚组中，我们评估了GCS-P与GCS评分对死亡率的预测准确性，并根据患者是否接受手术或非手术治疗进行分层。

GCS-P和GCS评分对死亡率的预测准确性也在患者亚组中进行了比较。患者被分为1)轻度TBI，定义为GCS评分在13-15之间，2)中度至重度TBI，定义为GCS评分< 13。为了避免因无意义的治疗而导致的混淆，我们将GCS评分为3分的患者排除在本亚组分析之外。

我们总结了患者的基线和临床特征，并在各亚组之间进行了比较。患者基线特征包括年龄、性别、人种、族群、保险状况和合并症。临床特征包括损伤机制、初始GCS评分、瞳孔反应、头CT中线移位(midline shift, MLS) > 5 mm、初始收缩压和脉率。采用Kruskal-Wallis检验比较连续变量的中位数。使用卡方检验来比较分类变量。

然后使用死亡率的逻辑回归模型估计GCS- p和GCS评分的预后准确性。具体而言，生成受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线，并计算曲线下面积(area under the curve, AUC)，以估计每个评分对死亡率的预测能力。观察与预测的校准图被用来评估每个分数在死亡概率谱系上的准确性。报告并比较了GCS-P评分与GCS评分在敏感性、特异性、阳性预测值(positive predictive value, PPV)、阴性预测值(negative predictive value, NPV)、AUC和死亡比值比方面的差异。采用DeLong’s检验AUC的差异是否具有统计学意义。同样地，也使用了相同的统计方法来评估GCS-P评分与GCS评分在次要结局（手术SDH清除和有利出院状态）方面的预测准确性。采用Bonferroni校正后，将P < 0.05定义为有统计学意义。采用R软件（版本4.2.3）和Stata软件（版本18.0，StataCorp）进行统计分析。

研究人群

我们在分析中纳入了196747例孤立性外伤性SDH患者(图S1)。患者中位年龄为67岁(IQR 50,79岁)，63.1%的患者为男性(表1和表S1)。跌倒是最常见的受伤机制(66.5%)，其次是机动车事故(12.7%)。到达急诊时，所有患者的GCS评分中位数为15 (IQR 12, 15)(表2和表S2)。9.6%的患者出现了异常瞳孔反应。20.0%的患者头部CT中线移位> 5mm。表S2总结了初始CT扫描中发现的其他颅内异常。

GCS-P与GCS评分的预测准确性：所有患者

首先比较了GCS-P与GCS评分对整个研究人群住院患者死亡率的预测准确性。GCS-P评分与GCS评分的敏感性(0.707 vs 0.702)、特异性(0.821 vs 0.823)和AUC差异极小(图1A，表3)。GCS评分倾向于低估住院患者死亡率的概率，而GCS-P评分既没有低估也没有高估住院患者死亡率(图1B和C)。

GCS-P与GCS评分的预测准确性：穿透性TBI患者

对于因穿透性机制导致的创伤性SDH患者（共4710例），比较GCS-P与GCS评分的预测准确性。与钝性TBI患者相比，穿透性TBI患者明显更年轻，男性占比更高(表1)。火器是最常见的损伤机制。与钝性TBI患者相比，穿透性TBI患者的GCS评分较低，并且在初始检查时更有可能显示MLS > 5 mm和瞳孔固定(表2)。

穿透性TBI患者GCS-P评分的AUC明显更高(0.902 vs 0.851, p < 0.001)(图2A，表3)。与GCS评分相比，GCS-P评分的敏感性(0.883 vs 0.874)和特异性(0.763 vs 0.762)的增加最小(表3)。校准曲线分析表明，GCS和GCS-P评分都低估了观察死亡率较低的患者的住院死亡率概率，高估了观察死亡率较高的患者的住院死亡率概率(图2B和C)，这种影响更为突出在GCS-P校准曲线中。

GCS-P与GCS评分的预测准确性：年轻钝性TBI患者手术或非手术治疗

由于钝性TBI而导致SDH的年轻患者(18-65岁)是一个特定的人群，其损伤表现相对均匀，并且根据临床指征进行标准化的手术处理。我们比较该亚组中GCS-P与GCS评分的预测准确性，按是否进行手术或非手术治疗进行分层。共有3267名年轻的钝性TBI患者接受了神经外科干预。在接受神经外科干预的患者中，与GCS评分相比，GCS-P评分是住院死亡率的一个更特异(0.666 vs 0.635)但较不敏感(0.659 vs 0.676)的预测因子(表4)。手术患者的GCS-P评分具有更高的AUC (0.717 vs 0.686, p <0.001)。然而，与大多数接受非手术治疗的患者相比， 接受手术的患者GCS和GCS-P评分的预测准确性较低，这表明敏感性、特异性和AUC值较低。

GCS-P与GCS评分的预测准确性：基于呈现GCS的TBI严重程度分层

GCS评分较低的患者死亡风险较高，因此构成了一个准确预后具有临床意义的亚组。在排除GCS评分为3分的患者以避免无效病例的潜在混淆后，我们在我们的队列中确定了27096名GCS评分为4-12分或中度至重度TBI的患者。GCS-P评分的敏感性(0.464 vs 0.405)和AUC (0.672 vs 0.649, p < 0.001)均大于单独的GCS评分(表S3)。

GCS-P与GCS评分对神经外科干预和良好出院状态的预测准确性

最后，我们评估了GCS-P与GCS评分对次要结局的预测准确性：神经外科干预和良好的出院状态。在整个队列中评估时，GCS-P和GCS评分在神经外科干预方面的敏感性、特异性和AUC值相似(表S4)。GCS-P评分在穿透性TBI患者中提供的预测能力改善最大。在该患者亚组中，GCS-P评分是手术干预的更敏感(0.882 vs 0.678)，但特异性较低(0.375 vs 0.555)的预测因子(表S4)。GCS-P评分也具有更高的AUC (0.625 vs 0.599, p < 0.001)。与预测住院患者死亡率的能力相比，GCS和GCS-P评分对手术干预的预测能力较差。

在整个创伤性SDH队列中，GCS-P和GCS评分在预测良好出院状态方面具有相似的敏感性和特异性(表S5)。预测良好出院状态的AUC也相似(0.690 vs 0.685, p < 0.001)。在> 65岁的钝性TBI患者和18-65岁的钝性TBI患者中，GCS-P和GCS评分预测良好出院状态的敏感性、特异性和AUC值也相似。在穿透性TBI患者中，GCS-P评分具有更高的AUC值(0.855 vs 0.817)和更高的敏感性(0.798 vs 0.765)，但特异性略低(0.769 vs 0.794)。

本研究对大量多中心创伤性SDH患者的调查中，我们发现GCS-P相对于GCS评分的额外预测价值显示了基于TBI机制的可变性。GCS-P评分提供的预后改善最大的是外伤性SDH合并穿透性TBI患者。在该患者亚组中，GCS-P评分显示GCS-P评分高的患者住院死亡率被低估，GCS-P评分低的患者住院死亡率被高估。先前比较GCS-P与GCS评分对TBI患者预后的研究报告了不同的结果。根据不同的损伤机制，GCS-P评分有助于预后判断。

在穿透性TBI患者中，GCS-P比GCS评分提供了最额外的预测能力。几项回顾性研究报道，GCS-P评分可以更好地预测死亡率，尽管他们没有专门调查穿透性TBI患者(表5)。此外，Mahajan等人最近报道在一项多中心前瞻性试验中评估了GCS-P评分对死亡率和功能结局的预测性能，发现它与单独使用GCS评分相当。然而，这项研究是在低收入至中等收入环境中开展，因此仍需要在高收入环境中进行外部验证，因为高收入环境的医疗管理和临床实践可能不同。他们的研究人群以及之前其他研究的研究人群相对较小，这可能导致我们无法检测出显著差异或进行亚组分析(表5)。

在穿透性TBI患者中观察到的GCS-P评分的改善预后可能部分归因于该亚组中年龄较小和合并症负担较低。年龄较大和存在合并症可能会混淆最初神经系统检查结果与患者预后之间的关系。值得注意的是，在年龄> 65岁的钝性TBI患者亚组中，GCS-P和GCS评分对住院患者死亡率的预测性能相似。此外，在我们的穿透性TBI队列中，患者更有可能出现瞳孔反应不足，因此GCS-P与GCS评分不同。更严重的初始脑损伤可能有助于发现预后能力差异。

在我们的分析中，GCS-P评分显示，在观察到死亡率较高的患者中，有高估住院患者死亡风险的倾向。因此，虽然GCS-P评分可能为穿透性TBI患者提供更多的预后能力，但临床解释仍应保持谨慎。GCSP评分低不应成为寻求挽救生命的干预措施(包括手术)的阻碍。最近的研究表明，持续严重TBI的TBI患者在积极的治疗(包括手术干预)后能够获得良好的结果。因此，低GCS-P评分不应该成为放弃积极治疗或临床虚无主义的理由。此外，GCS-P评分低估了观察到的死亡率较低的患者的住院死亡风险。这些发现表明，即使在最初神经系统检查结果相对良性的患者中，也可能发生恶化。警惕的监测以及适当的内科和外科干预仍然是必要的。

局限性

虽然NTDB为分析提供了大量可靠的队列，但我们的研究有固有的局限性。回顾性研究设计不允许确定因果关系。此外，NTDB没有及时提供数据，也没有提供纵向或长期功能结果的数据。GCS-P评分最初是用来预测损伤后3个月和6个月的格拉斯哥结局量表评分评估的功能结局。我们无法评估GCS-P评分在我们的研究人群中预测这些结果的能力。

本研究的SDH患者中，有2.4%的患者患有穿透性脑损伤，GCS-P评分在预测住院死亡率和出院状态方面优于单独的GCS评分。尽管GCS-P评分可能有助于改善短期患者预后预测，但在管理初始GCS-P评分较低的穿透性脑损伤患者时，仍需谨慎，以避免临床上的无助感。