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基于机器学习算法构建青少年特发性脊柱侧凸进展风险预测模型
1
作者 李洁 赵晓峰 +3 位作者 周润田 曾琪 陈容 赵斌 《中国脊柱脊髓杂志》 北大核心 2025年第8期837-847,共11页
目的:通过机器学习算法筛选青少年特发性脊柱侧凸(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)进展的核心预测变量,并构建风险预测模型。方法:选取山西医科大学第二医院2018年1月~2023年6月首次确诊的361例AIS患者追踪随访。收集患者基本资... 目的:通过机器学习算法筛选青少年特发性脊柱侧凸(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)进展的核心预测变量,并构建风险预测模型。方法:选取山西医科大学第二医院2018年1月~2023年6月首次确诊的361例AIS患者追踪随访。收集患者基本资料和影像学资料,根据侧凸进展(主弯Cobb角增长≥6°)与否将患者分为进展组与非进展组,并按8∶2随机分为训练集与测试集。采用LASSO回归和随机生存森林(random survival forest,RSF)筛选侧凸进展的预测变量,并分别构建RSF模型、生存支持向量机(survival support vector machine,SSVM)模型和极限梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)模型,采用C-index和综合Brier分数比较选择最优模型。使用测试集数据,采用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线和曲线下面积(area under the curve,AUC)、校正C-index、校准曲线、综合Brier分数和决策曲线分析(decision curve analysis,DCA)分别对最优模型的区分度、准确度和临床应用价值进行评价。结果:361例AIS患者的侧凸进展率为41.27%,LASSO回归分析和RSF算法筛选的共同预测因子分别是:初诊Cobb角、Risser征、顶椎旋转度、脊柱增长速率、是否支具治疗、T1椎体倾斜角和顶椎偏距。RSF模型、SSVM模型和XGBoost模型的C-index为0.837、0.790和0.743,综合Brier分数为0.084、0.161和0.133。综合模型的区分度和准确度,RSF模型表现更优,其6个月、12个月、18个月和24个月的时间依赖性AUC值分别为:0.903(95%CI:0.829~0.977)、0.870(95%CI:0.756~0.985)、0.858(95%CI:0.742~0.973)和0.862(95%CI:0.728~0.997),校正C-index为0.842(95%CI:0.749~0.917),模型区分度好。校准曲线显示实际观察结果与预测结果基本一致,综合Brier分数0.084,预测准确度高。DCA显示6个月、12个月、18个月和24个月的风险阈值概率分别在5%~20%、10%~80%、10%~70%和25%~85%时,使用本模型可使患者的净受益率增加。结论:基于初诊Cobb角、Risser征、顶椎旋转度、脊柱增长速率、是否支具治疗、T1椎体倾斜角和顶椎偏距构建的RSF模型可以较为准确地预测AIS患者首次确诊后在未来不同时间点侧凸进展的风险概率。 展开更多
关键词 青少年特发性脊柱侧凸 侧凸进展 机器学习 预测模型
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脊柱生长速率对行支具治疗的特发性脊柱侧凸患儿侧凸进展的预测价值 被引量：4
2
作者 史本龙 毛赛虎 +5 位作者 孙旭 刘臻 朱泽章 钱邦平 朱锋 邱勇 《中国脊柱脊髓杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期321-325,共5页
目的：分析行支具治疗的特发性脊柱侧凸（idiopathic scoliosis，IS）患儿侧凸进展速率（Cobb velocity，CV）的相关因素，并探讨脊柱生长速率（spine length velocity，SLV）对IS患儿侧凸进展的预测价值。方法：于我院门诊行正规支具... 目的：分析行支具治疗的特发性脊柱侧凸（idiopathic scoliosis，IS）患儿侧凸进展速率（Cobb velocity，CV）的相关因素，并探讨脊柱生长速率（spine length velocity，SLV）对IS患儿侧凸进展的预测价值。方法：于我院门诊行正规支具治疗的女性IS患儿23例，初诊时Risser征为0，无神经系统异常。其中胸主弯19例，胸腰弯4例，平均随访3.3年。患儿每次随访均拍摄站立位全脊柱正位片及左手掌正位片，测量主弯的Cobb角、Risser征、脊柱长度及骨龄（digital skeletal age，DSA）评分。另外记录患儿每次随访时的实足年龄、月经状态及身高等资料，计算患儿每次随访时的CV、SLV及身高生长速率（height velocity，HV）。采用Spearman相关系数分析IS患儿SLV及CV的相关因素。结果：本组患儿平均初诊年龄10.8±1.3岁；月经年龄12.2±2.0岁；初诊DSA评分384.6±51.9；初诊脊柱长度311.6±23.6mm；平均初诊身高145.5±7.8cm；平均初诊Cobb角23.0°±6.9°。随访时患儿平均SLV为19.1±17.1mm/年；平均HV为5.4±4.1cm/年；平均CV为5.7°±8.1°/年。另外，SLV高峰期（大于20mm/年）与CV高峰期（大于5°/年）均发生于实足年龄10～13岁之间。Spearman相关性分析表明，SLV与实足年龄、Risser征、DSA评分、HV及CV呈显著相关（r=-0.337、-0.292、-0.199、0.374和0.456，P〈0.05）；CV与实足年龄、DSA评分及HV呈显著相关（r=-0.192、-0.188和0.281，P〈0.05）。结论：IS患儿侧凸进展速率与年龄、DSA评分、HV及SLV显著相关。SLV与年龄、Risser征、DSA评分及HV显著相关，是较好的评估IS患儿生长潜能和侧凸进展的指标。SLV大于20mm/年时提示较高的侧凸进展风险。 展开更多
关键词 特发性脊柱侧凸 脊柱生长速率 生长潜能 侧凸进展
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女性青少年特发性脊柱侧凸患者停止支具治疗后的侧凸进展及其相关因素 被引量：3
3
作者 史本龙 毛赛虎 +4 位作者 林子平 刘臻 郑振耀 邱勇 朱泽章 《中国脊柱脊髓杂志》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期151-155,共5页
目的 ：分析发育成熟的女性青少年特发性脊柱侧凸（adolescent idiopathic scoliosis,AIS）患儿在停止支具治疗后长期随访中的侧凸进展情况,并探讨其相关因素。方法：回顾性分析于我院门诊就诊符合SRS（scoliosis research society）支... 目的 ：分析发育成熟的女性青少年特发性脊柱侧凸（adolescent idiopathic scoliosis,AIS）患儿在停止支具治疗后长期随访中的侧凸进展情况,并探讨其相关因素。方法：回顾性分析于我院门诊就诊符合SRS（scoliosis research society）支具治疗标准的女性AIS患儿130例,初诊年龄11.8±1.4岁（10~14岁）。所有患儿均随访至支具治疗结束后至少2年,且至少具有佩戴支具后初次随访、停止支具治疗时、停止支具治疗后6个月、1年、2年及末次随访时的资料。在每次随访时的全脊柱正位X线片上测量主弯侧凸Cobb角,并评估侧凸进展超过5°的患儿及比例、侧凸进展度数和进展速率。末次随访时侧凸进展超过5°定义为侧凸进展,采用独立样本t检验比较侧凸进展组和非进展组患儿的初诊年龄、月经初潮年龄、初诊Cobb角、初始矫正率、停止支具治疗年龄。结果：与停止支具治疗时相比,停止支具治疗后6个月、1年、2年及末次随访时的侧凸进展超过5°的患儿分别为33例（25.4%）、42例（32.3%）、61例（46.9%）和63例（48.5%）;侧凸进展度数分别为2.0°±4.4°、3.2°±5.0°、4.9°±5.5°和5.1°±6.9°;侧凸进展速率分别为0.33°±0.71°/月、0.20°±0.41°/月、0.14°±0.29°/月和0.01°±0.19°/月。停止支具治疗后侧凸非进展组和进展组患儿的初诊年龄、月经初潮年龄、初诊Cobb角、初始矫正率、停止支具治疗时年龄等无显著性差异（P〉0.05）,而停止支具治疗时的Cobb角有统计学差异（P〈0.05）。结论：行支具治疗的AIS患儿停止支具治疗后仍有较高的侧凸进展风险,停止支具治疗后的6个月内为侧凸进展高风险和高速率期;停止支具治疗时的侧凸Cobb角越大发生侧凸进展的风险越高。 展开更多
关键词 青少年特发性脊柱侧凸 停支具 侧凸进展 SRS标准 女性
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尺桡骨远端骨龄评分系统在特发性脊柱侧凸患者生长潜能及侧凸进展评估中的价值 被引量：1
4
作者 毛赛虎 史本龙 +4 位作者 徐磊磊 孙旭 刘臻 朱泽章 邱勇 《中国脊柱脊髓杂志》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期239-243,共5页
目的 ：探讨尺桡骨远端（distal radius and ulna,DRU）骨龄评分系统与其他成熟度指标的相关性,并评估其在特发性脊柱侧凸（idiopathic scoliosis,IS）患儿生长潜能和侧凸进展中的预测价值。方法：选取长期定期随访的36例女性IS患儿为... 目的 ：探讨尺桡骨远端（distal radius and ulna,DRU）骨龄评分系统与其他成熟度指标的相关性,并评估其在特发性脊柱侧凸（idiopathic scoliosis,IS）患儿生长潜能和侧凸进展中的预测价值。方法：选取长期定期随访的36例女性IS患儿为观察对象,所有患儿均行标准化支具治疗,随访间隔为3～6个月直到停止支具治疗。每次随访时记录并测量如下参数：患者实足年龄、身高、主弯Cobb角、脊柱长度、Risser征、DSA（digital skeletal age）评分和DRU评分。据此计算患儿每次随访时的身高生长速率（height velocity,HV）、Cobb角进展速率（angle velocity,AV）和脊柱生长速率（spinal length velocity,SLV）。分析不同DRU骨龄评分时的HV、SLV及AV值并比较AV〉5°/年的发生率,评估其对IS患儿侧凸进展的预测价值。结果：36例患儿初诊时年龄为10.8±1.2岁,桡骨远端骨龄评分为R6.3±1.2,尺骨远端骨龄评分为U4.6±1.5。桡骨远端骨龄评分介于R7～R9之间和尺骨远端骨龄评分介于U5～U7之间均预示较高的HV、SLV和AV,其中AV〉5°/年的发生率较桡骨远端骨龄评分R9和尺骨远端骨龄评分U7明显升高（P〈0.05）。桡骨远端和尺骨远端的骨龄评分具有良好相关性（P〈0.001）。结论：桡骨远端骨龄评分介于R7～R9之间和尺骨远端骨龄评分介于U5～U7之间均预示IS患者具有较高的身高生长速率、脊柱生长速率及侧凸Cobb角进展速率。DRU骨龄评分系统是一种良好的评估IS患儿生长潜能及侧凸进展风险的指标。 展开更多
关键词 特发性脊柱侧凸 桡骨 尺骨 成熟度评价 侧凸进展
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多维度评估对特发性脊柱侧凸进展高峰期的预测价值 被引量：2
5
作者 毛赛虎 史本龙 +5 位作者 孙旭 刘臻 朱泽章 朱锋 钱邦平 邱勇 《中国脊柱脊髓杂志》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期724-727,732,共5页
目的：通过多维度评估特发性脊柱侧凸（idiopathic scoliosis,IS）患儿侧凸进展高峰期（peak angle velocity,PAV）的相应成熟度指标,探讨其对PAV的预测价值。方法：选取初诊时月经未至、Risser征0级,Y三角软骨未闭、以半年为周期随访至... 目的：通过多维度评估特发性脊柱侧凸（idiopathic scoliosis,IS）患儿侧凸进展高峰期（peak angle velocity,PAV）的相应成熟度指标,探讨其对PAV的预测价值。方法：选取初诊时月经未至、Risser征0级,Y三角软骨未闭、以半年为周期随访至少5次且进展超过5°的女性IS患儿30例,初诊年龄为10.8±1.5岁（7.8~12.1岁）。随访时收集及测量的指标包括实足年龄、Y三角软骨闭合状态、Risser征、身高、主弯Cobb角和骨龄（digital skeletal age,DSA）评分。计算每个随访周期内的身高增长速度（height velocity,HV）和Cobb角增长速度（angle velocity,AV）。采用逻辑回归分析各维度指标对PAV的预测价值。结果：30例患儿的PAV年龄为11.8±1.3岁（10~15岁）,PAV时的身高为150.7±4.8cm,DSA评分为479.4±56.5,主弯Cobb角为26.5°±7.2°,HV为8.3±3.7cm/年,AV为7.8°±5.2°/年。PAV主要发生于Risser征0级（80.0%）和1级（20.0%）。逻辑回归分析结果显示PAV的发生与实足年龄介于11~13岁之间（OR=3.166,P=0.032）、Y软骨闭合（OR=6.365,P〈0.01）、Risser征0级（OR=12.963,P〈0.01）、DSA评分介于400~500之间（OR=10.758,P=0.011）、HV〉6cm/年（OR=4.346,P=0.025）、Cobb角〉30°（OR=9.535,P=0.013）呈显著相关。结论：年龄介于11~13岁之间、Risser征0级伴Y软骨闭合、DSA评分介于400~500之间、HV〉6cm/年和Cobb角〉30°为女性IS患儿侧凸PAV的高危因素,可用于预测PAV的发生,评估侧凸进展风险。 展开更多
关键词 特发性脊柱侧凸 成熟指标 侧凸快速进展 预测
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前路手术治疗青少年特发性脊柱侧凸的研究进展 被引量：1
6
作者 韩炳泰 杜悠 +1 位作者 王升儒 仉建国 《中国脊柱脊髓杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期432-437,共6页
青少年特发性脊柱侧凸(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)是指发病年龄在10~16岁,通过询问病史、神经检查和一系列诊断性检查等排除椎体形成异常、神经系统异常、综合征等常见病因的脊柱侧凸,是最常见的脊柱侧凸亚类。绝大多数AIS... 青少年特发性脊柱侧凸(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)是指发病年龄在10~16岁,通过询问病史、神经检查和一系列诊断性检查等排除椎体形成异常、神经系统异常、综合征等常见病因的脊柱侧凸,是最常见的脊柱侧凸亚类。绝大多数AIS患者可正常生活,但有些患者侧凸进展伴有肺功能下降和后背痛,影响正常生活,所以应早期积极治疗以阻止进展。 展开更多
关键词 神经系统异常 诊断性检查 青少年特发性脊柱侧凸 发病年龄 常见病因 前路手术治疗 肺功能下降 侧凸进展
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行支具治疗的特发性脊柱侧凸患儿生长高峰期Cobb角进展速率变化及其对支具疗效的影响 被引量：6
7
作者 毛赛虎 史本龙 +5 位作者 孙旭 刘臻 朱泽章 钱邦平 朱锋 邱勇 《中国脊柱脊髓杂志》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期294-298,共5页
目的：评估行支具治疗的特发性脊柱侧凸（idiopathic scoliosis,IS）患儿青春期生长高峰参数及生长高峰时的脊柱侧凸Cobb角进展速率（angle velocity,AV）变化情况,评估正性和负性AV组之间支具疗效的差异及不同支具疗效组之间生长参数... 目的：评估行支具治疗的特发性脊柱侧凸（idiopathic scoliosis,IS）患儿青春期生长高峰参数及生长高峰时的脊柱侧凸Cobb角进展速率（angle velocity,AV）变化情况,评估正性和负性AV组之间支具疗效的差异及不同支具疗效组之间生长参数的差异。方法：选取初诊时Y三角软骨未闭、以3-6个月为周期随访至停止支具治疗或因侧凸进展而行手术治疗的女性IS患儿35例。随访时测量的指标包括实足年龄、Y三角软骨闭合状态、Risser征、身高、脊柱长度、主弯Cobb角和尺桡骨远端骨龄（digital radius and ulnar,DRU）分级。根据纵向数据判定身高和脊柱生长速率峰值（peak height growth velocity,PHGV;peak spinal growth velocity,PSGV）及相应年龄,分析AV在该阶段的变化情况及其对支具疗效的影响。支具治疗失败定义为主弯Cobb角进展≥5°或进展至超过40°需行手术治疗。结果：35例患儿初诊年龄为10.2±1.5岁（8-12.5岁）,初诊Cobb角为26.5°±5.0°（20°-38°）,20例主胸弯或胸腰双弯患儿接受Milwaukee支具治疗,15例胸腰弯及腰弯患儿接受Boston支具治疗。随访时间为5.1±2.1年（4.0-6.2年）,末次随访年龄15.3±2.2岁（12-18岁）,末次随访Cobb角为34.0°±12.6°（9°-59°）。支具治疗成功15例（42.9%）;支具治疗失败20例（57.1%）,其中转为手术16例（45.7%）。支具治疗失败组患儿PHGV年龄、PSGV年龄均较治疗成功组患儿更小（P〈0.05）,而支具治疗失败组的末次随访Cobb角、胸弯百分率及PSGV时AV均高于成功组（P〈0.05）,PHGV和PSGV的值、初诊Cobb角两组之间无统计学差异（P〉0.05）。PSGV时负性AV组19例（54.3%）,正性AV组16例（45.7%）,负性AV组的支具治疗失败率、手术率、PSGV时AV及末次随访Cobb角均显著低于正性AV组（P〈0.05）。结论：行支具治疗的IS患儿生长高峰期时AV变化与支具疗效显著相关。处于生长加速期的IS患儿,其支具治疗失败率较高,尤其是脊柱生长高峰发生时间较早的胸弯型患儿。生长高峰时负性AV预示着更好的远期支具治疗效果。 展开更多
关键词 特发性脊柱侧凸 生长高峰 侧凸进展 支具疗效
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青少年特发性脊柱侧凸患者支具治疗后功能性动作特征及疗效影响因素列线图预测模型的建立 被引量：4
8
作者 康晓霞 肖斌 刘名名 《中国脊柱脊髓杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期20-30,共11页
目的:分析青少年特发性脊柱侧凸(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)患者支具治疗后功能性动作特征,建立并验证列线图模型预测疗效不佳风险。方法:收集2020年3月~2022年3月在我院行支具治疗的AIS患者作训练集,治疗前、初次随访时和... 目的:分析青少年特发性脊柱侧凸(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)患者支具治疗后功能性动作特征,建立并验证列线图模型预测疗效不佳风险。方法:收集2020年3月~2022年3月在我院行支具治疗的AIS患者作训练集,治疗前、初次随访时和治疗后均行功能性动作测试;同标准收集2022年4月~2022年8月在我院行支具治疗的AIS患者为验证集。根据治疗1年后侧凸进展度数是否>5°将训练集患者分为稳定组(≤5°)和进展组(>5°),比较组间资料;采用Spearman相关性分析法分析变量间的相关性;采用Logistic回归模型筛选疗效不佳的危险因素;应用R软件建立列线图预测模型,以受试者操作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线下面积(area under curve,AUC)和校准曲线评价该模型的区分度与准确性。以训练集Bootstrap自抽样前后预测风险值为检验变量、患者实际预后情况为状态变量进行内部验证;验证集Bootstrap自抽样随机化后对模型进行外部验证。结果:训练集共纳入AIS患者102例,稳定组73例,进展组29例(侧凸进展8°~27°),中位随访时间15.4个月;治疗后胸、腰Cobb角均显著性下降(P<0.05);初次随访时旋动稳定性、俯卧撑评分高于治疗前,治疗后弓步蹲、跨栏、旋动稳定性、俯卧撑项目评分提高(P<0.05);功能性动作特征与Cobb角度无显著相关性(P>0.05)。治疗前Cobb角≥35°、Risser征≥3级、顶椎旋转度≥Ⅲ度、脊柱长度增速≥20mm/年是侧凸进展的独立危险因素,腰椎骨密度≥0.8g/cm^(2)、脊柱柔韧性≥50%是保护因素。列线图预测支具治疗后侧凸进展的风险总值为0.93。训练集自抽样前后AUC分别为0.928(95%CI:0.858~0.998)和0.926(95%CI:0.854~0.997)。验证集共纳入37例患者,验证集外部验证AUC为0.891(95%CI:0.857~0.998)。校准曲线均显示拟合度较好。结论:AIS患者因脊柱受限而存在运动模式不良,支具治疗可提升躯干稳定性和旋动稳定性,对患者运动模式有良好的校正作用。治疗前Cobb角≥35°、Risser征≥3级、顶椎旋转度≥Ⅲ度、脊柱长度增速≥20mm/年、腰椎骨密度<0.8g/cm^(2)、脊柱柔韧性<50%的AIS患者行支具治疗易发生侧凸进展,应基于列线图模型及时预警,并在合适时机辅以体态纠正,以改善AIS支具治疗预后。 展开更多
关键词 青少年特发性脊柱侧凸 支具治疗 功能性动作特征 侧凸进展
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Cheneau支具佩戴依从性对青少年特发性脊柱侧凸患者生存质量及疗效的影响 被引量：6
9
作者 方明桥 王翀 +4 位作者 项光恒 楼超 金永龙 朱思品 徐华梓 《中国脊柱脊髓杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期784-789,共6页
目的：探讨Cheneau支具佩戴依从性与高侧凸进展风险青少年特发性脊柱侧凸（adolescent idiopathic scoliosis,AIS）患者侧凸进展的关系,比较不同依从性患者的健康相关生存质量。方法：2007年1月~2012年12月,在我院行Cheneau支具治疗的... 目的：探讨Cheneau支具佩戴依从性与高侧凸进展风险青少年特发性脊柱侧凸（adolescent idiopathic scoliosis,AIS）患者侧凸进展的关系,比较不同依从性患者的健康相关生存质量。方法：2007年1月~2012年12月,在我院行Cheneau支具治疗的高侧凸进展风险AIS患者73例,初诊时平均年龄为12.8±1.2岁,平均主弯Cobb角31.4°±6.0°,平均Risser征为0.7±0.8级。所有患者每3~6个月定期复查,行临床及影像学检查,摄站立位脊柱全长正侧位X线片。在末次随访时每位患者填写健康相关生存质量问卷量表。侧凸进展定义为末次随访Cobb角大于初诊6°以上或治疗期间建议行矫形手术（Cobb角〉45°）,其余为非进展。依从定义为患者每天坚持佩戴支具时间≥22h直至随访终止,否则视为不依从。随访结束后根据患者依从性不同将患者分为2组,应用独立样本t检验和卡方检验分析依从性对患者侧凸进展及健康相关生存质量的影响。结果：平均随访时间为1.8±0.8年。根据依从性定义,47例（64%）患者被纳入依从组,26例（36%）纳入不依从组。依从组患者末次随访时主弯Cobb角（28.9°±11.7°）明显小于不依从组（38.6°±11.6°）,有统计学差异（P〈0.01）。依从组侧凸进展率明显低于不依从组（OR 5.7,95%CI 1.9~16.8,P〈0.01）。末次随访时不依从组自我形象/外观、精神健康、治疗满意度三个维度的得分均低于依从组（P〈0.01）;不依从组患者欧洲五维健康量表得分亦明显低于依从组（P〈0.01）。结论：良好的支具佩戴依从性可降低高侧凸进展风险AIS患者的侧凸进展率,提高患者健康相关生存质量。 展开更多
关键词 青少年特发性脊柱侧凸 Cheneau支具 依从性 侧凸进展 生存质量
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