急性A型主动脉夹层术后需要透析的急性肾损伤风险预测工具 | MedComm-Future Medicine

急性A型主动脉夹层是一种致命性疾病，在接受手术的患者中30天死亡率为10-35%。接受急性A型主动脉夹层手术的患者可能会出现一种常见的并发症，称为术后急性肾损伤，这是由肾脏灌注不良、手术的复杂性和重大创伤引起的。发生术后急性肾损伤的患者死亡率高、住院时间长、医疗费用高、生活质量差，尤其是发生需要透析的急性肾损伤 (PO-AKID)。PO-AKID是一种比肾功能不全更严重的不良事件，短期死亡率高达64%。因此，迫切需要开发一种实用且准确的PO-AKID风险预测工具，通过早期干预和加强管理改善患者预后。

近日，暨南大学第一临床医学院张水兴教授和广东省心血管病研究所范瑞新教授课题组合作在Wiley发行的MedComm-Future Medicine上发表了题为“PO-AKID-teller: An interpretable machine learning tool for predicting acute kidney injury requiring dialysis after acute type A aortic dissection surgery”的研究论文[1]。该研究开发了一个实用且可解释的网络计算器（PO-AKID teller），用于计算急性A型主动脉夹层术后发生PO-AKID的风险概率。

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该研究回顾性分析了2016年10月至2021年6月共549例行急性A型主动脉夹层手术患者的临床资料。将总数据集按8:2的比例随机划分到训练集和测试集。利用共线性分析、Pearson相关分析、LASSO回归从39个术前和术中临床变量中筛选出与PO-AKID发展最相关的特征进行建模。从6种机器学习分类器中选择性能最佳的分类器用于构建预测模型，并使用SHAP算法解释模型输出结果。从区分度、校准度和临床实用性等方面评估模型的性能。

研究发现，急性A型主动脉夹层术后发生PO-AKID的概率为19.7%。既往心血管手术史、术前血小板、术前血肌酐、夹层累及终末部位、右冠状动脉受累、术中估计失血量和术中尿量是发生PO-AKID最重要的7个特征。随机森林模型的预测性能最佳，训练集AUC值为0.864，测试集AUC值为0.763。该模型随后被转化为网络风险计算器PO-AKID teller，以可解读的方式准确评估个体发生PO-AKID的风险，这可能有助于知情决策、患者咨询和优化围手术期管理，促进机器学习模型在临床中的应用。

图1 模型的可解释性和可视化

(A) SHAP特征重要性排序图。（B) SHAP特征总结图。(C, D)两个代表性案例的SHAP力图。

案例1:SHAP力图显示尿量将预测结果推向需要透析的方向，而血肌酐则强烈将预测推向相反的方向。最终，该模型预测患者术后发生PO-AKID的风险较低，概率为7.52% (<阈值20.31%)，与实际发生结果一致。病例2:SHAP力图显示3个特征(血肌酐、尿量和血小板)共同将预测结果推向需要透析的方向，然而没有特征将预测结果推向相反方向。最终，该模型预测病人术后发生PO-AKID的风险较高，概率为63.19% (>阈值20.31%)，与实际发生结果一致。