翻译熊叶
校译钟鸣
温州医院
摘自《中国神经介入资讯》第1卷第3期-页.原文出处：JNeurosurgApril10,
摘要：颅内硬脑膜动静脉瘘（duralarteriovenousfistulas，DAVF）的严重临床先兆和、症状与静脉引流具有相关性。尽管一直认为皮层静脉引流是DAVF恶化的潜在危险因素，如皮层静脉引流可引起脑出血或者静脉充血引起进行性神经功能损害，但目前对该观点分析仍无准确数据支持。作者通过决策树分析方法来明确DAVF未来恶化危险因素，并证实主要诱发因素。
方法：89/例DAVF患者符合分析方法。51例保守治疗患者随访期间出现颅内出血或者脑梗塞。
结果：作者创建的决策树能评估DAVF未来恶化危险因素。十折交叉验证法评估决策树的准确性、敏感性和特异性分别为85.28%、88.33%、80.83%。决策树显示，有症状患者中皮层静脉引流是DAVF未来恶化危险因素，无症状患者中病灶所在位置是主要因素。
结论：决策树分析能准确预测DAVF未来恶化危险因素。
引言
DAVF严重的临床先兆、症状与静脉引流及病灶所在位置相关。脑血管造影中发现，皮层静脉引流、静脉窦闭塞及动静脉短路血液的逆流中，皮层静脉引流是临床症状恶化最重要因素，可引起脑出血，静脉充血时可引起进行性神经功能损害。皮层静脉引流方向取决于病灶所在位置。前颅窝底或者小脑幕区DAVF瘘口往往经皮层引流，一旦出现临床先兆和症状，就会立即出现严重的神经功能损害。海绵窦区DAVF则很少经皮层静脉引流，所以常常表现轻微的神经功能症状，如耳鸣和眼结膜充血水肿。尽管目前认为皮层静脉引流是DAVF临床恶化的一个潜在危险因素，但影响该疾病预后的因素的分析尚无确切数据支持。本研究目的是明确DAVF未来恶化危险因素的可预测性。采用数据分析方法中的决策树分析法来明确影响DAVF恶化风险的主要因素。
决策树是一种成功应用于不同医学领域的强大预测方法。Choi等为重型颅脑损伤患者建立决策树，Andrews采用传统逻辑回归分析方法和决策树分析方法对创伤性颅脑损害患者进行康复预测，结果显示决策树能获得更多信息。与传统的数据分析方法相比，整个数据集中对假设因素施加同样的效果时，决策树可通过递归把数据分成亚组，并探讨不同亚组、不同因素下重要统计结果。
方法
该研究纳入89/例经保守治疗的DAVF患者。排除存在治疗医师偏倚、接受过外科治疗或者经血管内治疗的例患者。39/89例患者病灶位于横窦/乙状窦，22例位于海绵窦，11例位于前颅窝底，7例位于小脑幕，6例位于优势侧乙状窦，3例有舌下神经沟损害，1例位于颅颈交界区，16例为偶然确诊的。
随访中，51/89例患者证实有恶化表现，包括脑出血，进行性神经功能损害及静脉充血引起的脑梗塞。从轻微的神经症状或者偶然确诊到神经功能恶化的临床平均间隔时间为4个月（7天～41个月）和影像学确诊的平均间隔时间为5月（10天～41个月）。35/51例DAVF恶化患者表现为颅内出血（16例脑内出血，5例蛛网膜下腔出血，1例脑室内出血，3例脑内出血和蛛网膜下腔出血，5例脑内出血和脑室内出血，4例脑内出血和硬脑膜下血肿，1例脑内出血、蛛网膜下腔出血和脑室内出血）。静脉充血而引起的进行性神经功能缺损16例。该研究选择以往认为会影响DAVF自然史的因素，包括患者年龄和性别，病灶部位，皮层静脉引流，无症状（偶然确诊），先兆或者症状情况（意识障碍、头痛、抽搐、耳鸣、呕吐、眼睑下垂、眼睛痛、球结膜充血水肿、突眼、复视、痴呆、头晕/眩晕和脑积水），既往病史（高凝、既往手术史、头部外伤和慢性病）。同时复杂DAVF也被纳入决策树模型来预测DAVF未来恶化危险因素。决策树联合选择功能程序和C4.5决策树算法。决策树由于其视觉信息优势而广泛用于数据挖掘的分类方法。决策树可根据重要因素的统计值来细分患者。每个因素的重要数据通过在信息理论中应用C4.5算法评估熵值，高熵值减少因素被认为具有统计学意义。首先，选择对患者最重要的因素，然后通过选择因素将患者分为亚组。例如，选择病灶部位为因素，每个病灶部位结果列入一个亚组。重复这个过程，每个亚组再次基于最重要因素分离直到所有患者都分为同一水平的亚组或者亚组不能分离为止。在数据分析中，包含所有患者的组为主干，亚组为树枝，不能再次分的为树叶，树叶体现了最终的决定。对于一个已标注因素的新患者来说，通过决策树的主干到树枝到每一片树叶就能预测其危险因素。对准确性来说，决策树不仅仅体现了现有患者情况，更重要的是为新患者提供准确结果。估算新患者决策树性能的方法就是通过同一种人的不同因素来检测。然而，这种检测性能方法高度依赖于所选择的因素。为了排除依赖性的影响，采用十折交叉验证法来评估决策树准确性、敏感性和特异。随机将现有数据分成10个大小相等的子集，取1/10个子集作为测试集。其他9个子集作为决策树。最后，取10个子集的平均值来作为决策树的整体准确性、敏感性和特异性。
结果
联合选择功能程序和C4.5决策树算法来建立评估颅内出血或者脑梗塞的决策树。通过十折交叉验证法得决策树准确性、敏感性和特异性的均值分别为85.28%±10.25%，88.33%±13.10和80.83%±17.10%。无症状（偶然诊断）、皮层静脉引流、病灶部位、球结膜充血水肿和耳鸣是DAVF恶化的危险因素。
研究发现，最重要的因素是无症状。仅有1例偶然诊断病灶有形成颅内出血或者脑梗塞风险，其余15例患者均无风险。进一步研究显示，高危患者群均存在皮层静脉引流。正常确诊的73例患者中，33例有皮层静脉引流，其中32例患者有DAVF恶化表现。无皮层静脉引流患者中，病灶部位是DAVF恶化的危险因素，3例舌下神经沟损伤患者具有低的DAVF恶化风险，均无颅内出血或者脑梗塞，3例位于小脑幕区的患者均有DAVF恶化。
病变位于横窦和乙状窦部位患者，耳鸣患者大部分预后良好（5/6例）。没有耳鸣是DAVF恶化风险（7/9例）。
病变位于海绵窦区患者，没有球结膜水肿时DAVF恶化风险低（n=4）；有球结膜水肿表现时，尤其当合并耳鸣时（n=2），患者DAVF恶化风险高。没有耳鸣的海绵窦区DAVF患者恶化风险低（13例患者中8例没有出现脑出血或者脑梗塞）。
讨论
DAVF自然史和临床特点主要受静脉引流影响。脑血管造影证实的经皮层静脉引流能预测神经功能进行性损害。另外，既往报道DAVF自然史发现，没有经皮层静脉引流的98.5%患者预后良好，2%患者有DAVF恶化风险。Shah等报道，伴有皮层静脉引流的DAVF患者只有1%转变为高级别DAVF，而且颅内出血率、非出血性神经功能损害和DAVF相关性死亡率为0%。另一方面，经皮层静脉引流的DAVF患者自然史更差。VanDijk等报道经皮层静脉引流的DAVF患者平均死亡率为10.4%和神经系统相关的不良事件平均死亡率为15%（颅内出血8.1%，中枢神经系统非颅内出血6.9%）。Duffau等发现经皮层静脉引流的DAVF与早期高的再出血风险（35%患者于第一次出血后2周内发生再出血）和出血后的严重后果相关。根据Bulters报道，与经皮层静脉引流的DAVF比较，静脉扩张的DAVF有7倍再出血发生率（3.5%不伴vs27%伴有静脉扩张）。
另外，影像学上发现的经皮层静脉引流伴或者不伴静脉扩张表现出的症状能影响疾病的自然史和病程。Soderman等报道颅内出血患者平均脑出血后并发症发生率为7.4%，没有出血患者出血率大概为1.5%。与出血不相关进行性神经功能损害的风险较先前报道低。
BordenTypeⅢ型DAVFs中，硬脑膜动脉供应的血液流入静脉窦，静脉窦内压力高导致血液通过蛛网膜下腔静脉顺行或者逆行引流。Gross等比较了出血或者未出血DAVF、非出血性神经功能缺损的DAVF及BordenTypeⅢ型DAVFs的出血率，他们发现，以出血为主要表现的DAVF出血率更高。
Strom等报道，经皮层静脉引流的DAVF患者、颅内出血的DAVF患者和非出血性神经功能缺损的DAVF患者较无症状的DAVF患者预后更差（19%vs1.4%）。Zipfel等发现伴有症状的皮层引流颅内出血率平均为7.4%～7.6%，而不伴有症状的为1.4%～1.5%。病变的位置、瘘口位于前颅窝底或者小脑幕切迹处的更倾向于经皮层引流，一般表现出临床先兆或者症状者就会很快恶化，然而偶发病灶的自然史目前仍不明确。仍然需要进一步研究临床症状和皮层静脉引流怎样影响颅内出血或者梗塞的发生率。同时有意义的个体因素如症状、影像学结果、病变部位等影响疾病的过程尚未阐明。
与其他统计分析相比，决策树建立了输入因素和输出种类之间的映像图，而且该图能从有用的数据中自然获得。通过避免参数化方法和非输入数据建立的假设，决策树能好地适应非线性事件分析。另外，决策树能评估不同亚组患者的不同因素。这些特征是传统的统计方法所没有的。另外决策树的另外一个重要特征是能得出更高准确性最终预测，他们能更容易地解释最终输出结果和解释预测结果是怎样得出的。因此，使专家理解和接受或拒绝最终预测结果。
这是第一篇通过决策树证实不同因素影响DAVF恶化的文章。由于决策树考虑症状和已知的病灶部位。通过脑血管造影、CT和MRI检查增加信息。建立的决策树通过十折交叉验证评估。小型数据库，Braga-Neto和Dougherty表明交叉验证可提供较低的偏倚误差估计量，但是其方差偏大。本研究的不足之处在于只知道一些少量树叶如损伤部位的数据，本团队正在收集更多的数据，对其进行更好的说明。
▲点评专家简介
▲专家点评（钟鸣：温州医院）
硬脑膜动静脉瘘是指发生在硬脑膜及其附属物大脑镰和小脑幕上的异常动静脉交通。根据病灶所在部位及引流静脉情况分为不同类型，如Cognard分型和Berden分型。目前，其治疗原则为闭塞硬脑膜静脉窦壁上瘘口，但治疗适应症以及风险评估似乎还不十分明确。该文章采用决策树量化分析保守治疗硬脑膜动静脉瘘恶化的危险因素及主要诱发因素，证实不同因素对DAVF恶化影响。得出无症状（偶然诊断）、皮层静脉引流、病灶部位、球结膜充血水肿和耳鸣是DAVF恶化的危险因素。对临床治疗决策更具指导意义。
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