开发并验证一种预测经皮腔内血管成形术在放射头动脉静脉瘘中难行的径向入路方法的诺模图

《Seminars in Dialysis》：Development and Validation of a Nomogram to Predict the Difficult Transradial Approach for Percutaneous Transluminal Angioplasty in Radiocephalic Arteriovenous Fistulas

　　**摘要**

**背景**
经桡动脉途径（TRA）是血液透析（HD）患者中动静脉瘘（AVF）功能障碍时进行经皮腔内血管成形术（PTA）的关键通路方法，但其技术挑战尚未得到解决。目前，尚无预测工具可用于评估TRA的可行性。本研究旨在识别TRA困难的风险因素，并开发一个预测性诺模图。

**方法**
我们回顾性分析了2022年5月至2024年5月期间在中国三家医院接受超声引导下TRA-PTA的160名HD患者的数据。建立了训练组（n=110）和验证组（n=50）。通过单变量和多变量逻辑回归确定了独立风险因素，并使用ROC曲线、校准图和决策曲线分析（DCA）验证了诺模图。

**结果**
该队列的平均年龄为59.7±12.9岁，其中36.9%（59/160）的患者经历了TRA困难。桡动脉直径（OR=2.1，p=0.003）、钙化（OR=3.4，p<0.001）和迂曲度（OR=2.8，p=0.002）是独立的风险因素。诺模图显示出良好的区分能力（AUC=0.902），在临界值0.416时，敏感性为0.907，特异性为0.806。校准显示了极好的一致性（平均绝对误差=0.022），DCA确认了其在0.2–0.8的阈值概率范围内的临床实用性。

**结论**
该诺模图表明，为了确保最佳的穿刺可行性：当存在钙化和迂曲度时，桡动脉直径应≥3毫米；如果仅存在其中一种情况，则应≥2.2毫米；如果两者均不存在，则应≥1.5毫米。该诺模图能有效预测HD患者AVF-PTA过程中的TRA困难，为临床医生提供了术前评估手术可行性和优化血管通路规划的实用工具。

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**1 引言**
动静脉瘘（AVF）是血液透析（HD）患者的“生命线”，而经皮腔内血管成形术（PTA）是维持AVF通畅性的重要外科手术[1]。通常，静脉流出道是PTA手术的首选方法。然而，在某些特定情况下——如长段血栓性闭塞、静脉流出道中存在多个狭窄病变，或通过静脉途径治疗动脉病变时导航困难——经桡动脉途径（TRA）可以成为必要的补充选择[2-4]。此外，一些报告表明，对于未成熟的AVF，使用TRA进行PTA可能比静脉途径带来更好的效果[5, 6]。当通过TRA对功能失调的桡头动脉-头静脉AVF进行PTA时，穿刺点通常选择在桡动脉-头静脉吻合点下游1至2厘米处，并尽量避免桡骨茎突[7]。与静脉流出道方法相比，在该位置穿刺桡动脉存在一定的局限性，包括血管直径较小和穿刺范围较短，这增加了手术的技术难度[8]。同时，这也与较高的穿刺相关并发症风险相关，如血肿和假性动脉瘤[9]。因此，临床医生必须充分了解和评估与TRA相关的风险和挑战，以确保手术的成功。目前，似乎没有专门设计用于评估TRA相关风险的工具或方法。诺模图作为一种概率评估模型，将传统的数学模型转换为简化且直观的视觉格式[10]。本研究旨在调查HD患者进行PTA时TRA的相关风险因素，并尝试创建一个诺模图预测模型，以帮助临床医生评估使用TRA的可行性。

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**2 患者与方法**
这项回顾性研究收集了2022年5月至2024年5月期间在中国四川和安徽三家医院的肾脏科通过TRA进行PTA的270名患者的数据。其中160名患者符合研究标准。训练组包括来自北川医学院附属医院的110名患者，验证组包括来自西部战区空军医院的28名患者和来自安徽安庆胜通肾病医院的22名患者（图1）。所有手术均在知情同意下进行，并获得了北川医学院附属医院伦理委员会的批准（批准编号SH9H-2020-T439-3）。

**2.1 数据收集**
2.1.1 人口统计学和临床信息
收集的人口统计学和临床数据包括性别、年龄、体重指数（BMI）、HD持续时间、糖尿病是否存在、是否使用球囊辅助成熟（BAM）病例、AVF中是否存在血栓性闭塞、收缩压（SBP）和舒张压（DBP）。所有数据均来自医院信息系统。
2.1.2 血管特征信息
在桡动脉穿刺点评估了关键特征，包括血管直径、血栓性闭塞状态、迂曲度和钙化。还测量了近端桡动脉的直径。在超声成像中，钙化表现为桡动脉壁上的高回声、斑片状或连续的强白色图像；迂曲度表现为桡动脉不呈直线，出现向上、向下或侧向弯曲。血栓性闭塞是指动脉被血栓填充，无血流信号但管腔仍然存在。近端桡动脉的直径在吻合点上游1-2厘米处测量。

**2.2 相关定义**
成功的穿刺是指在超声引导下将针的外鞘插入桡动脉管腔，并有动脉血液流出。TRA困难是指需要多次尝试才能成功穿刺，或者出现血肿或假性动脉瘤等并发症。

**2.3 手术过程**
超声引导系统配备了超过14 MHz的线性换能器探头，鞘穿刺针为18 G（Terumo，日本东京）。操作者和超声医生均具有超过5年的PTA经验。三家医院的医生都使用超声引导针头在吻合点下游1-2厘米处插入。首先，短轴超声引导针头到达上壁并进入桡动脉管腔。然后，长轴超声引导针头沿血管平行前进1-2毫米，以便分离外鞘并继续推进。接下来，插入导丝和5Fr血管鞘（Terumo，日本），随后进行充分的肝素化（30 IU/kg），手术过程中未使用额外的血管扩张剂。PTA完成后移除外鞘，并在穿刺点施加手指压力10分钟，然后进行1小时的压迫包扎以实现止血。此外，在手术过程中以及移除外鞘后1小时，还会进行超声检查，以检测穿刺点处的并发症，如血肿和假性动脉瘤。

**2.4 统计分析**
Shapiro-Wilk检验用于评估连续数据的正态性。正态分布的数据以平均值±标准差表示，并使用独立样本t检验进行比较；非正态数据以中位数（四分位数范围）表示，并使用Mann-Whitney U检验进行比较。组内比较使用Wilcoxon符号秩检验进行。相关性分析使用Pearson或Spearman方法。分类数据以百分比表示，并通过卡方检验或Fisher精确检验进行比较。在训练集中，单变量逻辑回归确定了与桡动脉途径相关的因素，p<0.2的变量被纳入多变量逻辑回归以确定独立风险因素。使用前向逐步回归开发了预测模型和诺模图。模型性能通过接收者操作特征（ROC）曲线、校准曲线（1000次自助法迭代）和决策曲线分析（DCA）进行评估。分析使用SPSS（v26.0）和R（v4.1.1）（https://www.bibliometrix.org）进行，p<0.05被认为具有统计学意义。

**3 结果**
3.1 人口统计学和基线数据
训练组和验证组的人口统计学、临床和血管特征信息见表1。所有入选患者都接受了HD治疗，平均年龄为59.73±12.85岁，HD平均持续时间为15个月（2.38）。总体上，52名（32.5%）患者患有糖尿病，47名（29.38%）患者的AVF使用了BAM。59例（36.88%）患者经历了穿刺困难，包括31.88%的多次尝试和10.63%的并发症（均为血肿）。此外，穿刺点处的桡动脉特征如下：直径为1.9毫米（1.5至2.47毫米），22例（13.75%）存在钙化，27例（16.88%）存在迂曲度，59例（36.88%）经历TRA困难。除了训练组中BAM病例的比例较高（p=0.033）外，两组之间其他变量没有显著差异，包括TRA困难的发生率。

**3.2 确定的TRA风险因素**
在训练集中，所有变量都被纳入单变量逻辑回归分析。结果表明，穿刺点处桡动脉的直径、钙化和迂曲度是TRA的显著风险因素（p<0.05）。此外，糖尿病、BAM、穿刺点处的血栓性闭塞和近端桡动脉直径也显示出一定的相关性（p<0.2）。这些相关因素被纳入多变量逻辑分析，结果显示迂曲度（OR=12.601，95% CI：2.643–60.069，p=0.001）、钙化（OR=13.198，95% CI：2.568–67.834，p=0.002）和直径（OR=0.026，95% CI：0.006–0.119）是TRA的独立风险因素（表2）。

**3.3 诺模图的开发**
基于训练集中的独立风险因素，使用前向逐步回归方法建立了最优预测模型，并开发了一个更直观的诺模图（图2）。通过将每个变量根据其值放置在诺模图（nomogram）上，可以在第一行获得一个特定的分数。将每个变量的分数相加，得到总分。对于每个总分，可以在最后一行找到困难的经桡动脉途径（TRA）发生率。图2（在图查看器中打开，PowerPoint格式）。

该诺模图用于预测经皮腔内血管成形术（PTA）中困难的经桡动脉途径（TRA），基于训练集数据。直径以毫米为单位测量。特征（迂曲度、钙化和直径）与桡动脉的穿刺部位相对应。[彩色图表可在wileyonlinelibrary.com查看]

3.4 诺模图的验证
在训练集中，ROC曲线下面积（AUC）为0.902（95%置信区间：0.833–0.956），最佳截断值为0.416，灵敏度为0.907，特异性为0.806（图3A），校准曲线的平均绝对误差为0.022（图3B）。在外部验证集中，AUC为0.902（95%置信区间：0.805–0.972），最佳截断值为0.378，灵敏度为0.823，特异性为0.848（图3C），校准曲线的平均绝对误差为0.036（图3D）。这些结果表明诺模图模型具有良好的区分能力和准确性。此外，还为训练集（图4A）和外部验证集（图4B）构建了DCA曲线。在0.2–0.8的阈值范围内，决策曲线的净收益曲线显著高于“全部”和“无”参考线，表明该模型在此范围内提供了更优的临床决策效果和明确的净收益支持。图3（在图查看器中打开，PowerPoint格式）。
ROC曲线（A和C）和校准曲线（B和D）用于训练集和验证集中的诺模图。[彩色图表可在wileyonlinelibrary.com查看]

图4（在图查看器中打开，PowerPoint格式）
训练集（A）和验证集（B）中诺模图的决策曲线。[彩色图表可在wileyonlinelibrary.com查看]

3.5 诺模图的临床应用
为了更好地说明该诺模图在现实世界中的临床应用，我们提供了一个工作流程图（图5A）。当血液透析（HD）患者准备进行AVF的PTA时，诺模图模型可以将他们的桡动脉分类为困难或非困难的TRA组，这可能有助于临床医生确定进一步的治疗计划。最后，我们展示了四个具体案例（图5B）。图5（在图查看器中打开，PowerPoint格式）。
血液透析患者的临床评估流程图，包括TRA困难的情况（A）。现实世界实践中TRA困难与否的HD患者示例（B）。[彩色图表可在wileyonlinelibrary.com查看]

4 讨论
自1989年首次报告使用TRA进行冠状动脉造影以来，以及1997年Matsumoto等人将其应用于神经介入以来[11]，TRA已得到广泛采用。大约15年前，有关使用TRA进行AVF PTA的报道出现，显示出良好的结果[7, 12]。虽然TRA最初依赖于操作者的技能，但现在已广泛采用超声引导来优化穿刺成功率[13, 14]。由于桡动脉特征和结果定义的不同，AVF PTA中TRA的成功率从61%到100%不等[3, 6, 15, 16]。我们的结果显示，穿刺的技术成功率为64.3%，低于相关文献中的大多数报告结果。然而，这反映了单次尝试的成功率，且没有相关的穿刺并发症，而许多其他报告没有说明穿刺尝试的次数。TRA的主要并发症是血肿和假动脉瘤，发生率约为2%–10%，这在冠状动脉造影、神经介入和AVF PTA程序中大致相似[3, 9, 15, 17]。我们观察到的并发症发生率（10.63%）均为通过压迫纠正的血肿，没有严重的情况（假动脉瘤或手部缺血）。冠状动脉手术后的桡动脉阻塞发生率为5%–15%，与重复穿刺和血肿有关[18, 19]，而AVF PTA中的发生率为约10%[20]。因此，评估TRA的可行性和风险因素对于提高首次尝试的成功率和减少并发症至关重要。关于冠状动脉和神经介入程序的报告显示，女性性别、糖尿病、动脉直径、动脉迂曲度和钙化是穿刺并发症的风险因素。这些报告将女性性别、糖尿病、动脉直径、迂曲度和钙化确定为穿刺并发症的风险因素[15, 19]。其中，女性性别与较小的动脉直径相关[21]，而糖尿病与较小的直径和动脉钙化相关[8, 22]。因此，桡动脉特征是穿刺挑战的核心，我们的研究也证实了这一点。然而，由于样本量有限，一些变量（如性别和糖尿病）没有显示出统计学上的显著差异。研究表明，桡动脉直径与穿刺并发症相关[23]。我们的研究发现，直径是TRA困难的独立风险因素（OR 0.027）；具体来说，桡动脉直径每增加1毫米，TRA的难度降低97.4%。此外，我们还发现动脉钙化（OR 13.198）和迂曲度（OR 12.601）也是TRA的独立风险因素，使得穿刺难度分别比非钙化或非迂曲动脉高约13倍和12倍。不幸的是，我们缺乏关于钙化程度和迂曲方向的详细记录。在穿刺过程中，超声引导的针头必须穿透血管壁进入管腔。带有斑块的钙化血管壁弹性较低且更硬，使得穿刺更加困难。一旦进入血管内部，针头必须与血管平行对齐以顺利推进导管，但迂曲的血管会妨碍这一操作。即使在超声引导下，针头尖端也容易因血管的弯曲而穿孔。我们进一步基于这些风险因素开发了一个诺模图模型。通过ROC分析、校准和DCA曲线的验证显示，该模型具有出色的区分能力、准确性和临床实用性。ROC曲线确定最佳截断值为0.416（灵敏度：0.9069，特异性：0.8059），相当于总分64分（图2）。因此，如果三个指标——桡动脉直径、钙化和迂曲度的总分超过64分，则确定为TRA困难。我们还提供了该模型在现实世界中应用的流程图（图5）。具体来说，为了最佳的穿刺可行性，如果存在钙化和迂曲度，桡动脉直径应≥3毫米；如果存在其中一个，则应>2.2毫米；如果两者都不存在，则应>1.5毫米。尽管TRA的临床决策并不完全依赖于这个工具，但诺模图能够提供简单、无创且成本效益高的术前评估，可以作为实用的临床参考。理论上，血管内血栓可能会在超声成像中遮挡针头尖端，使穿刺复杂化。然而，这项研究发现，桡动脉穿刺部位的血栓阻塞并不是TRA的独立风险因素，尽管在单变量分析中这一变量显示出一定的相关性（p = 0.054）。因此，这表明桡动脉穿刺部位的血栓阻塞对TRA的影响不足以使其复杂化。原因可能是血栓在填充血管管腔时尚未形成纤维化阻塞。这为针头进入保留了潜在的空间，类似于超声引导下的针头穿刺到血栓血管中进行溶栓治疗的过程[24]。此外，桡动脉在穿刺部位的直径（1.9毫米）明显小于吻合部位的直径（3.48毫米）。尽管在单变量分析中，近端桡动脉直径也与TRA有一定相关性（p = 0.198），但两者之间的线性相关性较弱（支持信息）。我们没有排除近端桡动脉直径的影响，但在逐步回归中它被其他更有影响力的因素所掩盖。这是一项回顾性研究，必须承认一些变量参数没有详细记录，如TRA手术的次数、皮下动脉深度和钙化程度。然而，据我们所知，这是第一项关注HD患者AVF PTA期间TRA相关风险的研究，创建了一个方便的预测工具。因此，我们计划根据结果和经验将初步预测模型应用于临床实践，并计划设计一项包含更多综合参数变量的前瞻性研究，期望获得更好的预测效果。

5 结论
对于AVF患者的PTA，TRA困难的主要风险因素是穿刺部位桡动脉的血管特征，包括直径、钙化和曲率。通过结合这三个因素开发的诺模图模型表现出良好的预测能力，可用于评估桡动脉穿刺的可行性，为临床医生提供参考。

资金支持
本研究得到了四川省初级卫生发展研究中心（SWFZ24-Y-63）的支持。

利益冲突
作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明
支持本研究发现的数据可在百度在线盘公开获取：https://cn.bing.com/search?q=%E7%99%BE%E5%BA%A6%E7%BD%91%E7%9B%98&form=ANNTH1&refig=683db56f35ea4162b94c9242635de6b5&pc=CNNDDB&pq=baidu+wangp&pqlth=11&assgl=4&sgcn=%E7%99%BE%E5%BA%A6%E7%BD%91%E7%9B%98&qs=SC&sgtpv=SC&smvpcn=0&swbcn=12&sctcn=0&sc=12-11&sp=1。