Протокол исследования был рассмотрен и одобрен Комитетом по этике Главного госпиталя Северного театра военных действий (номер одобрения Ethics Y (2026) 75). Несмотря на то, что клинические данные были получены от пациентов, проходивших лечение в период с января 2024 года по декабрь 2025 года, настоящее исследование проводилось как ретроспективный анализ существующих клинических записей. Этическое одобрение, полученное в 2026 году, распространялось на ретроспективный сбор данных, деидентификацию, анализ и публикацию этих ранее собранных клинических данных. До получения этического одобрения проспективных вмешательств или набора пациентов не проводилось. Требование о получении письменного информированного согласия было отменено в связи с ретроспективным дизайном обсервационного исследования. Все процедуры проводились в соответствии с Хельсинкской декларацией, и все клинические данные были деидентифицированы перед анализом. Настоящий анализ проводился в рамках утвержденного ретроспективного исследовательского проекта по анализу нейроинтервенционных клинических данных. Материалы и оборудование, необходимые для описанных ниже процедур, обобщены в Таблице материалов.
Набор пациентов и определение CIE
Потенциально подходящие пациенты были выявлены путем запроса в системе электронных медицинских карт пациентов, проходивших лечение в отделении нейрохирургии Главного госпиталя Северного театра военных действий в период с января 2024 по декабрь 2025 года. Первоначальный поиск был ограничен датой поступления, отделением, диагнозом «цереброваскулярное заболевание» и записями о проведении нейроинтервенционных процедур. Подробный процесс отбора пациентов и распределения по когортам показан на рисунке 2. Пациенты подлежали включению в исследование при соответствии всем следующим критериям: (1) возраст от 30 до 80 лет; (2) диагноз цереброваскулярного заболевания, требующий нейроинтервенционного обследования или лечения; (3) наличие полных клинических записей и результатов лабораторных исследований; и (4) выполнение послеоперационной КТ головы в течение 3 дней после операции.
Пациенты исключались, если у них были неполные клинические данные или данные визуализации, если они не перенесли эндоваскулярное вмешательство, имели выраженный предоперационный неврологический дефицит (оценка по модифицированной шкале Рэнкина ≥4), если при предоперационной диффузионно-взвешенной МРТ обнаруживался острый церебральный инфаркт, имела хроническая болезнь почек стадии G4 или выше согласно критериям Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO) или имелись тяжелые сердечно-сосудистые заболевания. Критерии включения и исключения применялись последовательно. После первоначального электронного поиска каждая запись кандидата проверялась вручную для подтверждения соответствия критериям и документирования причины исключения, если таковая имелась. После скрининга подходящие пациенты были случайным образом распределены между обучающей и тестовой когортами в соотношении 8:2, включая обучающую когорту (n = 128) и тестовую когорту (n = 33). Для поддержания согласованного распределения случаев CIE и non-CIE между двумя когортами использовался стратифицированный случайный отбор.
Диагноз CIE основывался прежде всего на временной связи между началом симптомов и проведением цереброваскулярных интервенционных процедур в сочетании с исключающей диагностикой с помощью методов визуализации. Два независимых специалиста по цереброваскулярным интервенциям изучили послеоперационные клинические записи, время появления симптомов, неврологические проявления и результаты послеоперационной визуализации для всех предполагаемых случаев. Разногласия разрешались путем обсуждения до достижения консенсуса. Пациенты считались соответствующими критериям CIE, если в течение 24 h после завершения нейроинтервенционной процедуры развивалась новая корковая слепота, изменение сознания (включая сонливость, делирий или кому), судорожный приступ или очаговый неврологический дефицит, такой как гемипарез или афазия.
После появления симптомов были исключены альтернативные причины, способные вызвать аналогичные неврологические проявления, путем анализа послеоперационных снимков КТ или МРТ в сочетании с клиническим течением заболевания. Послеоперационная КТ головы проводилась в соответствии с принятым в учреждении стандартным протоколом нативной краниальной КТ. Основные параметры сканирования включали напряжение на трубке 80 kVp, ток трубки 260 mA, толщину среза 0.5 mm и стандартную аксиальную реконструкцию. Изображения анализировались опытными клиницистами в режимах просмотра головного мозга и костных структур. При дифференциальной диагностике рассматривались такие состояния, как острое внутричерепное кровоизлияние, субарахноидальное кровоизлияние, внутримозговое кровоизлияние, впервые возникший обширный инфаркт мозга, изменения, связанные с судорожными приступами, инфекции и метаболические нарушения. КТ-исследования после появления симптомов обычно демонстрировали очаговый или диффузный отек головного мозга и тени высокой плотности в коре, субкортикальных областях или субарахноидальном пространстве, имитирующие геморрагические очаги. Данные МРТ обычно указывали на отек коры, особенно затрагивающий височно-теменно-затылочную кору. Однако у некоторых пациентов при КТ или МРТ-исследованиях не обнаруживалось явных отклонений, несмотря на соответствующие клинические проявления.
Сбор периоперикулярных переменных и построение CGR
Общие демографические данные, включая возраст, пол и массу тела, были извлечены из структурированных полей системы электронных медицинских карт. Переменные клинического анамнеза, включая историю курения, употребление алкоголя, гипертонию, сахарный диабет и ишемическую болезнь сердца, были извлечены из приемо-отпускных заметок, записей о перенесенных заболеваниях и диагнозов при выписке, а затем проверены на согласованность. Лабораторные данные были извлечены из лабораторной информационной системы. Для каждого пациента использовался первый образец венозной крови, взятый после госпитализации и до проведения нейроинтервенционной процедуры. Извлеченные лабораторные показатели включали уровень креатинина в сыворотке крови, расчетную скорость клубочковой фильтрации (eGFR), общий холестерин и уровень триглицеридов. eGFR была рассчитана с использованием уравнения на основе креатинина Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration (CKD-EPI) и получена из лабораторной информационной системы больницы.
Поскольку сложность процедуры, воздействие контрастного вещества и локализация очага могут влиять на нарушение гематоэнцефалического барьера и задержку контрастного вещества во время нейроинтервенционных вмешательств, в прогностическую модель были также включены периоперационные процедурные переменные. Переменные, связанные с процедурой, включали локализацию очага, тип процедуры, продолжительность процедуры, тип контрастного вещества и общий объем контраста. Локализация очага и тип процедуры определялись по операционным отчетам и ангиографическим записям. Продолжительность процедуры определялась как время от артериальной пункции до завершения нейроинтервенционного вмешательства. Общий объем контраста определялся как совокупный объем йодсодержащего контрастного вещества, введенного от начала до конца процедуры. В данном исследовании использовались неионные ICA, включая иодиксанол (320 mg iodine/mL), которые вводились в соответствии с принятой в учреждении клинической практикой. Все нейроинтервенционные процедуры, включенные в данное исследование, выполнялись под контролем цифровой субтракционной ангиографии опытной нейроинтервенционной бригадой в центре исследования. Все процедуры проводились с использованием трансфеморального артериального доступа. Во время вмешательства пациенты получали интраоперационную антикоагуляцию гепарином, при этом активированное время свертывания поддерживалось в целевом диапазоне 250–300 s. Показатели жизненно важных функций постоянно контролировались на протяжении всей процедуры.
Терапевтические вмешательства, включая эмболизацию аневризмы, ангиопластику и стентирование, проводились в соответствии с характеристиками поражения и решением оператора. Соответствующие микрокатетеры, спирали, стенты или баллоны подбирались исходя из требований процедуры. Во время ангиографической визуализации и вмешательства контрастные вещества вводились либо с помощью инъектора высокого давления, либо путем ручной инфузии с постоянной скоростью. Тип контрастного вещества и общий объем контраста извлекались из протоколов процедур и, при наличии, сверялись с записями анестезиолога или медсестер. Записи с противоречивой или неполной информацией об объеме контраста подвергались ручной проверке перед включением в окончательный аналитический набор данных.
Все переменные, связанные с процедурой, включая продолжительность процедуры, тип терапевтического вмешательства, использование устройств и записи о введении контрастного вещества, были систематически просмотрены и проверены на полноту и последовательность перед проведением анализа. Для количественной оценки дисбаланса между нагрузкой контрастным веществом и способностью почек к клиренсу в качестве основного прогностического показателя был определен CGR, который рассчитывался по следующему уравнению:
(1)
Общий объем контрастного вещества регистрировали в mL, а рСКФ регистрировали в mL/min/1.73 m2. Для расчета CGR использовали значение рСКФ, полученное из первого образца венозной крови, взятого после госпитализации и перед нейроинтервенционным вмешательством. Для каждого пациента CGR рассчитывали после подтверждения общего объема контрастного вещества и рСКФ. В числителе указывался общий объем контрастного вещества в mL, а в знаменателе — рСКФ в mL/min/1.73 m2. Это правило расчета применялось ко всем пациентам перед разработкой модели.
Отбор признаков и рабочий процесс машинного обучения
Для обеспечения аналитической надежности все клинические и лабораторные переменные прошли систематические процедуры контроля качества перед началом анализа. До разработки модели для каждой потенциальной переменной была рассчитана доля пропущенных данных. В итоговом аналитическом наборе данных пропущенные значения среди включенных предикторов или меток исходов отсутствовали; следовательно, ни одна переменная не была исключена из-за отсутствия данных, и применение множественной импутации не потребовалось. Подробный отчет о пропущенных данных представлен в Дополнительной таблице 1.
Все потенциальные прогностические переменные были предварительно оценены с помощью однофакторного анализа для определения их связи с возникновением CIE. Статистические методы выбирались в зависимости от характеристик распределения данных. Переменные с нормальным распределением выражали как среднее значение ± стандартное отклонение и сравнивали с помощью t-критерия для независимых выборок. Переменные с ненормальным распределением выражали как медиану (межквартильный размах, IQR) и анализировали с помощью U-критерия Манна — Уитни. Категориальные переменные представляли в виде частот и процентов и анализировали с помощью критерия хи-квадрат или точного критерия Фишера. Статистическая значимость определялась при p < 0,05.
Перед разработкой модели весь набор данных был случайным образом разделен на обучающую и тестовую когорты в соотношении 8:2. Для минимизации переобучения и снижения мультиколлинеарности для отбора признаков применялась регрессия LASSO (least absolute shrinkage and selection operator) в сочетании с 10-кратной кросс-валидацией. Чтобы избежать утечки данных, отбор признаков, настройка гиперпараметров и разработка модели выполнялись исключительно на обучающей когорте. Внутренняя тестовая когорта не использовалась при оценке параметров импутации, отборе признаков, настройке гиперпараметров или обучении модели; она была задействована лишь один раз для окончательной оценки эффективности. Оптимизация гиперпараметров проводилась методом сеточного поиска с 10-кратной кросс-валидацией внутри обучающей когорты. В частности, обучающая когорта была случайным образом разделена на 10 взаимно исключающих подмножеств. На каждой итерации девять подмножеств использовались для обучения модели, а оставшееся подмножество — для валидации. Этот процесс повторялся 10 раз, чтобы каждое подмножество послужило валидационной когортой ровно один раз.
Все вычислительные анализы проводились в среде Python. Разработка и оценка моделей машинного обучения (ML) осуществлялись с использованием библиотеки scikit-learn. Скрипты анализа, использованные для предобработки данных, отбора признаков, обучения моделей, оценки эффективности и DCA, представлены в виде дополнительных файлов с кодом. При реализации моделей выбранные признаки из регрессии LASSO использовались в качестве входных переменных для всех рассматриваемых классификаторов. Непрерывные переменные были стандартизированы с помощью z-нормализации в тренировочной когорте, и те же параметры масштабирования применялись к внутренней тестовой когорте. Категориальные переменные были закодированы в соответствии с заранее определенной схемой кодирования; определения переменных и схема кодирования приведены в Дополнительной таблице 2. Были реализованы пять классификаторов: гауссова наивная модель Байеса, SVM, KNN, LightGBM и MLP. Для SVM настраивались тип ядра, параметр регуляризации C и коэффициент ядра gamma. Для KNN настраивались количество соседей и стратегия взвешивания расстояний. Для LightGBM настраивались количество итераций (estimators), скорость обучения, максимальная глубина дерева и количество листьев. Для MLP настраивались структура скрытых слоев, функция активации, параметр регуляризации и скорость обучения. Гауссова наивная модель Байеса была реализована с использованием заданного параметра сглаживания дисперсии. Оптимальное сочетание гиперпараметров для каждой модели выбиралось на основе результатов кросс-валидации в тренировочной когорте. Итоговые оптимизированные комбинации гиперпараметров, выбранные для каждой модели, обобщены в Дополнительной таблице 3. После выбора гиперпараметров каждая итоговая модель была повторно обучена на всей тренировочной когорте и один раз оценена на внутренней тестовой когорте.
Сравнение эффективности моделей
На основе выбранных предикторов были разработаны и сопоставлены пять моделей машинного обучения (ML). Эффективность моделей оценивалась как в обучающей, так и в тестовой когортах с использованием площади под ROC-кривой (AUC), 95% доверительного интервала (95% CI), чувствительности, специфичности и точности. Для сравнения дискриминационной способности различных моделей были построены ROC-кривые. Оптимальный порог классификации для каждой модели определялся исключительно в обучающей когорте с помощью индекса Юдена. Полученный порог затем фиксировался и применялся без изменений к внутренней тестовой когорте для расчета показателей эффективности, зависящих от порога.
Анализ кривых принятия решений
Анализ кривой принятия решений (DCA) проводили путем расчета чистой выгоды каждой модели в диапазоне пороговых вероятностей и сравнения стратегии на основе модели с двумя стратегиями по умолчанию: лечением всех пациентов и отсутствием лечения каких-либо пациентов. DCA был выбран, так как он позволяет одновременно оценить дискриминационную способность и потенциальную клиническую применимость в условиях принятия периоперационных решений. Для обеспечения воспроизводимости полный рабочий процесс выполнялся в следующей последовательности: идентификация пациентов в системе электронных медицинских карт, применение критериев включения и исключения, подтверждение CIE двумя независимыми специалистами, извлечение и перекрестная проверка демографических данных, клинического анамнеза, лабораторных показателей и переменных, связанных с процедурой, расчет CGR, оценка пропущенных данных и разделение на обучающую и тестовую когорты, отбор признаков на основе LASSO в обучающей когорте, настройка гиперпараметров с помощью 10-кратной перекрестной проверки, финальное переобучение модели на полной обучающей когорте, внутренняя оценка на тестовой когорте, оценка эффективности на основе ROC-кривых, определение порога по индексу Юдена и проведение DCA.