基于治疗前和支具初配信息的青少年特发性脊柱侧凸支具治疗失败风险预测模型构建与初步验证OA

目的构建并初步验证基于支具治疗前及初配阶段信息的青少年特发性脊柱侧凸(AIS)支具治疗失败风险预测模型。方法回顾性纳入2015年3月至2024年8月于上海中医药大学附属曙光医院启动胸腰骶支具治疗且结局可判定的AIS患者191例,按预设方案划分为训练集(n=133)和验证集(n=58)。支具治疗失败定义为随访或脱支时主弯Cobb角较基线进展≥5°,或末次主弯Cobb角>45°。基于支具治疗前及初配阶段常规可得的临床和影像学变量,构建逻辑回归、随机森林、径向基核支持向量机和极限梯度提升(XGBoost)模型。训练集内采用分层5折交叉验证进行超参数调优,验证集中采用受试者工作特征曲线下面积(AUC)、精确率-召回率曲线下面积(AUPRC)、Brier分数、校准曲线和决策曲线分析(DCA)评价模型表现,并采用沙普利可加解释(SHAP)对主要可解释性展示模型进行特征贡献分析。结果训练集交叉验证中,随机森林和XGBoost均显示较好判别表现,交叉验证AUC分别为0.871和0.880。验证集中,随机森林和XGBoost的AUC分别为0.888和0.899,AUPRC分别为0.678和0.830,Brier分数分别为0.086和0.076。随机森林模型作为主要可解释性展示模型,其失败风险校准截距为0.091,校准斜率为0.995。SHAP分析显示,支具矫正率和支具内主弯Cobb角对模型预测贡献最大。结论基于支具治疗前及初配阶段常规可得变量构建的随机森林模型,对AIS支具治疗失败风险具有初步预测价值,可为随访频率调整、支具适配复核和依从性支持前置提供量化参考。