Прогнозирование внутригоспитальной летальности у пациентов с кардиоэмболическим инсультом и фибрилляцией предсердий с помощью методов машинного обучения

Кардиоэмболический инсульт (КЭИ) – распространенный и тяжелый вариант ишемического инсульта, основным фактором риска развития которого служит фибрилляция предсердий (ФП). Среди умерших больных с острым нарушением мозгового кровообращения 40 % погибают в первые 48 ч стационарного лечения. Это демонстрирует важность показателя внутригоспитальной летальности (ВГЛ) и поиска ее предикторов с построением прогностических моделей с помощью методов машинного обучения.

Цель исследования – разработать прогностические модели ВГЛ у больных КЭИ и ФП на основе современных методов машинного обучения.

Материал и методы. В исследование вошли 259 пациентов с КЭИ и ФП, которые поступили в региональный сосудистый центр № 1 г. Новосибирска с ноября 2022 г. по декабрь 2023 г. При разработке прогностических моделей использовали логистическую регрессию, случайный лес, стохастический градиентный бустинг и категориальный бустинг.

Результаты и их обсуждение. В ходе исследования между умершими и выписанными выявлены статистически значимые различия по возрасту, наличию нозокомиальной и внебольничной пневмонии, хронической болезни почек, количеству сопутствующих заболеваний, а также значениям шкал и индексов при поступлении (сумма балов по шкале NIHSS (The National Institutes of Health Stroke Scale), Рэнкина, ШРМ (шкала реабилитационной маршрутизации, по индексу Ривермид). С помощью однофакторной логистической регрессии оценивалась прогностическая значимость данных показателей. Разработаны прогностические модели ВГЛ на основе методов машинного обучения. Наибольшим предиктивным потенциалом обладали модели на основе NIHHS и ШРМ, что показано при сравнительном анализе ROC-кривых разработанных моделей. Методом Шепли оценен вклад предикторов данных моделей в реализацию конечной точки.

Заключение. В нашем исследовании наибольшую прогностическую ценность в отношении КЭИ и ФП имели суммы баллов по шкале NIHSS, Рэнкина, ШРМ, индекс Ривермид при поступлении, факт наличия нозокомиальной и внебольничная пневмонии, хронической болезни почек, возраст. Построенные модели при широком внедрении позволят персонализированно управлять рисками ВГЛ у больных КЭИ и ФП.

1. Fuentes B., Ntaios G., Putaala J. Editorial: Current challenges in cardioembolic stroke. Front. Neurol. 2021;12:688371. doi: 10.3389/fneur.2021.688371

2. Trohman R.G., Huang H.D., Sharma P.S. Atrial fibrillation: primary prevention, secondary prevention, and prevention of thromboembolic complications: part 1. Front. Cardiovasc. Med. 2023;10:1060030. doi: 10.3389/fcvm.2023.1060030

3. van Gelder I.C., Rienstra M., Bunting K.V., Casado-Arroyo R., Caso V., Crijns H.J.G.M., de Potter T.J.R., Dwight J., Guasti L., Hanke T., Jaarsma T., Lettino M., Løchen M.L., Lumbers R.T., Maesen B., Mølgaard I., Rosano G.M.C., Sanders P., Schnabel R.B., Suwalski P., Svennberg E., Tamargo J., Tica O., Traykov V., Tzeis S., Kotecha D. 2024 ESC Guidelines for the management of atrial fibrillation developed in collaboration with the European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS). Eur. Heart. J. 2024;45(36):3314-3414. doi: 10.1093/eurheartj/ehae176

4. Кузин С.В., Ложкина Н.Г., Шефер Е.И., Рузанкин П.С. Прогнозирование фибрилляции предсердий у больных ишемической болезнью сердца с использованием методов математического моделирования. Рос. кардиол. ж. 2025;30(5):5868. doi: 10.15829/1560-4071-2025-5868

5. Шамалов Н.А., Стаховская Л.В., Клочихина О.А., Полунина О.С., Полунина Е.А. Анализ динамики основных типов инсульта и патогенетических вариантов ишемического инсульта. Ж. неврол. и психиатрии. 2019;119(3-2):5–10. doi: 10.17116/jnevro20191190325

6. Kleindorfer D.O., Towfighi A., Chaturvedi S., Cockroft K.M., Gutierrez J., Lombardi-Hill D., Kamel H., Kernan W.N., Kittner S.J., Leira E.C., Lennon O., Meschia J.F., Nguyen T.N., Pollak P.M., Santangeli P., Sharrief A.Z., Smith S.C. Jr., Turan T.N., Williams L.S. 2021 Guideline for the prevention of stroke in patients with stroke and transient ischemic attack: A guideline from the American Heart Association/American Stroke Association. Stroke. 2021;52(7):e364-e467. doi: 10.1161/STR.0000000000000375

7. Климаев С.Н., Гарин В.В., Медведева И.В. Здравоохранение в России. М.: Росстат, 2023. 179 с. Klimaev S.N., Garin V.V., Medvedeva I.V. Healthcare in Russia. Moscow: Rosstat, 2023. 179 p. [In Russian].

8. Вознюк И.А., Морозова Е.М., Прохорова М.В. Динамика госпитальной летальности при инсульте и факторы, повлиявшие на ее снижение в странах Евросоюза, Ближнего Востока, в Америке, Канаде, Эфиопии и Китае. Анналы клин. и эксперим. неврол. 2021;15(1):13–20. doi: 10.25692/ACEN.2021.1.2

9. Муртазалиева Д.М., Закарьяева А.Р., Золотов М.А. Госпитальная летальность у пациентов с ишемическим инсультом и окклюзией крупной церебральной артерии, которым проводилась механическая тромбэктомия. Неврол., нейропсихиатрия, психосоматика. 2023;15(6):27–31. doi: 10.14412/2074-2711-2023-6-27-31

10. Ишемический инсульт и транзиторная ишемическая атака. Клинические рекомендации от 20.11.2024. Режим доступа: https://cr.minzdrav.gov.ru/preview-cr/814_1

11. Аракелян М.Г., Бокерия Л.А., Васильева Е.Ю., Голицын С.П., Голухова Е.З., Горев М.В., Давтян К.В., Драпкина О.М., Кропачева Е.С., Кучинская Е.А., Лайович Л.Ю., Миронов Н.Ю., Мишина И.Е., Панченко Е.П., Ревишвили А.Ш., Рзаев Ф.Г., Татарский Б.А., Уцумуева М.Д., Шахматова О.О., Шлевков Н.Б., Шпектор А.В., Андреев Д.А., Артюхина Е.А., Барбараш О.Л., Галявич А.С., Дупляков Д.В., Зенин С.А., Лебедев Д.С., Михайлов Е.Н., Новикова Н.А., Попов С.В., Филатов А.Г., Шляхто Е.В., Шубик Ю.В. Фибрилляция и трепетание предсердий. Клинические рекомендации 2020. Рос. кардиол. ж. 2021;26(7):4594. doi: 10.15829/15604071-2021-4594

12. Moraes M.A., Jesus P.A.P., Muniz L.S., Costa G.A., Pereira L.V., Nascimento L.M., Teles C.A.S., Baccin C.A., Mussi F.C. Ischemic stroke mortality and time for hospital arrival: analysis of the first 90 days. Rev. Esc. Enferm. USP. 2023;57:e20220309. doi: 10.1590/1980-220X-REEUSP-2022-0309en

13. Gattringer T., Posekany A., Niederkorn K., Knoflach M., Poltrum B., Mutzenbach S., Haring H.P., Ferrari J., Lang W., Willeit J., Kiechl S., Enzinger C., Fazekas F., Austrian Stroke Unit Registry Collaborators. Predicting early mortality of acute ischemic stroke. Stroke. 2019;50(2):349–356. doi: 10.1161/STROKEAHA.118.022863

14. Силкин В.В., Ершов В.И., Лозинская Т.Ю., Назаров А.М., Гумалатова Н.В., Лященко С.Н. Предикторное значение тяжести полиорганной дисфункции у пациентов с тяжелым ишемическим инсультом: проспективное наблюдательное исследование. Вестн. интенсив. терапии им. А.И. Салтанова. 2025;(2):113–124. doi:10.21320/1818474X-2025-2-113-124.

15. Мусаева Х., Мамытова Э.М., Ахмадеева Л.Р., Бакаева Д.И., Мамытов А.М. Факторы, ассоциированные с ранней госпитальной летальностью у пациентов с острым ишемическим инсультом. Эффектив. фармакотерапия. 2024;20(7):18–24. doi: 10.33978/2307-3586-2024-20-7-18-24

16. Акпанова Д.М., Беркинбаев С.Ф., Мусагалиева А.Т., Оспанова Д.А., Жусупов Б.С. Клинико-демографические особенности пациентов с инсультами и сопутствующей фибрилляцией предсердий. Кардиология. 2018;58(9S):48–57. doi: 10.18087/cardio.2547

17. Mittal S.H., Goel D. Mortality in ischemic stroke score: A predictive score of mortality for acute ischemic stroke. Brain. Circ. 2017;3(1):29–34. doi: 10.4103/2394-8108.203256

18. Shah B., Bartaula B., Adhikari J., Neupane H.S., Shah B.P., Poudel G. Predictors of in-hospital mortality of acute ischemic stroke in adult population. J. Neurosci. Rural. Pract. 2017;8(4):591‒594. doi: 10.4103/jnrp.jnrp_265_17