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Development and internal validation of a clinical prediction model for acute adjacent vertebral fracture after vertebral augmentation: the AVA score

Hijikata, Yasukazu 京都大学 DOI:10.14989/doctor.k24094

2022.05.23

概要

【背景と目的】
椎体骨折は最も頻度が高い骨折である。骨折後に一部の患者では癒合が遷延し疼痛や神経障害によって日常生活に大きな支障をきたすことがあるため、外科的治療として椎体形成術（vertebral augmentation）が行われることがある。しかし、約20％に術後早期に隣接椎体骨折（Adjacent Vertebral Fracture：AVF）を続発することが問題とされている。したがって、事前にAVFのリスクを考慮した治療方針の決定が重要である。これまでに、AVFリスクを予測するモデルが3つ報告されている。しかし、そのうち2つは術中もしくは術後の情報が含まれており、残りの1つは術前の情報のみを用いているものの小規模かつ不適切な方法で作成されていた。本研究では、椎体形成術後早期のAVFリスクを術前に予測するためのツールとして、臨床予測モデル（AVAスコア）の開発と検証を行った。

【方法】
本研究は民間6病院おける多施設共同観察研究である。2012年4月から2018年6月までの期間に単椎体の椎体骨折に対し椎体形成術が施行された患者を対象とした。アウトカムは椎体形成術後1ヶ月以内のAVF発生とし、指導医による画像診断と当該施設の指導医の診断を照合して判定し、相違があった場合は研究者の合議で判定した。スコアリングシステムの開発過程として、まず予測因子の候補を整形外科医2名と脳外科医2名で構成される専門家会議で決定した（計14因子：年齢80歳以上、女性、骨密度youngadultmean60%以下、ステロイドの使用、喫煙習慣、胸腰椎移行部［第11胸椎から第1腰椎まで］の骨折、既存椎体骨折、罹患期間30日以上、前方椎体高15mm以下、局所後弯角10°以上、椎体内不安定性5mm以上、クレフト、術前骨粗鬆症治療、椎体終板骨折）。そのうち椎体内不安定性5mm以上、局所後弯角10°以上は臨床的に重要であると判断し、最終モデルに含めることとした。予測モデルの開発には、従属変数をAVFの発生、独立変数を14の予測因子候補としたロジスティック回帰分析を用いた。変数選択は、backward stepwise法（除外基準p≥0.05）で行った。予測モデルに選択された各変数に対して回帰係数に基づく重みづけをした整数スコアを割り当て、臨床予測モデル（AVAスコア）を開発した。AVAスコアの識別能の評価にはArea Under the Curve（AUC）を、予測性能にはカットオフごとの感度、特異度を用いた。較正能の評価には、Hosmer-Lemeshow検定を用い、またAVF発生の予測割合と実測割合をスコアごとに図示した。さらに内的妥当性の検証としてbootstrap法によって再抽出したサンプルを用いて、過適合を補正したAUCを算出した。

【結果】
解析対象者377名のうち、術後1ヶ月以内にAVFが発生したのは58名（15%）であった。最終的に椎体内不安定性5mm以上、局所後弯角10°以上、罹患期間30日以上、クレフトあり、既存椎体骨折ありの5変数が選択され、配点は全て1点となり0-5点の範囲を有するAVAスコアが完成した。AVAスコアのAUCは0.79（95%信頼区間0.72-0.85）であった。カットオフ1点以下とした場合の感度は92.5%、特異度は45.6%であった。カットオフ4点以上の感度は41.5%、特異度は94.5%であった。スコアごとの予測割合と実測割合は概ね一致しており、Hosmer-LemeshowのP値は0.18であった。過適合を補正したAUCは0.77であった。

【結語】
AVAスコアは術前の情報を用いて椎体形成術後早期のAVFリスクを簡便かつ十分な精度で予測することが可能であった。AVAスコアによってAVFリスクを事前に予測できることで、患者との治療方針の決定の一助となることが期待できる。

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