复杂性肾结石患者可弯曲负压吸引鞘联合URL后尿路感染的XGBoost模型构建及验证

摘要

目的 构建复杂性肾结石患者可弯曲负压吸引鞘联合输尿管软镜碎石术(ureteroscopic lithotripsy, URL)后尿路感染(urinary tract infection, UTI)的极端梯度提升(extreme gradient boosting, XGBoost)模型，并对模型的预测价值进行验证。方法 选取2023年1月—2025年1月福建医科大学附属第一医院择期行可弯曲负压吸引鞘联合URL治疗的复杂性肾结石患者290例，开展前瞻性研究。根据术后是否发生UTI分为UTI组(n=71)和非UTI组(n=219)。比较2组临床资料，多因素Logistic分析术后UTI的影响因素，构建逻辑回归(Logistic regression, LR)、XGBoost模型，采用受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线及曲线下面积(area under curve, AUC)评估两种模型预测效能，并采用校准曲线、决策曲线进行模型内部验证。结果 UTI组手术时间[(75.84±10.73) min]长于非UTI组[(70.29±9.65) min],术前UTI占比、导尿管留置时间≥3 d占比、血清C反应蛋白(C-reactive protein, CRP)、白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)、β-防御素3(human beta-defensin 3,HBD-3)、诱骗受体3(decoy receptor 3,DCR3)水平[33.80%、57.75%、(21.35±4.18)mg/L、(15.08±3.25)ng/L、(1.29±0.32)μg/L、(11.65±3.18)μg/L]高于非UTI组[15.98%、37.90%、(17.86±3.34)mg/L、(11.94±2.61)ng/L、(0.82±0.24)μg/L、(8.42±2.65)μg/L],差异有统计学意义(P<0.05);多因素Logistic分析显示，手术时间、术前UTI、导尿管留置时间及血清CRP、IL-6、HBD-3、DCR3均为术后UTI的独立影响因素(P<0.05);并基于多因素分析结果构建LR模型，XGBoost算法显示6个临床特征构建XGBoost预测模型，ROC分析显示，XGBoost模型预测术后发生UTI的AUC为0.944,大于LR模型的AUC值0.877(Z=2.546,P=0.011),且内部验证结果显示，XGBoost模型观测值和预测值的重合度较好，预测结果与实际结果的一致性及拟合度较高，具有良好的临床效用及正向净收益。结论 基于XGBoost算法构建XGBoost模型预测复杂性肾结石患者可弯曲负压吸引鞘联合URL后UTI的AUC值较为理想，预测效能良好，且具有良好临床效用及正向净收益，可作为临床预测术后UTI的辅助模型，并可为临床更精准、个性化决策提供参考。

关键词

肾结石 / 尿路感染 / XGBoost模型