PREDICTING POST-TRAUMATIC HYDROCEPHALUS AFTER MODERATE TBI THROUGH VENTRICULAR MORPHOMETRY AND CLINICAL INDICATORS

Abstract

Abstract. Post‑traumatic hydrocephalus (PTH) is a frequent complication following traumatic brain injury (TBI), often leading to delayed neurological deterioration. Early identification is critical for timely intervention.
To develop and validate a predictive model integrating early ventricular morphometry and clinical variables for the early detection of PTH.
A retrospective cohort of 180 patients with moderate TBI (GCS 9–12) was analyzed. Baseline cranial CT scans were used to extract morphometric indices, including the Evans Index (EI), Bicaudate Index (BI), and Fronto‑Occipital Horn Ratio (FOHR). Clinical data included age, sex, Glasgow Coma Scale, intraventricular hemorrhage (IVH), and decompressive craniectomy (DC). Machine learning models (logistic regression, random forest, and gradient boosting) were trained to predict PTH occurrence within 6 months post‑injury.
PTH developed in 40 of 180 patients (22.2%). The gradient boosting model achieved the best discrimination (AUC=0.88), with key predictors being EI, IVH, DC, and FOHR. Integration of CT‑based ventricular morphometry with clinical parameters using machine learning enables accurate early prediction of PTH and may guide individualized surveillance strategies.

Аннотация
Посттравматическая гидроцефалия (ПТГ) является частым осложнением после черепно‑мозговой травмы (ЧМТ), часто приводящим к отсроченному неврологическому ухудшению. Ранняя идентификация имеет решающее значение для своевременного вмешательства. Разработать и валидировать предсказательную модель, объединяющую ранние показатели вентрикулярной морфометрии и клинические переменные для раннего выявления ПТГ.
 Ретроспективно проанализирована когорта из 180 пациентов с ЧМТ средней степени тяжести (GCS 9–12). На исходных КТ головного мозга в течение 48 часов после травмы были определены морфометрические индексы: индекс Эванса (EI), биокоудатный индекс (BI) и фронто‑окципитальный индекс рогов (FOHR). Клинические данные включали возраст, пол, балл по GCS, наличие внутрижелудочкового кровоизлияния (ВЖК) и выполнение декомпрессивной краниэктомии (ДК). Для предсказания развития ПТГ в течение 6 месяцев использовались модели машинного обучения: логистическая регрессия, случайный лес и градиентный бустинг (XGBoost).
ПТГ развилась у 40 из 180 пациентов (22,2%). Модель градиентного бустинга показала наилучшую дискриминацию (AUC = 0,88). Ключевыми предикторами были индекс Эванса, ВЖК, ДК и FOHR.
Интеграция КТ‑морфометрии желудочков с клиническими параметрами с использованием методов машинного обучения позволяет точно предсказывать развитие ПТГ на раннем этапе и может направить персонализированные стратегии наблюдения.

Annotatsiya. Travmadan keyingi gidrosefali (PTH) quyidagi tez-tez uchraydigan asoratdir shikast miya shikastlanishi (TBI), ko'pincha kechiktirilgan nevrologik yomonlashuvga olib keladi. Erta identifikatsiya qilish o'z vaqtida aralashish uchun juda muhimdir. PTH ni erta aniqlash uchun erta qorincha morfometriyasi va klinik o'zgaruvchilarni birlashtirgan bashoratli modelni ishlab chiqish va tasdiqlash. O'rtacha TBI (gcs 180-9) bilan 12 bemorlarning retrospektiv kohort tahlil qilindi. Morfometrik indekslarni, shu jumladan Evans indeksini (EI), Bikaudat indeksini (BI) va Fronto‑Oksipital Shox nisbati (FOHR) ni olish uchun boshlang'ich kranial KT skanerlari ishlatilgan. Klinik ma'lumotlarga yosh, jins, Glazgo koma shkalasi, intraventrikulyar qon ketish (IVH) va dekompressiv kraniektomiya (DC) kiradi.'rtacha TBI (gcs 180-9) bilan 12 bemorlarning retrospektiv kohort tahlil qilindi. Morfometrik indekslarni, shu jumladan Evans indeksini (EI), Bikaudat indeksini (BI) va Fronto‑Oksipital Shox nisbati (FOHR) ni olish uchun boshlang'ich kranial KT skanerlari ishlatilgan. Klinik ma'lumotlarga yosh, jins, Glazgo koma shkalasi, intraventrikulyar qon ketish (IVH) va dekompressiv kraniektomiya (DC) kiradi. Mashinani o'rganish modellari (logistik regressiya, tasodifiy o'rmon va gradientni kuchaytirish) jarohatdan keyingi 6 oy ichida PTH paydo bo'lishini taxmin qilish uchun o'qitilgan. PTH 40 bemorning 180 tasida (22,2%) rivojlangan. Gradientni kuchaytirish modeli eng yaxshi diskriminatsiyaga erishdi (AUC=0.88), asosiy bashoratchilar EI, IVH, DC va FOHR. Kompyuter tomografiyasidan foydalangan holda KT asosidagi qorincha morfometriyasini klinik parametrlar bilan birlashtirish PTH ni aniq erta bashorat qilishga imkon beradi va individual kuzatuv strategiyalarini boshqarishi mumkin. Travmadan keyingi gidrosefali (PTH) umumiy oqibatni ifodalaydi travmatik miya shikastlanishi (TBI), ayniqsa o'rtacha va og'ir shikastlanish holatlarida. Uning patofiziologiyasi buzilishlarni o'z ichiga oladi miya omurilik suyuqligi (CSF) qon ketishi, to'qimalarning yo'qolishi yoki araxnoid fibroz uchun ikkilamchi qon aylanishi. Erta qorincha kengayishi klinik yomonlashuvdan oldin bo'lishi mumkin, ammo radiologik ko'rsatkichlar ko'pincha nozik va kam tan olinadi. Evans indeksi (EI) va Bikaudat indeksi (BI) kabi an'anaviy morfometrik choralar qorincha hajmini aniqlash uchun ishlatilgan, ammo PTH ni bashorat qilishda ularning diagnostik qiymati nomuvofiq bo'lib qolmoqda. Hisoblash modellashtirish va sun'iy intellektning so'nggi yutuqlari bashorat qilishning aniqligini oshirish uchun murakkab klinik va tasvirlash ma'lumotlarini birlashtirish imkoniyatini beradi.