老年股骨干骨折術(shù)后不愈合風(fēng)險(xiǎn)Nomogram模型的構(gòu)建

淳德勤，楊繼中，張 偉，孟來波

股骨干骨折是骨科臨床的常見病和多發(fā)病，多由高能量損傷所致，重物砸壓、汽車撞擊等直接暴力可造成粉碎性或股骨橫斷骨折，高處跌落、扭轉(zhuǎn)作用等間接暴力可引起螺旋或斜形骨折[1-3]。切開復(fù)位內(nèi)固定是治療老年股骨干骨折的常用術(shù)式，然而，部分老年患者由于創(chuàng)傷大、軟組織損傷嚴(yán)重、全身情況較差、術(shù)后營養(yǎng)不良等因素，常出現(xiàn)骨折不愈合現(xiàn)象，需二次手術(shù)，一旦處理不當(dāng)，將導(dǎo)致患者功能障礙和肢體畸形，甚至危及生命。

近年來對(duì)股骨干骨折術(shù)后不愈合的防治研究是骨科臨床關(guān)注的熱點(diǎn)[4-5]。Nomogram是一種建立在多因素回歸模型基礎(chǔ)上，由多個(gè)臨床指標(biāo)整合后用帶有刻度的線段繪制而成，用于預(yù)測(cè)某一臨床結(jié)局概率的圖形，近年來在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用[6-8]。目前在預(yù)測(cè)股骨干骨折愈合方面，尚未形成有效一致的科學(xué)模型，基于此，本研究選取2015年7月—2018年12月收治的老年股骨干骨折手術(shù)患者作為研究對(duì)象，探討術(shù)后不愈合的危險(xiǎn)因素，同時(shí)構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥60歲；②經(jīng)CT和MRI影像學(xué)檢查確診為股骨干骨折；③術(shù)前和術(shù)中均無感染跡象；④臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①雙側(cè)骨折；②患側(cè)有既往骨折史；③嚴(yán)重骨代謝疾病；④原發(fā)性或轉(zhuǎn)移性骨腫瘤引起的骨折。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審批通過。

將術(shù)后至少8個(gè)月出現(xiàn)假關(guān)節(jié)形成、斷端骨化、髓腔封閉等不愈合征象定義為術(shù)后不愈合[9]。通過門診和電話的方式進(jìn)行隨訪，以術(shù)后不愈合為隨訪終點(diǎn)事件，隨訪時(shí)間截至2020年1月，患者隨訪時(shí)間均≥8個(gè)月。共納入241例老年股骨干骨折患者，年齡60～85歲，平均年齡（67.7±7.5歲），采用整群隨機(jī)抽樣法將患者分為建模集（n=188）和驗(yàn)證集（n=53）。

1.2 資料收集

資料收集的內(nèi)容包括性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）、吸煙史、高血壓、糖尿病、冠心病、骨質(zhì)疏松（雙能X線吸收檢測(cè)法測(cè)量T值≤—2.5）、多發(fā)傷、骨折側(cè)別（左側(cè)和右側(cè)）、損傷機(jī)制（高能量損傷和低能量損傷）、損傷類型（閉合性和開放性骨折）、粉碎性骨折（骨質(zhì)碎裂成3塊及以上）、內(nèi)固定方式（髓內(nèi)釘和釘板系統(tǒng)）、術(shù)后負(fù)重時(shí)間（是否＜12周）及手術(shù)熟練程度（此前至少完成50例內(nèi)固定手術(shù)被認(rèn)為熟練；低于50例被認(rèn)為不熟練）。

1.3 研究方法

1.3.1 模型建立與整體性分析 單因素分析各指標(biāo)與骨折不愈合的關(guān)系，以P＜0.05為標(biāo)準(zhǔn)將各變量納入多因素Logistic回歸分析，篩選危險(xiǎn)因素，在此基礎(chǔ)上建立Nomogram。

1.3.2 Nomogram驗(yàn)證 采用Bootstrap法對(duì)建模集重復(fù)抽樣1 000次進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證，外部驗(yàn)證通過驗(yàn)證集完成。采用一致性指數(shù)（C-index）和H-L擬合優(yōu)度檢驗(yàn)評(píng)估Nomogram的準(zhǔn)確性和校準(zhǔn)度，其中C-index越接近1，H-L檢驗(yàn)P值越高，表明模型預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性越高，擬合優(yōu)度越好，C-index≤0.5時(shí)則表明模型無預(yù)測(cè)能力，P＜0.05則表明擬合優(yōu)度較差。采用ROC曲線評(píng)估Nomogram的區(qū)分度，ROC曲線下面積（area under curve，AUC）越接近1，表明區(qū)分度越好，AUC≤0.5則表明模型無應(yīng)用價(jià)值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，兩組比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以例表示，比較采用卡方檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。篩選危險(xiǎn)因素選用Logistic回歸方程，采用R軟件包（R3.5.3）和rms程序包建立Nomogram模型。應(yīng)用caret程序包進(jìn)行Bootstrap法內(nèi)部驗(yàn)證，運(yùn)用rms程序包計(jì)算C-index并繪制校正曲線圖，采用ROCR及rms程序包繪制ROC曲線。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 建模集病例骨折不愈合發(fā)生率

術(shù)后平均隨訪時(shí)間為（1.2±0.8）年。隨訪期間建模集發(fā)生骨折不愈合19例，發(fā)生率為10.1%（19/188），納入未愈合組（n=19）；正常愈合134例、延遲愈合35例，納入愈合組（n=169）。

2.2 單因素分析

兩組患者性別、BMI、吸煙史、高血壓、冠心病、骨質(zhì)疏松、多發(fā)傷、骨折側(cè)別、損傷機(jī)制及內(nèi)固定方式比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），而年齡、糖尿病、損傷類型、粉碎性骨折、術(shù)后負(fù)重時(shí)間及術(shù)者熟練程度比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

2.3 多因素Logistic回歸分析

以術(shù)后愈合情況為因變量，以愈合組和未愈合組單因素分析中有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的6個(gè)項(xiàng)目為自變量進(jìn)行二分類Logistic回歸分析，如表2所示，年齡≥70歲、糖尿病、開放性骨折、粉碎性骨折、術(shù)后負(fù)重時(shí)間＜12周及手術(shù)技術(shù)不熟練等6個(gè)項(xiàng)目是老年股骨干骨折患者術(shù)后不愈合的危險(xiǎn)因素（P＜0.05）。

2.4 術(shù)后不愈合風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型的建立與驗(yàn)證

基于篩選出的6項(xiàng)危險(xiǎn)因素，建立老年股骨干骨折患者術(shù)后不愈合的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型（圖1）。建模集和驗(yàn)證集的C-index分別為0.813和0.747，H-L偏差度檢驗(yàn)結(jié)果分別為χ2=4.876、P=0.427和χ2=5.724、P=0.294，提示該模型具有良好的準(zhǔn)確性和校準(zhǔn)度（圖2）；兩集AUC分別為0.936（95%CI：0.915～0.957）和 0.765（95%CI：0.721～0.797），提示Nomogram模型具有良好的區(qū)分度（圖3）。

表1 老年股骨干骨折患者術(shù)后愈合組和未愈合組一般資料單因素分析

表2 老年股骨干骨折患者術(shù)后不愈合多因素Logistic回歸分析結(jié)果

圖1 老年股骨干骨折患者術(shù)后不愈合風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型

圖2 老年股骨干骨折患者術(shù)后不愈合風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型驗(yàn)證

圖3 老年股骨干骨折患者術(shù)后不愈合風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)Nomogram模型的ROC曲線

3 討論

股骨干骨折內(nèi)固定手術(shù)的目的在于盡可能恢復(fù)原有的骨結(jié)構(gòu)和性能，術(shù)后的愈合過程可分為血腫機(jī)化期、原始骨痂期和骨痂改造期。本次研究中骨折術(shù)后不愈合的發(fā)生率為10.1%（19/188），與Ekegren等[10]報(bào)道的不愈合率相似，提示老年患者是股骨干骨折術(shù)后不愈合的高風(fēng)險(xiǎn)人群。

3.1 術(shù)后不愈合危險(xiǎn)因素

骨折術(shù)后不愈合的影響因素較多[11-14]，本研究選取241例老年股骨干骨折患者的臨床資料，篩選出術(shù)后不愈合的危險(xiǎn)因素。

3.1.1 年齡因素 老年患者術(shù)后往往全身狀況較差，同時(shí)伴有內(nèi)分泌代謝異常、骨質(zhì)疏松等現(xiàn)象，無法提供良好的營養(yǎng)支持，骨痂形成和生長受到影響，易發(fā)生骨折不愈合，導(dǎo)致住院時(shí)間延長，經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)加重[15]；高齡患者文化程度相對(duì)較低，骨折術(shù)后易出現(xiàn)焦慮、煩躁、易怒等情緒，出院后對(duì)功能鍛煉方法和醫(yī)囑認(rèn)識(shí)不足，急于下地，過早負(fù)重；此外，骨質(zhì)疏松與年齡呈正相關(guān)，骨密度和骨強(qiáng)度隨年齡增高而降低，年齡越大，身體的協(xié)調(diào)性和平衡性也越差，極易因重心不穩(wěn)而導(dǎo)致再次骨折的發(fā)生[16]。

3.1.2 糖尿病 胰島素缺乏和敏感性降低會(huì)抑制成骨細(xì)胞增殖，造成骨形成減少；高滲高血糖狀態(tài)增加骨鈣流失，導(dǎo)致骨膠原蛋白質(zhì)合成質(zhì)量下降，骨缺損部位修復(fù)延遲，不易愈合[17]。另一方面，糖尿病視網(wǎng)膜病變會(huì)造成視力、視野改變，患者康復(fù)訓(xùn)練和負(fù)重下地時(shí)摔倒、跌傷的幾率增大，從而引發(fā)再次骨折。

3.1.3 開放性骨折和粉碎性骨折 開放性骨折端軟組織與皮膚或黏膜相通，常伴有大面積軟組織損傷，而粉碎性骨折后形成的碎骨多于2塊，骨質(zhì)缺損嚴(yán)重，局部血液循環(huán)受阻，較輕度骨折更易發(fā)生骨折塊壞死，術(shù)后壞死組織殘留或軟組織覆蓋不佳可能會(huì)導(dǎo)致感染，引起骨折不愈合[18]；同時(shí)，開放性粉碎性骨折后骨折面接觸面積減少，骨塊之間距離過長，阻礙骨痂的生長愈合，易造成骨不連或骨折不愈合。

3.1.4 術(shù)后負(fù)重時(shí)間 部分患者功能鍛煉依從性較差，在骨折未愈合前就進(jìn)行負(fù)重活動(dòng)，導(dǎo)致患肢無法承受負(fù)荷，易出現(xiàn)鋼板疲勞、內(nèi)固定機(jī)械性折斷、愈合不良等現(xiàn)象[19-20]。

3.1.5 術(shù)者因素 臨床經(jīng)驗(yàn)不足的術(shù)者可能對(duì)骨折類型和骨結(jié)構(gòu)重建的評(píng)估和重視程度不足，尤其是在粉碎性骨折中，需要復(fù)位大骨片，手術(shù)復(fù)位不佳會(huì)導(dǎo)致骨折端在鋼板內(nèi)固定后存在間隙，造成早期局部穩(wěn)定性差，不利于骨結(jié)構(gòu)的重建和生理功能的恢復(fù)。部分骨不連病例則有可能是由于術(shù)者經(jīng)驗(yàn)缺乏、過度追求骨碎塊和骨折的準(zhǔn)確對(duì)位，導(dǎo)致斷端骨膜過多剝離，破壞骨碎塊血運(yùn)，影響術(shù)后的愈合效果[21]。此外，術(shù)者對(duì)內(nèi)固定物的選擇不當(dāng)會(huì)造成內(nèi)固定強(qiáng)度或長度不夠，術(shù)后易出現(xiàn)鋼板松動(dòng)，內(nèi)側(cè)應(yīng)力遮擋，進(jìn)行功能鍛煉和早期負(fù)重時(shí)可能導(dǎo)致內(nèi)固定失效，骨折無法愈合[22-23]。

3.2 術(shù)后不愈合風(fēng)險(xiǎn)Nomogram模型應(yīng)用價(jià)值

本研究根據(jù)篩選出的6項(xiàng)危險(xiǎn)因素，建立老年股骨干骨折患者術(shù)后不愈合的Nomogram模型，內(nèi)外部驗(yàn)證結(jié)果顯示，模型具有良好的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性和區(qū)分度。使用人員可根據(jù)患者的各項(xiàng)臨床指標(biāo)逐個(gè)得到單項(xiàng)評(píng)分值，即年齡≥70歲為100分，糖尿病為87分，開放性骨折為67分，粉碎性骨折為81分，術(shù)后負(fù)重時(shí)間＜12周為70分，手術(shù)技術(shù)不熟練為83分，將各項(xiàng)指標(biāo)得分求和，在總分軸上找到對(duì)應(yīng)分值點(diǎn)后向下對(duì)風(fēng)險(xiǎn)軸做垂直線，即可得出骨折術(shù)后不愈合的預(yù)測(cè)發(fā)生率。

臨床上可根據(jù)Nomogram個(gè)體化預(yù)測(cè)患者骨折術(shù)后不愈合率，篩查高風(fēng)險(xiǎn)老年患者，制定針對(duì)性的預(yù)防措施：仔細(xì)觀察開放性骨折患者有無循環(huán)障礙、化膿性感染或產(chǎn)氣性感染征象，對(duì)高齡患者進(jìn)行思想疏導(dǎo)，說明鍛煉方法和隨訪時(shí)間，對(duì)伴發(fā)骨質(zhì)疏松的患者給予抗骨質(zhì)疏松治療，同時(shí)做好肺部感染、壓瘡、血管栓塞等骨折術(shù)后并發(fā)癥的防范工作，囑患者勿過早下地，需根據(jù)后續(xù)影像學(xué)愈合情況漸進(jìn)扶拐負(fù)重；術(shù)者應(yīng)努力提高內(nèi)固定手術(shù)技術(shù)，術(shù)前充分評(píng)估骨折情況，制定周密的手術(shù)方案，力求術(shù)中對(duì)骨碎塊的準(zhǔn)確復(fù)位。