踝關(guān)節(jié)骨折術(shù)后手術(shù)部位感染的危險(xiǎn)因素分析及預(yù)測(cè)模型構(gòu)建

鄭德攀 ，吳興源，周才盛，張國(guó)如

1.三亞中心醫(yī)院骨關(guān)節(jié)外科，海南 三亞 572000; 2.三亞中心醫(yī)院骨科，海南 三亞 572000

踝關(guān)節(jié)骨折是臨床骨科較為常見的骨折類型，大多由交通事故、碰撞、墜落等暴力因素或過度疲勞導(dǎo)致，臨床癥狀常見腳踝疼痛、腫脹、畸形等，往往造成患者行走困難，需及時(shí)治療以恢復(fù)患者的正常生活[1-2]。手術(shù)是臨床上踝關(guān)節(jié)骨折最主要也是最有效的治療方法[3]，但由于踝關(guān)節(jié)組織相對(duì)薄弱、血供較差，術(shù)后患者手術(shù)部位發(fā)生感染的風(fēng)險(xiǎn)較高[4]。研究統(tǒng)計(jì)，踝關(guān)節(jié)骨折術(shù)后的感染率高達(dá)2%[5]，常需要進(jìn)行翻修手術(shù)等，極大地影響治療效果，增加治療成本，因此，分析手術(shù)部位感染的危險(xiǎn)因素、構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型對(duì)于踝關(guān)節(jié)骨折的臨床治療具有重要意義。列線圖是在Logistic回歸基礎(chǔ)上的一種新型預(yù)測(cè)模型，觀察方式更加簡(jiǎn)便直觀，克服了傳統(tǒng)回歸模型數(shù)據(jù)多、計(jì)算量大導(dǎo)致的實(shí)用性較差的缺點(diǎn)[6]。本研究回顧性分析2018年1月—2021年11月三亞中心醫(yī)院骨關(guān)節(jié)外科行切開復(fù)位內(nèi)固定治療踝關(guān)節(jié)骨折患者457例，分析手術(shù)部位感染的危險(xiǎn)因素，并建立預(yù)測(cè)手術(shù)部位感染的列線圖模型，以期早期識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，更好地預(yù)防此類情況發(fā)生。

資料與方法

1 一般資料

納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡18～75歲；(2)經(jīng)X線片、CT等綜合影像學(xué)檢查，均確診為踝關(guān)節(jié)骨折，有明確手術(shù)指征；(3)既往無相關(guān)手術(shù)史；(4)術(shù)后發(fā)生手術(shù)部位感染符合感染診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)接受非手術(shù)治療；(2)伴有其他部位骨折或病理、陳舊性骨折等；(3)機(jī)體伴有其他急、慢性感染性疾病或嚴(yán)重臟器損傷；(4)病歷資料中本研究設(shè)定的臨床變量缺失。本研究獲得筆者醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批(SYZX18-12)。

2 數(shù)據(jù)收集

(1)一般資料:年齡、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)、性別、吸煙史、飲酒史；(2)合并疾病及用藥史：糖尿病、貧血、肝臟疾病、腎臟疾病、慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)、應(yīng)用免疫抑制劑、應(yīng)用糖皮質(zhì)激素情況；(3)術(shù)前情況：術(shù)前住院時(shí)間、骨折的AO分型、骨折類型、開放性骨折、致傷原因、美國(guó)麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)(American Society of Anesthesiologists,ASA)分級(jí)；(4)術(shù)中及術(shù)后情況:手術(shù)時(shí)間、術(shù)中失血量、手術(shù)切口類型、麻醉方式以及預(yù)防性使用抗生素情況。

3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

1 影響踝關(guān)節(jié)骨折患者術(shù)后手術(shù)部位感染的單因素分析

本組患者457例，男性241例，女性216例。按照踝關(guān)節(jié)骨折術(shù)后患者是否發(fā)生手術(shù)部位感染，將患者分為感染組(52例)和未感染組(405例)，總體感染率為11.38%。對(duì)患者的一般資料及個(gè)人史進(jìn)行單因素分析，結(jié)果表明，患者BMI與手術(shù)部位感染存在相關(guān)性(P<0.001)，而患者性別、年齡、吸煙史和飲酒史與手術(shù)部位感染之間無明顯相關(guān)性(表1)。

對(duì)患者合并疾病及用藥史進(jìn)行單因素分析，結(jié)果表明，合并糖尿病(P=0.008)、合并COPD(P<0.001)、應(yīng)用免疫抑制劑(P<0.001)和應(yīng)用糖皮質(zhì)激素(P<0.001)與手術(shù)部位感染存在相關(guān)性，而貧血、肝臟疾病、腎臟疾病與手術(shù)部位感染之間無明顯相關(guān)性(表2)。

對(duì)患者術(shù)前情況行單因素分析，結(jié)果表明，開放性骨折(P=0.009)和ASA分級(jí)(P=0.010)與手術(shù)部位感染存在相關(guān)性，而術(shù)前住院時(shí)間、AO分型、骨折類型、骨折原因與手術(shù)部位感染之間無明顯相關(guān)性(表3)。對(duì)患者的術(shù)中及術(shù)后情況行單因素分析，結(jié)果表明，患者手術(shù)時(shí)間(P=0.011)和切口類型(P=0.010)與手術(shù)部位感染存在相關(guān)性，而術(shù)中失血量、麻醉方式、預(yù)防性使用抗生素與手術(shù)部位感染無明顯相關(guān)性。見表4。

表1 患者一般資料及個(gè)人史影響踝關(guān)節(jié)骨折術(shù)后手術(shù)部位感染的單因素分析結(jié)果

表2 患者合并疾病及用藥史影響踝關(guān)節(jié)骨折術(shù)后手術(shù)部位感染的單因素分析結(jié)果(n)

表3 患者術(shù)前情況影響踝關(guān)節(jié)骨折術(shù)后手術(shù)部位感染的單因素分析結(jié)果

組別骨折原因(n)直接暴力間接暴力積累性勞損ASA分級(jí)(n)Ⅰ～Ⅱ級(jí)Ⅲ～Ⅳ級(jí)感染組(n=52)1817173715未感染組(n=405)13912414234560χ2/t值0.1406.614P值0.9320.010

表4 患者術(shù)中及術(shù)后情況影響踝關(guān)節(jié)骨折術(shù)后手術(shù)部位感染的單因素分析結(jié)果

2 多因素Logistic回歸分析影響踝關(guān)節(jié)骨折患者術(shù)后手術(shù)部位發(fā)生感染的危險(xiǎn)因素

根據(jù)單因素分析結(jié)果，以踝關(guān)節(jié)骨折患者術(shù)后是否發(fā)生手術(shù)部位感染為因變量，將患者BMI、合并糖尿病、合并COPD、應(yīng)用免疫抑制劑、應(yīng)用糖皮質(zhì)激素、手術(shù)時(shí)間、手術(shù)切口類型、ASA分級(jí)、開放性骨折作為自變量，進(jìn)行Logistic回歸分析(賦值見表5)。結(jié)果顯示，合并糖尿病(OR=2.992)、合并COPD(OR=1.065)、術(shù)前應(yīng)用免疫抑制劑(OR=1.198)、應(yīng)用糖皮質(zhì)激素(OR=1.145)、手術(shù)時(shí)間(OR=1.125)、手術(shù)切口類型為Ⅱ～Ⅲ類(OR=2.383)、開放性骨折(OR=1.965)為踝關(guān)節(jié)骨折患者術(shù)后發(fā)生手術(shù)部位感染的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05)。見表6。

表5 踝關(guān)節(jié)骨折患者術(shù)后手術(shù)部位發(fā)生感染的影響因素賦值方式

3 踝關(guān)節(jié)骨折患者手術(shù)部位感染的列線圖預(yù)測(cè)模型

根據(jù)多因素分析結(jié)果，基于獨(dú)立危險(xiǎn)因素合并糖尿病、合并COPD、術(shù)前應(yīng)用免疫抑制劑、應(yīng)用糖皮質(zhì)激素、手術(shù)時(shí)間、手術(shù)切口類型為Ⅱ～Ⅲ類、開放性骨折構(gòu)建列線圖預(yù)測(cè)模型?；颊呤中g(shù)時(shí)間越長(zhǎng)，評(píng)分越高，手術(shù)時(shí)間每增加5min，預(yù)測(cè)模型評(píng)分增加12.5分。合并糖尿病評(píng)分為35.5分；手術(shù)切口類型Ⅱ～Ⅲ類評(píng)分為21.3分，開放性骨折為30.0分，合并COPD為97.7分，應(yīng)用免疫抑制劑為77.6分，應(yīng)用糖皮質(zhì)激素為79.2分(圖1)。

4 踝關(guān)節(jié)骨折患者手術(shù)部位感染的列線圖預(yù)測(cè)模型的驗(yàn)證

繪制校準(zhǔn)曲線及ROC曲線判斷預(yù)測(cè)模型的效果，結(jié)果顯示，列線圖模型預(yù)測(cè)踝關(guān)節(jié)骨折患者手術(shù)部位感染的校準(zhǔn)曲線斜率接近于1(圖2)；預(yù)測(cè)模型的ROC曲線下面積為0.722(95%CI：0.652～0.793)，見圖3。霍斯莫-萊梅肖(Hosmer-Lemeshow)擬合優(yōu)度檢驗(yàn)χ2=7.565，P=0.428，具有較好的一致性。

表6 影響踝關(guān)節(jié)骨折患者手術(shù)部位發(fā)生感染的多因素分析

COPD：慢性阻塞性肺病

圖2 踝關(guān)節(jié)骨折患者手術(shù)部位感染的列線圖預(yù)測(cè)模型校準(zhǔn)曲線

ROC：受試者工作特征

討 論

踝關(guān)節(jié)是機(jī)體最重要的活動(dòng)、負(fù)重關(guān)節(jié)。踝關(guān)節(jié)骨折是成人中最常見的骨折之一，每年每10萬人中就有174例發(fā)生[8]。踝關(guān)節(jié)骨折常引起患者皮下瘀斑、踝部腫脹、踝部疼痛和行走困難，若不能及時(shí)得到有效治療，可能會(huì)引發(fā)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎，嚴(yán)重影響患者日常生活及身體健康[9-10]。手術(shù)是臨床上治療踝關(guān)節(jié)骨折的常用手段，可以幫助重建踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定、恢復(fù)患者全身承重能力、減輕疼痛并避免永久性損傷發(fā)生。但受到踝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的影響，患者術(shù)后存在較高的手術(shù)部位感染風(fēng)險(xiǎn)，常需進(jìn)行局部整形術(shù)或翻修手術(shù)，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致永久性殘疾和截肢，增加住院費(fèi)用，影響患者預(yù)后[11-12]。因此，分析患者術(shù)后手術(shù)部位感染的危險(xiǎn)因素，早期識(shí)別高危人群，對(duì)于制定針對(duì)性的護(hù)理干預(yù)、改善患者預(yù)后、降低病死率、減輕患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)有極其重要的作用。

本研究納入進(jìn)行手術(shù)治療的踝關(guān)節(jié)骨折患者457例，其中發(fā)生術(shù)后手術(shù)部位感染52例，手術(shù)部位感染率11.38%，與既往研究中報(bào)道的發(fā)生率相近[13]。本研究的結(jié)果表明，合并糖尿病、合并COPD、術(shù)前免疫抑制劑的使用、糖皮質(zhì)激素的使用、手術(shù)時(shí)間、Ⅱ～Ⅲ類手術(shù)切口、開放性骨折為踝關(guān)節(jié)骨折患者術(shù)后發(fā)生手術(shù)部位感染的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。BMI是衡量人體肥胖程度的重要標(biāo)準(zhǔn)，有研究表明，肥胖會(huì)導(dǎo)致機(jī)體免疫力下降，降低機(jī)體抗感染能力[14]，使患者術(shù)后更易患感染。另一項(xiàng)研究認(rèn)為，高BMI可增加手術(shù)切口脂肪液化的風(fēng)險(xiǎn)并降低骨折處的血液循環(huán)能力，因此增加了患者骨折和手術(shù)切口愈合的難度[15]。此外，一項(xiàng)關(guān)于49項(xiàng)臨床研究的Meta分析顯示，BMI可能會(huì)影響患者機(jī)體對(duì)某些感染的預(yù)防和治療措施的反應(yīng)[16]。這些研究結(jié)果與本研究中的結(jié)果一致，提示臨床醫(yī)師，當(dāng)患者BMI偏高時(shí)，應(yīng)對(duì)患者術(shù)中縫合、術(shù)后換藥、預(yù)防性使用抗生素以及術(shù)后患者感染指標(biāo)的改變給予額外的關(guān)注。糖尿病和COPD是外科手術(shù)中常見的慢性合并疾病。高糖環(huán)境容易導(dǎo)致細(xì)菌的滋生和增殖，并且糖尿病、COPD、免疫抑制劑的使用以及糖皮質(zhì)激素的使用均抑制機(jī)體的免疫功能，導(dǎo)致免疫系統(tǒng)難以控制入侵病原體的播散，不僅增加手術(shù)部位感染的風(fēng)險(xiǎn)，也為全身性感染帶來隱患[17-18]。因此，對(duì)于糖尿病和COPD患者，手術(shù)前后應(yīng)嚴(yán)格檢測(cè)并控制患者的血糖水平和肺部通氣情況，而對(duì)于術(shù)前有長(zhǎng)期應(yīng)用糖皮質(zhì)激素和免疫抑制劑病史的患者，術(shù)前應(yīng)請(qǐng)多學(xué)科會(huì)診評(píng)估免疫抑制劑和糖皮質(zhì)激素帶來的風(fēng)險(xiǎn)，權(quán)衡利弊，謹(jǐn)慎考慮手術(shù)方案，術(shù)中盡可能減少出血并嚴(yán)格止血。本研究的結(jié)果表明，手術(shù)切口類型以及開放性骨折均為踝關(guān)節(jié)骨折手術(shù)部位感染的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。手術(shù)切口類型可按照切口清潔度將其分為3類，其中Ⅰ類切口屬于無菌切口，術(shù)后切口發(fā)生感染可能性低；Ⅱ類切口屬于可能污染切口；Ⅲ類切口屬于污染切口。有研究[19]已經(jīng)證實(shí)，Ⅱ～Ⅲ類切口會(huì)增加術(shù)后感染風(fēng)險(xiǎn)。有研究[20]發(fā)現(xiàn)，開放性骨折患者的許多短期并發(fā)癥(肺栓塞、傷口感染、翻修、膝關(guān)節(jié)以下截肢、死亡)的發(fā)生率高于閉合性骨折患者，患者的軟組織和皮膚狀況往往很差，并經(jīng)常伴有嚴(yán)重污染，這可能會(huì)增加手術(shù)部位感染的風(fēng)險(xiǎn)，并且與其他風(fēng)險(xiǎn)因素不同，開放性損傷不能通過術(shù)中操作來改變或避免，因此，充分的清創(chuàng)和早期使用抗生素成為成功處理開放性骨折的必要條件。手術(shù)時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致切口長(zhǎng)時(shí)間暴露在外，增加細(xì)菌感染風(fēng)險(xiǎn)，近年來逐漸成熟的微創(chuàng)技術(shù)在縮短手術(shù)時(shí)間、控制切口長(zhǎng)度、減輕局部軟組織損傷、減少暴露的范圍和時(shí)長(zhǎng)方面凸顯出優(yōu)勢(shì)，為減少傳統(tǒng)手術(shù)的并發(fā)癥帶來希望[21]。但目前微創(chuàng)技術(shù)能夠處理的踝關(guān)節(jié)骨折尚存在局限，隨著技術(shù)的不斷革新，在未來有望進(jìn)一步拓寬其適應(yīng)證，以進(jìn)一步降低踝關(guān)節(jié)骨折手術(shù)部位感染的概率。值得注意的是，本研究中ASA評(píng)分在單因素分析被識(shí)別為踝關(guān)節(jié)骨折手術(shù)部位感染的危險(xiǎn)因素，但在多因素回歸分析中呈現(xiàn)出相反的結(jié)果。ASA評(píng)分是評(píng)估患者手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)工具，評(píng)級(jí)越高，患者手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)越大[22]，然而，該評(píng)分基于患者的全身情況建立，本研究納入的相關(guān)因素，如糖尿病、貧血、肝腎疾病、激素及免疫抑制劑使用等，可能使ASA評(píng)分對(duì)手術(shù)部位感染風(fēng)險(xiǎn)的影響失去獨(dú)立性。

本研究基于其獨(dú)立危險(xiǎn)因素結(jié)果進(jìn)行列線圖預(yù)測(cè)模型的建立，結(jié)果顯示，患者手術(shù)時(shí)間越長(zhǎng)，評(píng)分越高，手術(shù)時(shí)間每增加5min，預(yù)測(cè)模型評(píng)分增加12.5分，患者術(shù)后手術(shù)部位發(fā)生感染的風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)增加。因此，手術(shù)醫(yī)師在進(jìn)行手術(shù)操作時(shí)，應(yīng)充分做好術(shù)前準(zhǔn)備，提高熟練度，以縮短手術(shù)時(shí)間，降低術(shù)后感染的風(fēng)險(xiǎn)。預(yù)測(cè)模型評(píng)分顯示合并糖尿病評(píng)分為35.5分，手術(shù)切口類型為Ⅱ～Ⅲ類評(píng)分為21.3分，患者骨折為開放性骨折評(píng)分為30.0分，對(duì)于此類患者，應(yīng)額外注意圍術(shù)期預(yù)防措施和術(shù)后的換藥、護(hù)理。對(duì)本研究建立的列線圖預(yù)測(cè)模型，分別用校準(zhǔn)曲線、ROC曲線下面積判斷其預(yù)測(cè)效果，顯示校準(zhǔn)曲線斜率接近1，且曲線下面積為0.722，提示該模型預(yù)測(cè)效果較好，能有效反映患者術(shù)后手術(shù)部位感染的發(fā)生情況。合并COPD評(píng)分為97.7分，應(yīng)用糖皮質(zhì)激素為79.2分，應(yīng)用免疫抑制劑為77.6分，骨折患者常伴有全身炎癥反應(yīng)，會(huì)增加COPD患者肺部的炎癥浸潤(rùn)，增加術(shù)后肺部感染的概率，而糖皮質(zhì)激素及免疫抑制劑的使用導(dǎo)致患者感染易于播散。對(duì)于這3類評(píng)分高、后果嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)因素，應(yīng)充分評(píng)估并告知風(fēng)險(xiǎn)。校準(zhǔn)曲線、ROC曲線顯示，本研究建立的列線圖預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)效果較好，能有效反映患者術(shù)后手術(shù)部位感染的發(fā)生情況。然而，由于本研究?jī)H納入單中心臨床數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的類型有限，且回顧性研究降低了證據(jù)等級(jí)，使危險(xiǎn)因素的識(shí)別和預(yù)測(cè)模型的效果存在一定的局限性，未來還需納入多中心病例資料并在臨床實(shí)踐中進(jìn)一步檢驗(yàn)本研究所建立的列線圖預(yù)測(cè)模型的可靠性和實(shí)用性。

綜上所述，本研究通過對(duì)踝關(guān)節(jié)骨折患者術(shù)后手術(shù)部位發(fā)生感染的影響因素進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，合并糖尿病、合并COPD、術(shù)前免疫抑制劑的使用、糖皮質(zhì)激素的使用、手術(shù)時(shí)間、手術(shù)切口類型為Ⅱ～Ⅲ類、開放性骨折為踝關(guān)節(jié)骨折患者術(shù)后發(fā)生手術(shù)部位感染的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，并在此基礎(chǔ)上建立列線圖預(yù)測(cè)模型，可有效預(yù)測(cè)患者術(shù)后手術(shù)部位感染的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，為合理有效的預(yù)防措施、改善患者預(yù)后提供參考。

作者貢獻(xiàn)聲明：鄭德攀：資料搜集、論文撰寫、文獻(xiàn)檢索；吳興源：研究設(shè)計(jì)、病例資料整理、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析；周才盛：論文修改、病例隨訪、數(shù)據(jù)整理；張國(guó)如：論文修改及審校、經(jīng)費(fèi)支持