股骨頸骨折患者空心螺釘內(nèi)固定術(shù)后股骨頭壞死的危險因素及其預(yù)測模型構(gòu)建

鄭美亮,李克鵬,帖小佳,薛宏偉

保定市第二中心醫(yī)院骨科,河北 保定 072750

股骨頸骨折(femoral neck fracture,FNF)是臨床常見骨折類型,在我國占髖部骨折的48%～54%,占全身骨折的3.58%。年輕人多因車輛碰撞、劇烈運動等高能量暴力損傷引起,老年人多因碰撞、跌倒等低能量損傷引起,近年來隨著人均壽命延長和交通工具數(shù)量的增加,FNF發(fā)生率有增長趨勢[1-2]。目前,手術(shù)仍然是FNF的主要治療方法,空心螺釘內(nèi)固定(cannulated screw fixation,CSF)術(shù)是臨床常用的FNF內(nèi)固定治療方法,具有創(chuàng)傷小、異物小、操作簡便等優(yōu)勢[3]。但由于股骨頸的解剖結(jié)構(gòu)和血運特殊,且治療效果受患者年齡、骨質(zhì)、骨折類型和基礎(chǔ)疾病等多種因素影響,FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死的概率仍然較高,嚴重影響患者術(shù)后康復(fù)[4]。早期預(yù)測CSF術(shù)后股骨頭壞死風(fēng)險對改善FNF患者預(yù)后至關(guān)重要。本研究通過研究2019年1月—2021年6月保定市第二中心醫(yī)院骨科收治的205例接受CSF治療FNF患者的臨床資料,回顧性分析FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死的危險因素,構(gòu)建和驗證FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死的聯(lián)合預(yù)測模型,旨在為臨床識別高風(fēng)險股骨頭壞死提供參考。

資料與方法

1 一般資料

納入標準:(1)經(jīng)X線片或CT/MRI確診,符合《成人股骨頸骨折診治指南》[1]診斷標準;(2)均接受CSF術(shù)治療;(3)單側(cè)FNF;(4)年齡18～70歲;(5)美國麻醉醫(yī)師協(xié)會分級≤Ⅱ級。排除標準:(1)不具備CSF適應(yīng)證[1];(2)病理性骨折;(3)合并其他部位骨折;(4)既往股骨頭壞死;(5)合并惡性腫瘤;(6)近6個月內(nèi)糖皮質(zhì)激素、抗凝藥物應(yīng)用史;(7)合并血液、免疫系統(tǒng)損害;(8)不能接受隨訪或中途失訪;(9)陳舊性FNF;(10)合并嚴重心肝腎功能損害。

本組FNF患者205例,其中男性86例,女性119例;年齡28～70歲,平均52.7歲;致傷原因:道路交通傷、高處墜落等高能量損傷103例,跌倒、碰撞等低能量損傷102例;Garden分型[1]:Ⅰ型65例,Ⅱ型39例,Ⅲ型58例,Ⅳ型43例。

2 方法

2.1收集FNF患者臨床資料 包括性別、年齡、體質(zhì)指數(shù)、吸煙、飲酒、糖尿病、高血壓、致傷機制[高能量損傷(包括道路交通傷、高處墜落傷、劇烈運動摔傷等),低能量損傷(包括站立高度跌倒、輕微碰撞等)]、Garden分型[1]、骨折至手術(shù)時間、術(shù)前牽引、手術(shù)時間、術(shù)中出血量、復(fù)位質(zhì)量(術(shù)后采用Garden指數(shù)評價,復(fù)位后Garden指數(shù)155°～180°表示滿意[5])、內(nèi)固定物取出、完全負重時間、骨折部位、復(fù)位方式。

2.2股骨頭壞死診斷和分組 FNF患者入院后均接受CSF術(shù)治療,由同一?？漆t(yī)師會診和手術(shù),術(shù)后通過門診復(fù)查隨訪1年,根據(jù)《成人股骨頭壞死臨床診療指南(2016)》[6]診斷股骨頭壞死:(1)臀部、髖部或腹股溝區(qū)疼痛,偶伴膝關(guān)節(jié)疼痛,髖關(guān)節(jié)活動受限;(2)CT發(fā)現(xiàn)骨硬化帶包繞壞死骨、修復(fù)骨或表現(xiàn)為軟骨下骨斷裂;(3)蛙式位或正位X線片發(fā)現(xiàn)硬化、囊變和新月征;(3)MRI檢查T1WI局限性軟骨下線樣低信號或T2WI雙線征。具備第1項和其他任1項則診斷為股骨頭壞死。根據(jù)是否發(fā)生股骨頭壞死分為股骨頭壞死組(n=52)和無股骨頭壞死組(n=153)。

3 統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

1 FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死的單因素分析

CSF術(shù)后隨訪1年,患者均無失訪,205例FNF患者共發(fā)生52例股骨頭壞死,股骨頭壞死發(fā)生率為25.37%(52/205)。單因素分析顯示,兩組年齡、吸煙、糖尿病、高血壓、Garden分型、骨折至手術(shù)時間、復(fù)位質(zhì)量和術(shù)中出血量比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);兩組患者性別、體質(zhì)量指數(shù)、飲酒、致傷機制、術(shù)前牽引、手術(shù)時間、內(nèi)固定物取出、完全負重時間、骨折部位、復(fù)位方式比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死的單因素分析

2 FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死的多因素Logistic回歸分析

以年齡(≥60歲為“1”;<60歲為“0”)、吸煙(是為“1”;否為“0”)、糖尿病(有為“1”;無為“0”)、高血壓(有為“1”;無為“0”)、Garden分型(Ⅲ～Ⅳ型為“1”;Ⅰ～Ⅱ型為“0”)、骨折至手術(shù)時間(≥48h為“1”;<48h為“0”)、術(shù)中出血量(原值輸入)、復(fù)位質(zhì)量(不滿意為“1”;滿意為“0”)為自變量,術(shù)后股骨頭壞死(有為“1”;無為“0”)為因變量,建立多因素Logistic回歸模型。結(jié)果顯示,年齡≥60歲、吸煙、糖尿病、高血壓、Garden分型Ⅲ～Ⅳ型、骨折至手術(shù)時間≥48h、復(fù)位質(zhì)量不滿意為FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死的危險因素(P<0.05)。見表2。

表2 FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死的多因素Logistic回歸分析

3 FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死的預(yù)測模型及ROC分析結(jié)果

根據(jù)上述多因素Logistic回歸結(jié)果,建立回歸預(yù)測模型,以其參量Log(P/1-P)作為FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死的聯(lián)合預(yù)測虛擬指標,進行ROC分析(組段法),結(jié)果如下:(1)回歸預(yù)測模型/聯(lián)合預(yù)測指標Log(P/1-P):0.133+0.293×年齡+0.434×吸煙+0.788×糖尿病+0.562×高血壓+0.866×Garden分型+0.275×骨折至手術(shù)時間+0.340×復(fù)位質(zhì)量。(2)ROC分析結(jié)果:以股骨頭壞死組(n=52)為陽性樣本,以無股骨頭壞死組(n=153)為陰性樣本。ROC分析見表3。由其知:所建回歸預(yù)測模型可用于評估FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死,且具有較高的評估效能,其AUC(95%CI)為0.855(0.780～0.925),對應(yīng)的截斷值為3.961,靈敏度為0.865,特異度為0.837。見圖1。

ROC:受試者工作特征;FNF:股骨頸骨折;CSF:空心螺釘內(nèi)固定

討 論

FNF是指股骨頭下至股骨頸基底部間的骨折,內(nèi)固定手術(shù)是FNF常用治療方案,盡管CSF術(shù)相比Richard釘、伽馬釘、F釘?shù)葍?nèi)固定手術(shù),在FNF中具有操作簡便、出血量少、組織相容性好、術(shù)后可早期活動等多種優(yōu)勢,但仍然存在術(shù)后股骨頭壞死風(fēng)險[7]。股骨頭壞死是指股骨頭靜脈淤滯、動脈血供受損或中斷導(dǎo)致骨細胞和骨髓成分部分死亡引起的骨組織壞死和隨后修復(fù)過程,持續(xù)損傷-修復(fù)過程可引起股骨頭結(jié)構(gòu)改變、塌陷、變性和炎癥,導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)疼痛和功能障礙,甚至喪失勞動力,嚴重降低患者生活質(zhì)量[4]。本研究中,205例FNF患者CSF術(shù)后1年股骨頭壞死發(fā)生率為25.37%,稍高于莊至坤等[8]報道的20.67%?？赡芘c該研究對象均為中青年FNF患者有關(guān),同時也說明FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死發(fā)生率較高,因此分析其危險因素以指導(dǎo)臨床做好防范措施,降低股骨頭壞死發(fā)生率,改善FNF患者CSF術(shù)后生活質(zhì)量具有重要意義。

表3 FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死的預(yù)測效能(ROC分析結(jié)果)

本研究通過綜合分析接受CSF術(shù)治療FNF患者的臨床資料,發(fā)現(xiàn)年齡≥60歲、吸煙、糖尿病、高血壓、Garden分型Ⅲ～Ⅳ型、骨折至手術(shù)時間≥48h、復(fù)位質(zhì)量不滿意為FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死的危險因素,分析如下。(1)年齡:本研究結(jié)果顯示,年齡≥60歲的FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死危險增加,分析是與老年人群身體狀況差有關(guān),FNF會影響股骨頭的血液供應(yīng),而老年人群多伴有基礎(chǔ)疾病、骨質(zhì)疏松等影響骨生長疾病和營養(yǎng)不良,CSF術(shù)后不能有效促進骨生長,導(dǎo)致股骨頭壞死危險增加。(2)吸煙:本研究結(jié)果顯示,吸煙的FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死危險增加。分析與長期吸煙能損害血液循環(huán)系統(tǒng)有關(guān)[9]。股骨頭壞死又稱股骨頭缺血性壞死,因股骨頭血供受損或中斷引起[4]。研究表明,長期吸煙可引起大量尼古丁在體內(nèi)蓄積,不僅影響血脂代謝,還能損傷血管內(nèi)膜,加速動脈粥樣硬化,導(dǎo)致微循環(huán)功能障礙,不能及時為股骨頭提供血液養(yǎng)分,增加股骨頭壞死風(fēng)險[10]。同時含有7000多種化合物的煙草煙霧直接和間接地通過影響腸道微生物群和磷酸鈣平衡、核因子κB受體活化因子/核因子κB受體活化因子配體/骨保護素通路等,加速鈣質(zhì)流失和影響股骨頭修復(fù),進而增加股骨頭壞死風(fēng)險[11]。(3)糖尿病:本研究結(jié)果顯示,合并糖尿病的FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死危險增加,分析與糖尿病作為全身性疾病能導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)病變有關(guān)。骨骼是糖尿病慢性并發(fā)癥受累的器官之一,糖尿病患者葡萄糖代謝紊亂能直接影響骨骼代謝和導(dǎo)致鈣、磷代謝紊亂,增加骨脆性,影響股骨頭修復(fù)而增加股骨頭壞死風(fēng)險[12]。同時糖尿病作為一種代謝性疾病,可導(dǎo)致脂類代謝紊亂和炎癥,加速動脈粥樣硬化,導(dǎo)致微循環(huán)功能障礙,影響股骨頭修復(fù)而增加股骨頭壞死風(fēng)險[13]。(4)高血壓:本研究結(jié)果顯示,合并高血壓的FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死危險增加,分析與合并高血壓的FNF患者股骨頭血供更差有關(guān)[14]。高血壓與內(nèi)膜功能受損密切相關(guān),同時高血壓也能通過促進血管活性胺釋放,促進血管內(nèi)皮細胞損傷,加速動脈粥樣硬化進展,進而影響全身血供[15]。動物實驗顯示,高血壓大鼠股骨頭中骨細胞凋亡數(shù)量顯著增加,是股骨頭壞死發(fā)展的重要組成部分[16]。(5)Garden分型:本研究結(jié)果顯示,Garden分型Ⅲ～Ⅳ型的FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死危險增加。Garden分型是臨床常用的FNF分型方法,Ⅰ～Ⅱ型為無移位骨折,Ⅲ～Ⅳ型為移位骨折,Garden分型Ⅲ～Ⅳ型的FNF患者由于骨折斷端移位較多,骨折損傷嚴重,CSF術(shù)中骨折端反復(fù)的旋轉(zhuǎn)、牽拉復(fù)位可能再次損害股骨頭血供和周圍組織,增加股骨頭壞死風(fēng)險[17-18]。(6)骨折至手術(shù)時間:本研究結(jié)果顯示,骨折至手術(shù)時間≥48h的FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死危險增加,分析與骨折至手術(shù)時間越長股骨頭血供越長有關(guān)?！冻扇斯晒穷i骨折診治指南》指出[1],應(yīng)在入院后48h內(nèi)盡快手術(shù)修正骨折后血管扭曲和痙攣,減輕FNF后關(guān)節(jié)囊內(nèi)壓力,恢復(fù)股骨頭血供,進而減輕患者疼痛和降低術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率。另有研究報道,骨折≤24h內(nèi)實施內(nèi)固定有助于改善FNF患者髖功能和生活質(zhì)量[19]。(7)復(fù)位質(zhì)量:復(fù)位質(zhì)量是Garden[5]于1971年提出的一個用于評價FNF患者骨折復(fù)位質(zhì)量的標準,正常股骨頸在正位X線片上表現(xiàn)為上股骨干內(nèi)緣與股骨頭內(nèi)側(cè)壓力骨小梁的夾角呈160°,當該角度>180°或<150°則表現(xiàn)為嚴重髖外翻或髖內(nèi)翻,因此Garden將復(fù)位后Garden指數(shù)為155°～180°定義為滿意。本研究結(jié)果顯示,復(fù)位質(zhì)量不滿意的FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死危險增加1.005倍。分析是復(fù)位質(zhì)量不滿意的FNF患者存在嚴重的髖外翻或髖內(nèi)翻,會增加骨折表面的剪切應(yīng)力,影響股骨頭周圍血運的重建而增加股骨頭壞死風(fēng)險;同時嚴重的髖外翻或髖內(nèi)翻也會導(dǎo)致股骨頭表面應(yīng)力集中和內(nèi)部骨小梁超微結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整[20],影響股骨頭修復(fù)而增加股骨頭壞死風(fēng)險。

最后本研究針對FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死的危險因素構(gòu)建了聯(lián)合預(yù)測模型,并經(jīng)ROC分析顯示:該回歸預(yù)測模型對FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死有較高的評估效能,AUC(95%CI)為0.855(0.780～0.925)。本研究存在一定的局限性,樣本量較小,且隨訪時間較短,后期將進行多中心、大樣本量、增加隨訪時長的更深入研究。

綜上所述,年齡≥60歲、吸煙、糖尿病、高血壓、Garden分型Ⅲ～Ⅳ型、骨折至手術(shù)時間≥48h、復(fù)位質(zhì)量不滿意可增加FNF患者CSF術(shù)后股骨頭壞死風(fēng)險,根據(jù)危險因素構(gòu)建的聯(lián)合預(yù)測模型對患者CSF術(shù)后股骨頭壞死具有良好的區(qū)分度及較高的評估效能。

作者貢獻聲明：鄭美亮:研究設(shè)計、論文撰寫;李克鵬:病例收集、資料整理;帖小佳:病例收集、研究實施;薛宏偉:數(shù)據(jù)統(tǒng)計、研究實施