心率變異性預(yù)測(cè)胸腰椎骨折患者術(shù)后并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)

崔紅 汪林 周敏 王江南

所有鈍性創(chuàng)傷患者中，胸腰椎骨折發(fā)生率高達(dá)6.9%，包括從低能量椎體壓縮骨折到高能量骨折脫位，導(dǎo)致患者癱瘓、疼痛、畸形和功能喪失等并發(fā)癥[1-2]?；颊呦嚓P(guān)并發(fā)癥可能起始于直接或繼發(fā)性創(chuàng)傷，或繼發(fā)于手術(shù)治療結(jié)果。而預(yù)測(cè)術(shù)后并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于優(yōu)化圍術(shù)期管理至關(guān)重要。自主神經(jīng)系統(tǒng)能間接 ( 通過(guò)增強(qiáng)交感神經(jīng)張力，促進(jìn)破骨細(xì)胞分化，抑制成骨細(xì)胞增殖 ) 和直接 ( 作用于骨細(xì)胞或激活神經(jīng)遞質(zhì)擴(kuò)散參與骨骼細(xì)胞上腎上腺素能受體 )影響骨骼系統(tǒng)[3]。因此，反映自主神經(jīng)系統(tǒng) ( 副交感和交感神經(jīng)系統(tǒng) ) 的平衡指標(biāo) —— 心率變異性( heart rate variability，HRV ) 被發(fā)現(xiàn)與骨折風(fēng)險(xiǎn)及術(shù)后并發(fā)癥相關(guān)[4-5]。此外，HRV 也是評(píng)估生理系統(tǒng)穩(wěn)定性或脆弱性參數(shù)，其降低表明機(jī)體平衡狀態(tài)嚴(yán)重受損，對(duì)壓力源脆弱性增加[6]。50% 的胸腰椎骨折會(huì)出現(xiàn)脊髓、髓錐和 ( 或 ) 神經(jīng)根損傷，表現(xiàn)出神經(jīng)功能缺損、截癱或馬尾綜合征等神經(jīng)損傷并發(fā)癥[7]。因此，假設(shè) HRV 能有效反映胸腰椎骨折患者當(dāng)下生理系統(tǒng)穩(wěn)定性及對(duì)損傷和 ( 或 ) 手術(shù)脆弱性并可能預(yù)測(cè)術(shù)后并發(fā)癥。對(duì) 2019 年 11 月至 2023 年 1 月間收治的 212 例胸腰椎骨折患者行術(shù)前 HRV 評(píng)估并探討與術(shù)后并發(fā)癥關(guān)系，旨在為探索預(yù)測(cè)患者術(shù)后并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)的特異性指標(biāo)。

資料與方法

一、納入標(biāo)準(zhǔn)與排除標(biāo)準(zhǔn)

1. 納入標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 年齡 ＞ 18 歲者；( 2 ) X 線、CT 及 MRI 檢查確診為新鮮胸腰椎骨折者。

2. 排除標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 病理性胸腰椎骨折或脊柱手術(shù)史者；( 2 ) 強(qiáng)直性脊柱炎或類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎者；( 3 ) 椎管狹窄或脊柱畸形者；( 4 ) 心律失常、近期使用 β 受體阻滯劑者；( 5 ) 帕金森病、全因性癡呆、中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤和腦卒中偏癱者；( 6 ) 長(zhǎng)期服用鎮(zhèn)靜劑或其它精神疾病藥物者；( 7 ) 甲狀腺或腎上腺疾病者。

二、一般資料

本組共納入 212 例，平均年齡 ( 69.57±10.50 )歲；男 67 例 ( 31.6% )，女 145 例 ( 68.4% )；查爾森合并癥指數(shù) ( Charlson comorbidity index，CCI )1.50±0.75；損傷機(jī)制：34 例 ( 16.0% ) 低能量損傷，178 例 ( 84.0% ) 高能量損傷；骨折部位：T1～104 例 ( 1.9% )，T11～L2179 例 ( 84.4% )，L3～529 例( 13.7% )；骨折數(shù)：?jiǎn)伟l(fā) 152 例 ( 71.7% )，多發(fā) 60 例( 28.3% )；骨折形態(tài)：爆裂性 132 例 ( 62.3% )，壓縮性 55 例 ( 25.9% )，脫位性 25 例 ( 11.8% )；平均手術(shù)時(shí)間 ( 225.95±28.96 ) min，術(shù)中失血量( 577.21±123.588 ) ml；手術(shù)類型：微創(chuàng)手術(shù) 76 例( 35.8% )，開(kāi)放手術(shù) 136 例 ( 64.2% )。本研究所有患者均知情同意，并經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn) ( 批準(zhǔn)號(hào) LAEY-2020-032 )。

三、數(shù)據(jù)收集

1. 一般臨床資料：包括年齡，性別，CCI，損傷機(jī)制，骨折部位，骨折數(shù)量，骨折形態(tài)，手術(shù)時(shí)間，術(shù)中失血量和手術(shù)類型。

2. 術(shù)后并發(fā)癥：術(shù)后并發(fā)癥定義為不利患者術(shù)后恢復(fù)和 ( 或 ) 需要藥物或外科手術(shù)治療，時(shí)間范圍在術(shù)后 3 個(gè)月內(nèi)并分為非手術(shù)并發(fā)癥 ( 尿路感染、肺炎、譫妄、神經(jīng)性疼痛、消化道出血、壓力性損傷、腦卒中和其它 ) 和手術(shù)并發(fā)癥 ( 傷口感染、硬膜外血腫和其它 )。其中，譫妄診斷使用中文版 3 分鐘譫妄診斷量表[8]。腦卒中和硬膜外血腫通過(guò)腦部MRI 或 CT 進(jìn)行診斷。

3. 術(shù)前 HRV 測(cè)量：患者于術(shù)前 1 天佩戴 12 導(dǎo)聯(lián)動(dòng)態(tài)心電監(jiān)護(hù)儀 ( 型號(hào)：DMS300-4A，北京迪姆軟件有限公司 ) 24 h。為防止運(yùn)動(dòng)干擾 HRV，在記錄過(guò)程中要求患者盡可能放松并躺在病床上。動(dòng)態(tài)心電圖監(jiān)測(cè)記錄被傳輸?shù)絼?dòng)態(tài)心電圖分析系統(tǒng)并使用相同軟件進(jìn)行分析。HRV 參數(shù)由 Holter 軟件自動(dòng)記錄為數(shù)值數(shù)據(jù)。本研究在頻域 ( 功率譜密度 ) 中分析HRV，指標(biāo)包括極低頻 ( very low frequency，VLF，＜0.04 Hz )、低頻 ( low frequency，LF，0.04～0.15 Hz )、高頻 ( high frequency，HF，0.15～0.40 Hz ) 和 LF / HF比值。

四、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用 SPSS 22.0 和 R 4.1.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)數(shù)資料用率表示。計(jì)量資料采用x-±s表示，采用單因素方差分析，兩兩比較采用 LSD-q檢驗(yàn)。采用單因素和多因素的 Logistic 回歸分析術(shù)后并發(fā)癥的危險(xiǎn)因素。使用受試者操作特征 ( receiver operating characteristic，ROC ) 曲線分析并計(jì)算曲線下的面積 ( area under the curve，AUC )。P＜ 0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況

非手術(shù)并發(fā)癥 88 例 ( 41.5% )，包括：尿路感染52 例，肺炎 31 例，譫妄 16 例，神經(jīng)性疼痛 7 例，消化道出血 5 例，壓力性損傷 5 例，腦卒中 3 例，其它 10 例。手術(shù)并發(fā)癥 26 例 ( 12.3% )，包括：傷口感染 14 例 ( 淺 8 例，深 6 例 )，硬膜外血腫3 例，其它 9 例。術(shù)后總體并發(fā)癥發(fā)生率為 46.7%( 99 / 212 )，共有 58 例出現(xiàn) 1 個(gè)并發(fā)癥，26 例出現(xiàn)2 個(gè)并發(fā)癥，15 例出現(xiàn) 3 個(gè)及以上并發(fā)癥。最常見(jiàn)的非手術(shù)和手術(shù)并發(fā)癥分別是尿路感染和傷口感染。

二、不同數(shù)量的術(shù)后并發(fā)癥患者 HRV 參數(shù)分析

與無(wú)并發(fā)癥患者相比，術(shù)后不同數(shù)量的并發(fā)癥患者 HRV 參數(shù) VLF、LF、HF 和 LF / HF 比值均降低 (P＜ 0.05 )；組間比較，3 個(gè)及以上術(shù)后并發(fā)癥患者 VLF、LF、HF 和 LF / HF 比值低于 1 個(gè)術(shù)后并發(fā)癥患者 (P＜ 0.05 )；2 個(gè)術(shù)后并發(fā)癥患者 VLF 低于1 個(gè)術(shù)后并發(fā)癥患者 (P＜ 0.05 ) ( 表 1 )。

三、單因素 Logistic 回歸分析

單因素 Logistic 回歸分析結(jié)果顯示：( 1 ) 年齡，CCI，損傷機(jī)制，骨折數(shù)，骨折形態(tài)，手術(shù)時(shí)間，手術(shù)類型，HRV 參數(shù) VLF、LF、HF 和 LF / HF 比值是患者術(shù)后總體并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)因素 (P＜ 0.05 )；( 2 ) 年齡，CCI，損傷機(jī)制，手術(shù)時(shí)間，手術(shù)類型，HRV參數(shù) VLF、LF、HF 和 LF / HF 比值是患者術(shù)后非手術(shù)并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)因素 (P＜ 0.05 )；( 3 ) CCI，損傷機(jī)制，骨折形態(tài)，手術(shù)類型，HRV 參數(shù) VLF、LF、HF和 LF / HF 比值是患者術(shù)后手術(shù)并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)因素 (P＜0.05 ) ( 圖 1 )。

四、基于 HRV 參數(shù)的多因素 Logistic 回歸模型分析

多因素 Logistic 回歸分析結(jié)果顯示：VLF 和LF / HF 比值是術(shù)后總體并發(fā)癥，術(shù)后非手術(shù)并發(fā)癥和術(shù)后手術(shù)并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素 (P＜ 0.05 )( 表 2 )。

圖1 單因素 Logistic 回歸模型分析結(jié)果的森林圖Fig.1 Forest plot of the results of the analysis of the one-factor Logistic regression model

五、HRV 參數(shù) VLF 和 LF / HF 比值的 ROC曲線分析

HRV 參數(shù) VLF 在診斷術(shù)后總體并發(fā)癥、術(shù)后非手術(shù)并發(fā)癥和術(shù)后手術(shù)并發(fā)癥的 AUC 分別為 0.842( 0.752～0.895 )、0.889 ( 0.847～0.932 ) 和 0.801( 0.746～0.856 ) ( 圖 2a )。LF / HF 比值在診斷術(shù)后總體并發(fā)癥、術(shù)后非手術(shù)并發(fā)癥和術(shù)后手術(shù)并發(fā)癥的AUC 分別為 0.874 ( 0.840～0.908 )、0.817 ( 0.754～0.880 ) 和 0.802 ( 0.743～0.855 ) ( 圖 2b )。

討 論

胸腰椎骨折通常繼發(fā)于高能量損傷，加上多發(fā)損傷和合并癥及手術(shù)創(chuàng)傷，患者術(shù)后并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)較高。薈萃分析發(fā)現(xiàn)胸腰椎骨折手術(shù)患者所有不良事件發(fā)生率為 32.6%，其中肺炎、尿路感染、傷口感染和敗血癥最常見(jiàn)[9]。手術(shù)治療且術(shù)后穩(wěn)定的胸腰椎骨折患者總體并發(fā)癥發(fā)生率高達(dá) 79% ( 輕微30%，嚴(yán)重 49% )，其中尿路感染，傷口感染和肺部感染 ( 5% ) 最常見(jiàn)[10]。另外一項(xiàng)研究報(bào)道胸腰椎骨折患者術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率為 56%，其中尿路感染，神經(jīng)性疼痛，肺炎，譫妄和腸梗阻最常見(jiàn)[11]。本研究總體術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率為 46.7%，低于 Ghobrial等[9]和 Dimar 等[10]學(xué)者結(jié)果，高于 Glennie 等[11]學(xué)者結(jié)果；此外，術(shù)后并發(fā)癥最常見(jiàn)是尿路感染和肺炎，這些研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)胸腰椎骨折手術(shù)患者高術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率。因此，充分、準(zhǔn)確地術(shù)前評(píng)估術(shù)后并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)，有助于制訂診療計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)更好術(shù)后康復(fù)。

表1 不同數(shù)量的并發(fā)癥患者 HRV 參數(shù)比較Tab.1 Comparison of HRV parameters in patients with different number of complications

表2 基于 HRV 參數(shù)的多因素 Logistic 回歸模型分析結(jié)果Tab.2 Results of multifactor Logistic regression model analysis based on HRV parameters

圖2 HRV 參數(shù) VLF 和 LF / HF 比值的 ROC 曲線Fig.2 ROC curves for HRV parameter VLF and LF / HF ratio

這項(xiàng)研究主要發(fā)現(xiàn) HRV 參數(shù) VLF 和 LF / HF比值降低會(huì)增加胸腰椎骨折手術(shù)患者術(shù)后并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)，包括術(shù)后非手術(shù)及手術(shù)并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。與之結(jié)果相一致的是，最新薈萃分析揭示術(shù)前 HRV 參數(shù)與各種手術(shù)患者術(shù)后肺部感染、疼痛、心血管并發(fā)癥、全因短期病死率和住院時(shí)間相關(guān)[12]。此外，少量骨科領(lǐng)域研究也證實(shí) HRV 參數(shù) VLF 和 LF / HF 比值降低與骨折風(fēng)險(xiǎn)和術(shù)后并發(fā)癥相關(guān)[4-5,13]。VLF 降低與白介素-6 ( interleukin 6，IL-6 )、IL-8、IL-10 和IL-13 等細(xì)胞因子增加有關(guān)[14]，反映機(jī)體免疫 - 炎癥擾動(dòng)狀態(tài)。而這些細(xì)胞因子增加與胸腰椎骨折患者術(shù)后切口感染相關(guān)[15]。此外，VLF 降低與腎素 -血管緊張素系統(tǒng)張力[16]和血管舒縮功能[17]降低相關(guān)。而口服血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑的脊柱骨折手術(shù)患者骨折愈合率和神經(jīng)功能[18]。創(chuàng)傷會(huì)損傷血管，激活外源性凝血系統(tǒng)，不同程度破壞微循環(huán)以及創(chuàng)傷性應(yīng)激反應(yīng)引起血液高凝狀態(tài)，導(dǎo)致血管舒縮功能障礙，這與術(shù)后譫妄、壓力性損傷和感染顯著相關(guān)。LF / HF 比值反映交感和副交感神經(jīng)活動(dòng)間實(shí)際平衡度。它們可以調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能，減少促炎細(xì)胞因子釋放，具有抗炎特性[19]。胸腰椎骨折患者因創(chuàng)傷表現(xiàn)出促炎反應(yīng)增強(qiáng)和免疫功能抑制，導(dǎo)致 LF / HF 比值降低，反映出患者機(jī)體生理系統(tǒng)不穩(wěn)定性、脆弱性以及免疫能力差，這些均會(huì)增加患者術(shù)后并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí)，本研究也觀察到VLF、LF、HF 和 LF / HF 比值降低與不同數(shù)量的術(shù)后并發(fā)癥也呈現(xiàn)級(jí)聯(lián)關(guān)系。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，VLF和 LF / HF 比值具有獨(dú)立于其它臨床特征預(yù)測(cè)術(shù)后并發(fā)癥且 ROC 曲線-AUC 值均 ＞ 0.8。因此，通過(guò)評(píng)估和定位 HRV 參數(shù) VLF 和 LF / HF 比值可能是一種對(duì)患者術(shù)后并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)分層的有效工具。

本研究存在幾個(gè)局限性：( 1 ) HRV 參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化可能更有利于揭示與術(shù)后并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)聯(lián)系；( 2 )HRV 參數(shù)作為一個(gè)臨床實(shí)際觀測(cè)值，其最佳風(fēng)險(xiǎn)截?cái)嘀敌柽M(jìn)一步明確，以便更廣泛用于臨床實(shí)踐；( 3 )需多中心和前瞻性研究來(lái)證實(shí) HRV 參數(shù)的臨床有效性和實(shí)踐性。

綜上所述，胸腰椎骨折患者術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率較高。通過(guò)評(píng)估和定位 HRV 參數(shù)能有效預(yù)測(cè)患者風(fēng)險(xiǎn)，并用于確定需要加強(qiáng)圍術(shù)期監(jiān)測(cè)和預(yù)防性治療患者。