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老年全膝关节置换术后股骨假体周围骨折的危险因素及预测模型

2024-02-06 88 上传者：管理员

摘要：目的探讨老年全膝关节置换术（TKA）后股骨假体周围骨折（PFF）的危险因素并构建预测模型，为临床术后PFF的预防提供参考。方法回顾性分析2016年10月至2021年10月空军军医大学第一附属医院骨科收治的537例行TKA治疗的老年患者的临床资料。统计随访期间PFF的发生情况，收集临床资料。二元Logistic回归分析老年TKA后PFF的危险因素，基于危险因素构建老年TKA后PFF的预测模型。受试者工作特征（ROC）曲线和Hosmer-Lemeshow(H-L)检验预测模型的区分度和校准度。结果患者出院后随访12～72个月，中位时间47个月。随访期间31例（5.77%）患者发生PFF。年龄、骨质疏松、帕金森病、股骨前切迹（AFN）是老年TKA后PFF的危险因素（P<0.05），假体十字固位、骨水泥固定是保护因素（P<0.05）。H-L检验结果显示，老年TKA后PFF的风险预测模型具有较好的校准度（P>0.05）;ROC曲线分析显示，老年TKA后PFF的风险预测模型具有较高的区分度（曲线下面积为0.858,95%CI:0.826～0.887），敏感度为83.87%，特异度为88.34%。结论老年TKA后PFF的发生风险较大，应针对高危因素进行防范，根据高危因素建立的预测模型具有较好的预测效能。

关键词：
TKA
全膝关节置换术
危险因素
股骨假体周围骨折
预测模型
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随着老龄化、社会经济发展以及人们对生活质量要求的提高，全膝关节置换术（total knee arthroplasty,TKA）已经成为终末期膝关节骨性关节炎的首选治疗方式，其可有效缓解患者疼痛程度，改善功能状态和生活质量，因此，接受TKA治疗的老年患者不断增多[1]。股骨假体周围骨折（periprosthetic femoral fracture,PFF）是TKA后常见的严重并发症之一，好发于髁上区域，多由低能量创伤导致。随着TKA数量的增加以及TKA后患者寿命的延长，PFF的发生率也不断增加，严重影响手术效果和患者生活质量，且目前缺乏有效的治疗方法[2]。因此，识别PFF的风险因素，早期预防TKA后PFF的发生十分重要。鉴于此，本研究分析TKA后PFF的危险因素，并构建相关风险预测模型，以期为临床预防PFF提供参考。

1、资料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析2016年10月至2021年10月空军军医大学第一附属医院骨科收治的537例行TKA治疗的老年患者的临床资料。纳入标准：①符合TKA手术适应证；②年龄在60周岁以上。排除标准：①骨折、化脓性关节炎后遗症或接受翻修手术；②高能量创伤导致的PFF；③术中骨折、侧副韧带损伤、假体周围感染；④术后失访。患者术后随访截至2022年10月，统计随访期间PFF的发生情况。PFF诊断标准：发生在股骨、胫骨、髌骨和膝关节平面15 cm内或假体柄上方5 cm内的骨折[3]。本研究已经获得我院医学伦理委员会批准（Z162051）。

1.2 方法

收集患者年龄、性别、BMI、损伤侧别、病因（类风湿关节炎、骨关节炎）、基础疾病（高血压、2型糖尿病、高脂血症、心血管疾病、骨质疏松、帕金森病和脑卒中）、皮质类固醇使用史、TKA手术史、德约-查尔森合并症指数（djor-charson complication index,DCCI)[4]、手术时间、手术入路、假体设计、假体固定方式、术后并发症（局灶性骨质溶解、膝关节僵硬）、术后住院时间、影像学检查结果[手术前后股骨远端外侧角（lateral distal femoral angle,LDFA）差值、术后股骨远端宽度（distal femoral width,DFW）/假体股骨远端宽度（prosthesis distal femoral width,PDFW）值、股骨假体屈曲角（femoral prosthesis flexion angle,FPFA）、股骨前切迹（anterior femoral notch,AFN）]。LDFA是解剖股骨轴和股骨远端关节线间的横向角。DFW是股骨远端平行于股骨远端关节线的最长距离。PDFW为假体股骨远端平行于股骨远端关节线的最长距离。FPFA是矢状股骨轴与股骨假体矢状面之间的后角。AFN为股骨前皮质和股骨远端前切线之间的深度[5],AFN分级：Ⅰ级，侵犯股骨前皮质外侧表层；Ⅱ级，侵犯股骨前皮质内外表层；Ⅲ级，侵犯髓管25%～50%；Ⅳ级，侵犯髓管>50%[6]。

1.3 统计学分析

采用SPSS 25.00统计软件进行数据分析，呈正态分布的连续变量以均数±标准差（±s）表示，采用Student-t检验;呈偏态分布的连续变量以中位数[M(P25,P75）]表示，采用非参数检验。分类变量以率（%）表示，采用χ2检验。二元Logistic回归分析老年TKA后PFF的危险因素，基于危险因素构建老年TKA后PFF的预测模型。受试者工作特征（receiver operating characteristic,ROC）曲线和Hosmer-Lemeshow(H-L）检验预测模型的区分度和校准度。双侧检验水准α=0.05。P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1 影响老年TKA后发生PFF的单因素分析

患者术后随访12～72个月，中位时间47个月。随访期间31例（5.77%）发生PFF，将其设为PFF组，其余506例患者设为非PFF组。PFF组患者年龄、DFW/PDFW值、AFN大于非PFF组（P<0.05），且女性、右侧损伤、类风湿关节炎、骨质疏松、高脂血症、帕金森病、皮质类固醇使用史、局灶性骨质溶解、膝关节僵硬、TKA手术史、AFNⅢ～Ⅳ级患者比例高于非PFF组（P<0.05），假体十字固位设计、骨水泥固定患者比例低于非PFF组（P<0.05），见表1。

2.2 影响老年TKA后发生PFF的Logistic回归分析

以是否发生PFF为因变量，单因素分析中有统计学差异的指标为自变量，赋值见表2。逐步后退法进行自变量的选择和剔除，结果显示，年龄、骨质疏松、帕金森病、AFN是老年TKA后PFF的危险因素（P<0.05），假体十字固位设计、骨水泥固定是其保护因素（P<0.05），见表3。

2.3 老年TKA后发生PFF的预测模型建立和验证

建立预测模型为Logit(P)=6.713+1.268×（年龄）+0.815×（骨质疏松）+0.632×（帕金森病）+0.436×（AFN)-0.385×（假体设计）-0.269×（假体固定方式），拟合优度Nagelkerke R2为0.503。ROC曲线分析显示，上述预测模型预测老年TKA后PFF的曲线下面积(area under the curve,AUC)为0.858(95%CI:0.826～0.887,P<0.001），敏感度、特异度分别为83.87%、88.34%，见图1，表明构建的风险预测模型具有较好的区分度。H-L检验P=0.085，说明该预测模型预测的结果与实际结果无统计学差异。

3、讨论

老年患者多患有骨质疏松，随着老年人口的不断增加，TKA数量以及TKA后PFF的发生率也不断增加，给临床治疗带来巨大的挑战和压力[7]。目前国内缺乏TKA后PFF的流行病学调查，国外初次报道TKA后PFF的发生率为0.3%～2.5%[8]。Welch等[9]回顾了1994年至2010年4 943例行TKA的患者，发现PFF的发生率为0.42%(21/4 943）；近期美国一项报道显示，初次接受TKA治疗的患者术后90 d内PFF的发生率为4.2%(29/684)[10]。本研究结果显示，老年TKA后PFF的发生率为5.77%(31/537），高于早期报道[8,9]，符合PFF患病率不断增加的趋势，与Herndon等[10]报道结果接近。

表1 影响老年TKA后发生PFF的单因素分析结果

表2 变量赋值

表3 老年TKA后PFF的Logistic回归方程

图1 预测模型的ROC曲线

PFF的病因复杂，被认为是多种因素共同作用的结果，与术后假体股骨对股骨髁应力遮挡、术区血供差不能满足假体周围骨重建、股骨和假体应力分布不均、骨质量下降和骨溶解、术中过度损伤、假体力线不对称导致假体内翻等有关[11]。本研究结果显示，年龄作为不可控因素与老年TKA后PFF的发生密切相关，其次是骨质疏松、帕金森病、AFN、假体设计、假体固定方式。Pornrattanamaneewong等[5]认为年龄是PFF的独立危险因素，当年龄>75岁时，单独预测PFF的AUC可达0.806(95%CI:0.700～0.912），敏感度和特异度分别为75.00%、78.10%。Canton等[12]系统评价显示，高龄是PFF的主要风险因素，这与高龄增加跌倒和骨质疏松风险有关。骨质疏松被认为是导致PFF的最关键因素之一。Bernatz等[13]指出，约1/4的TKA患者存在骨质疏松，骨质疏松患者无法达到足够的骨折固定稳定性，不具备完全承重的能力，因此，当骨质疏松患者植入金属假体后，机械稳定性低于无骨质疏松患者，发生假体周围骨折的风险大增[14]。帕金森病会导致步态和行走姿势异常，增加跌倒和PFF的发生风险。黄加强等[15]指出，合并帕金森病的高龄TKA患者术后髋关节翻修率明显高于无帕金森病患者（31.2%vs.10.8%），其中80%的翻修手术原因为PFF。Hsiue等[16]也指出，帕金森病患者接受关节置换术后，再住院翻修手术风险明显增加；Redondo-Trasobares等[17]认为帕金森病是初次TKA患者发生PFF的风险因素。

本研究结果显示，假体十字固位设计与PFF的发生密切相关，PFF组患者十字固位比例低于非PFF组，表明十字固位有助于稳定股骨远端假体。Delasotta等[18]报道采用后稳定、十字固位或半约束的患者术中PFF的发生率分别为0.32%、0和3.13%。AFN与PFF的关系尚存有一定争议。Puranik等[19]报道指出，有21%的TKA患者存在不同程度AFN，但AFN与TKA术后2年内PFF的发生无相关性。本研究认为AFN是导致股骨髁上骨折的原因，AFN会增加接受TKA治疗患者PFF的发生风险。生物力学研究发现，AFN可降低股骨远端扭转负荷，导致假体植入失败[20]，存在AFN的TKA患者PFF的发生风险较无AFN患者高出17倍[21]。本研究结果显示，TKA中采用骨水泥固定可降低PFF的发生风险，骨水泥固定是PFF的保护因素。Herndon等[10]认为TKA术中使用骨水泥或带环柄可降低PFF的发生率；Berliner等[22]也认为骨水泥股骨柄可降低全髋关节置换术后假体周围骨折的风险。骨水泥有助于假体和骨之间形成机械性结合，达到早期稳定效果，TKA术中使用骨水泥固定在增强早期固定强度方面具有一定优势，而非骨水泥固定发生假体偏转的风险较大，会增加术中和术后早期PFF的发生风险[23,24]。

本研究基于上述危险因素构建老年TKA后PFF的风险预测模型，通过ROC曲线验证风险预测模型的预测效果，AUC为0.858，说明该模型具有良好的预测能力。临床医护人员应给予针对性的干预，以降低PFF的发生风险。对于高龄和合并骨质疏松、帕金森病的患者应高度警惕TKA后PFF的发生风险，积极给予抗骨质疏松药物、抗胆碱或促进多巴释放的药物，以治疗和控制原发病。另外，术中应注意在股骨远端保留尽量多的骨骼，给予骨水泥固定，并避免AFN，以降低PFF的发生风险。

综上，年龄、骨质疏松、帕金森病、AFN是老年TKA后PFF的危险因素，假体十字固位设计、骨水泥固定是保护因素，临床应高度重视具有高危因素的患者，采取积极的预防措施，以降低PFF的发生率。然而本研究为回顾性研究，尚需进一步进行多中心、前瞻性研究加以证实。

参考文献:

[11]李二亮,王文己,韩兴文,等.全膝关节置换术后股骨假体周围骨折的研究进展[J].骨科,2019,10(1):78-84.

[15]黄加强,夏红,陈颜亮,等.合并帕金森综合征的高龄股骨颈骨折初次髋关节置换术后假体生存分析[J].中南大学学报(医学版),2019,44(5):555-561.

[23]安明,董川,陈佳,等.骨水泥与非骨水泥固定在初次全膝关节置换术中的应用:系统评价和meta分析[J].中华骨与关节外科杂志,2020,13(1):28-34.

基金资助:陕西省重点研发项目(2017SF-021);

文章来源:朱萌,胡学昱,赵婷婷等.老年全膝关节置换术后股骨假体周围骨折的危险因素及预测模型[J].局解手术学杂志,2024,33(02):157-161.