全膝關節置換術后康復影響因素的前瞻性隊列研究

李政，胡洪波，李玉民，孫鵬霄

（陜西省渭南市中心醫院 骨2科，陜西 渭南 714000）

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全膝關節置換術后康復影響因素的前瞻性隊列研究

李政，胡洪波，李玉民，孫鵬霄

（陜西省渭南市中心醫院 骨2科，陜西 渭南 714000）

摘要：目的探討影響全膝關節置換術（TKA）患者術后康復的相關因素，為預測患者術后康復情況及制定預防控制措施提供科學依據。方法采用前瞻性隊列研究方法，選取2010年1月-2014年6月在該院住院治療并行TKA的患者310例，組成隊列資料。應用Spearman相關性分析及多元Logistic回歸的方法，分析人口學因素、臨床及手術因素對患者術后功能恢復的影響。結果310例患者中，12例因故取消或推遲手術，19例于隨訪期內脫失，最終納入綜合分析患者共279例。Spearman相關性分析結果顯示，性別、年齡、體重指數（BMI）、吸煙史、糖尿病史、低白蛋白血癥、應用靜脈血栓形成危險度（R APT）評分、基于性能的功能測試（PBT）評分、手術時間、術中出血量、術后疼痛與患者術后康復相關（P<0.05）。多元Logistic回歸結果表明，較大的年齡及BMI、糖尿病史、R APT及PBT評分較差為延長患者住院時間的危險因素；較大的年齡、糖尿病史、低白蛋白血癥為罹患術后并發癥的危險因素；較大的年齡、糖尿病史為影響術后肢體功能恢復的危險因素，R APT及PBT評分為術后肢體功能恢復的預測因子。結論TKA患者術后康復與多種因素相關。臨床應重點關注具有上述危險因素的患者，于術前及術中采取有效預防措施，促進患者康復。

關鍵詞：全膝關節置換術；功能恢復；影響因素；Logistic回歸；前瞻性隊列研究

隨著我國老齡化進程的加快，膝骨性關節炎（knee osteoarthritis，KOA）的發病率呈現逐年上升趨勢[1]。全膝關節置換術（total knee arthroplasty，TKA）是目前臨床治療重度骨性關節炎的常用手術方式[2]。TKA術后，患者康復，特別是肢體功能的恢復情況是評價手術成功與否的重要指標。如能在手術治療前根據患者具體情況，對可能影響其術后康復的風險因子進行評估和控制，對提高療效，縮短住院時間，預防術后并發癥均具有積極意義。目前國內相關研究大多采取回顧性研究設計[3]，由于該研究設計在臨床資料收集、相關指標檢測以及評判標準方面存在不可控性，從而使臨床對于TKA術后功能恢復的評估更多的止于經驗性預測。

本研究應用前瞻性隊列研究設計，從人口學因素、臨床指標、術中及術后因素4個方面評估并篩選出對患者TKA術后功能恢復有預測性的影響因素，為在臨床中制定個體化治療方案，防止術后并發癥，促進患者康復提供依據。

1　資料與方法

1.1一般資料

采用前瞻性研究設計的方法，選取2010年1月-2014年6月因單側重度膝骨性關節病于本院住院治療并行全膝關節置換術的患者310例。其中，男性118例，女性192例；年齡51～79歲，平均（65.1± 12.7）歲。所有患者經相關的臨床癥狀、查體以及影像學資料等確診為KOA[4]。所有患者無嚴重藥物過敏史，無嚴重心、肺、腎等重要器官疾病，無精神神經疾病，無慢性疼痛或長期服用阿片類藥物史。所有患者均為首次行全膝關節置換術。本研究經醫院倫理委員會批準，所有患者簽署知情同意書并享有隨時退出研究的權利。

1.2方法

1.2.1資料采集除常規病歷資料（性別、年齡、個人史、既往史、家族史等）外，所有患者手術前均測量身高、體重，并計算出體重指數（body mass index，BMI）。公式為：BMI（kg/m2）=體重（kg）/身高（m2）；進行血清白蛋白含量測定，濃度<3.5 g/dl者定義為低白蛋白血癥[5]；應用靜脈血栓形成危險度（risk assessment and predictor tool，RAPT）評分[6]和基于性能的功能測試（performance-based functional test，PBT）[7]系統預測患者術后功能恢復情況。其中，RAPT評分包含6個條目：年齡、性別、術前肢體活動情況、是否使用助行器、是否需要社區支持和家人照料，共計12分，得分越高，延遲康復的風險越低，10～12分為低風險，6～9分為中等風險，0～5分為高風險；PBT包含4個項目：定時起立-行走測試（timed up and go，TUG）、2分鐘行走測試（2 minutes’walk，2MWT）、雙手握力測試（hand grip strength，HGS）和10m自由行走測試（10-meter walking test，10mW）。記錄手術時間、術中出血量，手術后1 d采用視覺模擬評分量表（visual analogue scale，VAS）評估其軀體疼痛情況，量表共計0～10分：分值越高表示疼痛越嚴重，0分表示完全無疼痛感覺，10分表示劇烈疼痛。自變量賦值見表1。

1.2.2手術方法所有患者施行單側全膝關節置換術，術后使用相同抗生素及抗凝藥物。所有患者的手術由同一組的高年資副主任以上醫師完成。根據不同患者的實際情況選擇全身麻醉或連續硬膜外麻醉。患者取仰臥位，膝關節正中切口進入，分離皮下脂肪組織、筋膜，暴露關節囊，向外翻轉髕骨，切除增生的滑膜與部分髕下脂肪墊，松解內側關節囊與髕骨韌帶，將前后交叉韌帶與半月板全部切除，鑿除增生的骨贅，修整關節面邊緣，屈膝90°，分別對脛骨、股骨進行截骨，安裝骨水泥型人工假體，大量生理鹽水沖洗關節腔，最后放置引流管后逐層縫合。

1.2.3評價指標術后患者康復情況根據住院時間、是否發生術后感染，以及術后1年隨訪所得美國紐約特殊外科醫院的膝關節評分（the hospital for special surgery，HSS）和西安大略和麥克馬斯特大學骨關節炎評分（westernonatrioandmcmasteruniversity osteoarthritis index，WOMAC）來評價[8]。其中，HSS滿分100分，包括疼痛（30分）、功能（22分）、活動度（18分）、肌力（10分）、屈曲畸形（10分）、穩定性（10分）6個方面，得分越高，提示功能恢復越好；WOMAC共26個問題，涉及疼痛、關節活動度兩個方面，總分96分，得分越低，提示功能恢復越好。

1.3統計學方法

采用SPSS 13.0統計軟件進行數據分析，計量資料以均數±標準差（±s）表示；計數資料以率表示；單個因素與結局指標之間的相關性采用Spearman相關性分析，多元逐步非條件Logistic回歸模型分析全膝關節置換術后患者肢體功能恢復的影響因素，并計算各影響因素的比值比（odd ratio，OR）值及其95%可信區間（confidence interval，CI），以P<0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1納入研究患者的臨床資料

最初納入研究的310例患者中，12例因故取消或推遲手術，19例于隨訪期內脫失，最終進入綜合分析患者共279例。納入研究患者的臨床資料見表1、2。

表1　納入研究患者的臨床資料（計量資料）

表2　納入研究患者的臨床資料（計數資料） 例

2.2人口學因素與TKA術后康復的相關性分析

應用住院時間、術后1年并發癥發生情況、HSS評分及WOMAC評分綜合評價TKA術后患者康復情況。Spearman相關性分析結果顯示，年齡、BMI指數、糖尿病史、低白蛋白血癥與住院時間（r=0.365、0.354、0.197和0.217，P<0.05）和并發癥的發生（r= 0.173、0.167、0.381和0.483，P<0.05）呈正相關，年齡、性別、BMI、吸煙史、糖尿病史、低白蛋白血癥與術后1年HSS評分呈負相關（r=-0.269、-0.184、-0.217、-0.172、-0.303和-0.181，P<0.05），與WOMAC評分呈正相關（r=0.504、0.120、0.493、0.120、0.128 和0.131，P<0.05）。見表3。

表3　人口學因素與TKA術后康復的相關性

2.3術前肢體功能因素與TKA術后康復的相關性分析

術前肢體功能因素與TKA術后康復的相關性分析結果顯示，術前RAPT得分與住院時間、并發癥發生、WOMAC評分呈負相關（r=-0.172、-0.126、-0.513，P<0.05），與HSS評分呈正相關（r=0.492，P= 0.000）；PBT評分的4個項目中，TUG和10mW成績與住院時間（r=0.387和0.439，P<0.05）、WOMAC評分（r=0.217和0.116，P<0.05）呈正相關，與HSS評分呈負相關（r=-0.830和-0.119，P<0.05）；HGS 和2MWT成績與住院時間（r=-0.365和-0.434，P< 0.05）、WOMAC評分（r=-0.126和-0.634，P<0.05）呈負相關，與HSS評分呈正相關（r=0.123和0.215，P<0.05）。見表4。

表4　術前肢體功能因素與TKA術后康復的相關性

2.4術中及術后因素與TKA術后康復的相關性分析

分析術中及術后因素與TKA術后康復的相關性。術中出血量和術后VAS評分與住院時間呈正相關（r=0.203和0.134，P<0.05），手術時間與并發癥的發生呈正相關（r=0.120，P=0.034）；手術時間、術中出血量和術后VAS評分與HSS評分和WOMAC評分無關（P>0.05）。見表5。

表5　術中及術后因素與TKA術后康復的相關性

2.5TKA術后康復影響因素的多元Logistic回歸分析

為進一步明確各因素在住院時間、并發癥發生及肢體功能恢復中的作用，分別以住院時間、并發癥發生情況、HSS評分、WOMAC評分為因變量，以在相關性分析中P<0.05的變量為協變量擬合非條件多元Logistic回歸模型，自變量賦值見表6。自變量的篩選采用Forward conditional向前逐步法，以P= 0.05水平作為變量進入回歸模型的標準，以P=0.10作為變量排除的標準。結果顯示，除住院時間相關因素中的低白蛋白血癥、術中出血量、術后VAS評分，并發癥影響因素中的BMI、RAPT評分、手術時間，HSS評分和WOMAC評分影響因素中的性別、BMI、吸煙史，因P>0.05未納入方程外，其余各自變量均納入各自回歸方程進行分析。

60～70歲患者延遲出院、罹患術后并發癥的風險分別是<60歲患者的1.627和1.259倍，BMI≥25 kg/m2的患者延遲出院的風險是BMI<25 kg/m2患者的1.015倍，有糖尿病病史的患者延遲出院、罹患術后并發癥的風險依次升高1.871和1.224倍，低白蛋白血癥患者術后并發癥發生風險增高1.217倍，年齡、糖尿病史、低白蛋白血癥均可延遲患者術后肢體功能的恢復。此外，RAPT評分0～5分患者延遲出院風險是6～9分患者的2.597倍，是10～12分患者的5.194倍，TUG≥15s、HGS<25kg、10mW≥15s、2MWT<100m的患者延遲出院風險依次升高1.173、1.346、1.966和2.572倍。以HSS評分為因變量進行分析，RAPT評分0～5分患者延遲康復風險是6～9分患者的2.033倍，TUG≥15s、HGS<25kg、10mW≥15 s、2MWT<100 m的患者延遲出院風險依次升高2.906、1.626、1.961和2.528倍；以WOMAC評分為因變量進行分析，RAPT評分0～5分患者延遲康復風險是6～9分患者的3.840倍；TUG≥15 s、HGS<25 kg、10mW≥15 s、2MWT<100 m的患者延遲出院風險依次升高2.382、1.594、1.381和2.047倍。見表7～10。

2.6TKA術后肢體功能恢復預測因素的敏感性檢驗

以住院時間和HSS評分作為評價患者肢體功能恢復的標準，將RAPT評分和PBT評分作為預測因子，用受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC）對其敏感性進行檢驗。結果顯示，對于住院時間的預測，RAPT、HGS、2MWT、TUG、10mW對應的曲線下面積（area under the curve，AUC）分別為0.898、0.908、0.815、0.940和0.850（見附圖A、B）。對于肢體功能恢復的預測，RAPT、HGS、 2MWT、TUG、10mW對應的AUC分別為 0.892、0.915、0.843、0.907和0.819（見附圖C、D）。提示RAPT評分和PBT評分為TKA術后肢體功能恢復的可靠預測因素。

表6　變量賦值表

表7　TKA術后住院時間影響因素的Logistic回歸分析

表8　TKA術后并發癥影響因素的Logistic回歸分析

表9　TKA術后HSS評分影響因素的Logistic回歸分析

表10　TKA術后WOMAC評分影響因素的Logistic回歸分析

附圖　TKA術后肢體功能恢復預測因素的敏感性檢驗

3　討論

膝關節骨關節炎是骨科的一種常見病、多發病，多見于中老年人。人工全膝關節置換術是治療膝關節破壞性疾病的有效方法[9]，其成功關鍵在于術后肢體的功能的康復。深入了解影響TKA術后康復的危險因素及預測性指標，對及時采取預防措施，促進患者康復有重要意義。目前國內多數關于TKA的研究多為回顧性研究，在納入指標的選擇上存在局限性，且對于TKA術后康復影響因素的分析多采用描述性研究，很少應用回歸分析或借助方程模型綜合分析多種影響因素的系數和路徑。因此存在統計粗略，預測性差的弱點。

本研究采用前瞻性隊列研究的方法，綜合臨床實踐和以往研究，從人口學因素、臨床因素、術中及術后因素4個方面選取年齡、性別、BMI、吸煙史、飲酒史、皮膚病史、糖尿病史、低白蛋白血癥、RAPT得分、PBT4項測試成績、手術時間、術中出血量、術后VAS評分等16個可能影響因素。通過Spearman相關性分析對納入研究的因素進行篩選，Logistic回歸預測其風險系數，并應用ROC曲線對預測因素的敏感性進行檢驗。

TKA術后患者的康復受多種因素影響。臨床研究發現，行TKA手術的KOA患者年齡多>60歲，多數伴有糖尿病、高血壓、高脂血癥等常見的慢性疾病[10]，對功能鍛煉的依從性差[11]，不利于術后康復。本研究中發現人口學因素方面，年齡、糖尿病史與住院時間、并發癥發生及肢體功能恢復均存在相關性，年齡較大、糖尿病史為影響患者術后康復的危險因素。此外，較高的BMI為延遲出院及肢體功能恢復的危險因素，與國外一項同類研究得出的結論一致[7]。另有國外研究表明，男性和吸煙者更易出現肢體功能恢復障礙[12]，本研究中性別和吸煙史與HSS及WOMAC評分相關，但未能作為危險因素列入回歸方程，可能與種族差異和本文納入樣本量較小有關。有報道稱牛皮癬、銀屑病等皮膚疾病與類風濕性關節炎、強直性脊柱炎等骨關節疾病的活動性及預后存在相關性[13]，因此本文分析該類皮膚病與TKA術后康復的相關性，結果未發現兩者之間存在相關性。術中及術后因素方面，胡小雪等[14]研究顯示，>60%的患者因術后劇烈疼痛而影響其預后效果，本研究中分析術后VAS評分僅與住院時間存在相關性，對術后并發癥的發生及肢體功能恢復無明顯影響，分析原因可能為本研究評價的是1年后肢體功能恢復情況，距離手術時間較遠，而術后疼痛更易對近期療效產生影響。梁嘉銘[15]對TKA術后感染的一項研究表明，手術時間越長，手術出血量多，患者術后感染幾率越高。本研究中手術時間與術后并發癥發生之間存在相關性，但并未列入回歸方程，術中出血量僅與住院時間相關，可能與本研究納入患者手術時間普遍較短，出血量較少有關。RAPT得分和PBT測試被很多國外研究用來預測膝/髖關節置換術后的肢體功能恢復[16-18]，但在國內研究中卻鮮有報道。本研究中，RAPT得分和PBT測試與住院時間及患者肢體功能恢復情況均存在相關性，為肢體功能恢復的影響因素。且經ROC曲線檢驗，兩者對TKA患者術后康復具有較好的預測性。

本研究為前瞻性隊列研究，缺陷在于研究過程中存在病例脫失情況，且樣本量相對較小，缺少分層研究。優點在于臨床資料收集較為全面，檢測指標及評判標準明確，且應用ROC曲線對影響患者TKA術后功能恢復的預測性因素進行評估，所得結論可靠，可為術前預測康復風險、及時制定個體化治療方案、促進患者康復提供依據。

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（童穎丹編輯）

中圖分類號：R 687.4

文獻標識碼：B

DOI:10.3969/j.issn.1005-8982.2016.13.026

文章編號：1005-8982（2016）13-0131-07

收稿日期：2015-12-29

Preoperative prediction of functional recovery after total knee arthroplasty:a prospective cohort study

Zheng Li，Hong-bo Hu，Yu-min Li，Peng-xiao Sun
（The Second Department of Orthopedics，Weinan Central Hospital，Weinan，Shaanxi 714000，China）

Abstract:Objectives To evaluate the value of conventional factors，the Risk Assessment and Predictor Tool（RAPT）and performance-based functional tests as predictors of recovery after total knee arthroplasty （TKA）.Methods A prospective cohort study was performed in our hospital for 310 patients who underwent TKA between January 2010 and June 2014.Demographic and clinical variables were assessed and the data were analyzed by Spearman correlation analysis and multiple logistic regression analysis.Results Twelve cases of the total patients canceled or postponed the surgery，while 19 cases were lost in the follow-up period.A total of 279 cases were included in the final analysis.The results of Spearman correlation analysis showed that gender，age，body mass index（BMI），history of smoking，diabetes，hypoalbuminemia，RAPT score，score based on the performance of functional testing（PBT），operation time，intraoperative blood loss，as well as postoperative pain were significantly associated with postoperative rehabilitation（P＜0.05）.The results of multivariate logistic regression analysis indicated that elder age and higher BMI，history of diabetes，poorly RAPT and PBT scores were the risk factors for prolonged hospital stay；elder age，history of diabetes and hypoalbuminemia were the risk factors for complications；and elder age and history of diabetes were the risk factors for limb function recovery.Mostly，RAPT and PBT scores were the predictors of limb function recovery. Conclusions TKA postoperative rehabilitation is related with a variety of factors.To reduce the associated risk factors above is necessary，especially in at-risk patients.

Keywords:total knee arthroplasty；functional recovery；logistic regression；prospective cohort study