骨密度對全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)恢復(fù)的預(yù)測分析

章旭，張占豐，施晶晶，謝斌

骨密度對全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)恢復(fù)的預(yù)測分析

章旭，張占豐，施晶晶，謝斌

湖州市第一人民醫(yī)院骨科，浙江湖州 313000

探討絕經(jīng)女性患者骨密度（bone mineral density，BMD）對骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)恢復(fù)情況的預(yù)測價值。選取2019年4月至2021年12月湖州市第一人民醫(yī)院收治的骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者78例為研究對象，采用雙能X線測量患者的BMD水平，術(shù)后6個月采用美國膝關(guān)節(jié)協(xié)會評分（Keen Society score，KSS）對膝關(guān)節(jié)功能進行評估，根據(jù)KSS評分將患者分為恢復(fù)良好組（=41）和恢復(fù)不良組（=37）；采用Logistic回歸分析對患者術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)的影響因素進行評估；利用R軟件建立預(yù)測列線圖模型；繪制受試者操作特征曲線分析構(gòu)建模型的預(yù)測效能。術(shù)后6個月，非骨質(zhì)疏松患者的KSS評分均顯著高于骨質(zhì)疏松患者（<0.05）。兩組患者的年齡、病程、絕經(jīng)時間、BMD及體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（<0.05）。多因素Logistic回歸分析表明，年齡、BMI、病程、絕經(jīng)時間及BMD均是影響骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)的獨立危險因素（<0.05）。列線圖構(gòu)建關(guān)節(jié)功能恢復(fù)預(yù)測模型的曲線下面積為0.832（95%：0.762～0.883），預(yù)測的敏感度與特異性較高。絕經(jīng)女性患者BMD對骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)產(chǎn)生影響，建立的列線圖對判斷預(yù)后具有較高應(yīng)用價值。

絕經(jīng)女性；骨密度；骨關(guān)節(jié)炎；全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)；預(yù)測效能

骨關(guān)節(jié)炎是一種以關(guān)節(jié)軟骨損害為主并累及整個關(guān)節(jié)組織的疾病，最終可導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨退變、纖維化、斷裂及缺損，嚴(yán)重者可損害整個關(guān)節(jié)面[1]。骨關(guān)節(jié)炎好發(fā)于中老年人群，臨床多表現(xiàn)為關(guān)節(jié)疼痛、僵硬、肥大及活動受限等，是致殘的重要原因[2]。絕經(jīng)后女性隨著年齡的不斷增長，骨質(zhì)疏松癥伴膝骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生率呈上升趨勢，導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)運動功能受累，影響女性健康[3]。全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)是骨關(guān)節(jié)炎患者常用的治療方法，該治療方法能恢復(fù)關(guān)節(jié)功能，多數(shù)患者可從中受益，但仍有部分患者術(shù)后癥狀未能得到明顯緩解[4]。因而探索骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)恢復(fù)的預(yù)測指標(biāo)，對改善預(yù)后具有重要意義。本研究以骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者為研究對象，探討絕經(jīng)女性患者骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)恢復(fù)情況的預(yù)測因素，現(xiàn)將結(jié)果報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2019年4月至2021年12月湖州市第一人民醫(yī)院收治的骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者78例為研究對象，手術(shù)前采用雙能X線測定骨密度（bone mineral density，BMD），根據(jù)測定結(jié)果顯示骨質(zhì)疏松癥患者32例，非骨質(zhì)疏松癥患者46例。術(shù)后6個月采用美國膝關(guān)節(jié)協(xié)會評分（Keen Society score，KSS）對膝關(guān)節(jié)功能進行評估，根據(jù)KSS評分情況，將患者分為恢復(fù)良好組和恢復(fù)不良組。恢復(fù)良好組患者41例，年齡51～78歲，平均（58.89±7.89）歲；體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）19～32kg/m2，平均（20.78±3.58）kg/m2；患病時間1～9年，平均（2.41±0.35）年；絕經(jīng)時間1～3年，平均（1.67±0.26）年。恢復(fù)不良組患者37例，年齡51～79歲，平均（67.43±6.67）歲；BMI 20～31kg/m2，平均（24.48±3.26）kg/m2；患病時間1～8年，平均（4.56±0.49）年；絕經(jīng)時間1～4年，平均（4.46±0.96）年。本研究經(jīng)湖州市第一人民醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，患者或患者家屬已簽署知情同意書。

1.2 納入、排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合骨關(guān)節(jié)炎診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]；②行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)治療，且患者均可耐受；③Kellgren- Lawrence分級系統(tǒng)（KL分級）為Ⅲ～Ⅳ級；④術(shù)前完成BMD檢查（檢查部位為腰椎、髖關(guān)節(jié)）；⑤絕經(jīng)后女性。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并精神異常、骨代謝相關(guān)疾病者；②5年內(nèi)服用影響B(tài)MD的藥物或近期使用糖皮質(zhì)激素、雌激素及避孕藥者；③有嚴(yán)重的器質(zhì)性疾病、伴有自身免疫疾病或凝血功能異常者。

1.3 方法

1.3.1 手術(shù)方法 患者均行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)治療。具體方法：術(shù)前完善相關(guān)檢查，評估患者身體狀況，采用膝前側(cè)縱行切口、內(nèi)側(cè)髕旁入路，分別于關(guān)節(jié)囊、股四頭肌腱與髕韌帶部位常規(guī)注射甲潑尼龍羅哌卡因混合稀釋液，松解攣縮的韌帶、軟組織，保證兩側(cè)軟組織張力平衡。股骨與脛骨根據(jù)術(shù)前計劃完成截骨，去除周圍多余骨贅，預(yù)安裝假體完成試模。進一步確定假體與骨面匹配，給予適量的骨水泥固定。手術(shù)完成后，常規(guī)于傷口部位放置止血粉1支，放置負(fù)壓引流管1根，縫合手術(shù)切口。術(shù)后持續(xù)鎮(zhèn)痛48h，常規(guī)預(yù)防感染、深靜脈血栓等對癥支持治療，術(shù)后36～72h引流量<50ml/d則拔除引流管，并根據(jù)患者恢復(fù)情況指導(dǎo)康復(fù)鍛煉。

1.3.2 膝關(guān)節(jié)功能評估 分別于術(shù)前、術(shù)后6個月采用KSS評估膝關(guān)節(jié)功能，包括疼痛、穩(wěn)定性、活動范圍、缺陷、功能及附加項，總分100分，得分越高，膝關(guān)節(jié)功能越好[6]。

1.3.3 構(gòu)建預(yù)測模型并驗證 查閱兩組患者的病歷資料，以年齡、BMI、病程、絕經(jīng)時間及BMD為自變量，采用Logistic回歸分析對術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能改善進行評估；利用R軟件根據(jù)上述多因素分析結(jié)果，納入有統(tǒng)計學(xué)意義的指標(biāo)建立預(yù)測列線圖模型[7]。為進一步分析預(yù)測模型在骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)中的預(yù)測價值，繪制受試者操作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC曲線），分析構(gòu)建模型的預(yù)測效能。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 是否伴有骨質(zhì)疏松患者的KSS評分比較

伴或不伴有骨質(zhì)疏松患者術(shù)前的各項KSS評分比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（>0.05）；術(shù)后6個月，伴或不伴有骨質(zhì)疏松患者的各項KSS評分均顯著高于手術(shù)前（<0.05），非骨質(zhì)疏松患者的各項KSS評分均顯著高于骨質(zhì)疏松患者（<0.05），見表1。

2.2 兩組患者的一般資料比較

兩組患者的年齡、病程、絕經(jīng)時間、BMD及BMI比較差異均有統(tǒng)計意義（<0.05），見表2。

2.3 骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)的多因素Logistic回歸分析

以術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)為因變量，以年齡、BMI、病程、絕經(jīng)時間及BMD為自變量，多因素Logistic回歸分析結(jié)果顯示，年齡、BMI、病程、絕經(jīng)時間及BMD均是影響骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)的獨立危險因素（<0.05），見表3。

2.4 骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)預(yù)測模型

針對多因素Logistic回歸分析結(jié)果，構(gòu)建骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)預(yù)測模型，從列線圖結(jié)果看出，骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)得分依次為：BMD 65分，病程51分，絕經(jīng)時間60分，年齡45分，BMI 37分，見圖1。

表1 是否伴有骨質(zhì)疏松患者的KSS評分比較（，分）

注：與本組術(shù)前比較，*<0.05

表2 兩組患者的一般資料比較（）

表3 骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)的多因素Logistic回歸分析

圖1 骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)預(yù)測模型

2.5 骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)預(yù)測模型驗證

ROC曲線驗證結(jié)果表明：骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)風(fēng)險C-index為0.802，區(qū)分度較高；曲線下面積為0.832（95%：0.762～0.883），預(yù)測敏感度與特異性較高，見圖2。

圖2 骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)預(yù)測ROC曲線及校準(zhǔn)圖

A.ROC曲線；B.校準(zhǔn)圖

3 討論

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)是骨關(guān)節(jié)炎患者常用的治療方法，可緩解關(guān)節(jié)疼痛、幫助膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)，提高生活質(zhì)量[8]。既往研究表明，嚴(yán)格把握手術(shù)適應(yīng)證、術(shù)中操作精準(zhǔn)、匹配合適的假體型號及積極處理圍手術(shù)期并發(fā)癥等，均能鞏固手術(shù)效果，使多數(shù)患者從中受益[9]。但全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)屬于侵入式操作，部分患者術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)較差[10]。由于女性絕經(jīng)后雌激素生理性撤退，易引起體內(nèi)骨量減少、骨微結(jié)構(gòu)破壞，增加骨質(zhì)疏松的發(fā)生率[11]。同時，骨質(zhì)疏松患者體內(nèi)骨形成與骨吸收明顯增高，亦增加骨吸收速率。本研究中，非骨質(zhì)疏松患者手術(shù)6個月后的疼痛、穩(wěn)定性、活動范圍、缺陷、功能評分及附加項評分均優(yōu)于骨質(zhì)疏松患者，提示絕經(jīng)女性骨質(zhì)疏松對膝關(guān)節(jié)功能產(chǎn)生一定影響。

BMD是評價機體骨量的有效指標(biāo)，足夠的骨強度是維持骨骼完整性、避免骨折發(fā)生的保證，對合并骨質(zhì)疏松的患者進行關(guān)節(jié)置換難度較大[12]。調(diào)查結(jié)果表明骨質(zhì)疏松患者術(shù)中及術(shù)后發(fā)生骨折的風(fēng)險是非骨質(zhì)疏松患者的5～8倍[13]。由于骨質(zhì)疏松患者骨小梁厚度、數(shù)量減少，使假體固定難度增加。本研究顯示，年齡、BMI、病程、絕經(jīng)時間及BMD均為骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)的獨立影響因素。骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)的影響因素較多，不同因素可相互作用及影響，而絕經(jīng)女性的BMD降低是影響術(shù)后關(guān)節(jié)恢復(fù)的主要原因。骨質(zhì)疏松患者由于缺少足夠的骨強度支撐假體，導(dǎo)致術(shù)后假體更容易發(fā)生塌陷或無菌性炎癥；假體周圍應(yīng)力改變或假體磨損顆粒亦可加劇膝關(guān)節(jié)周圍的骨質(zhì)疏松[14-15]。為進一步提高骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)，本研究構(gòu)建預(yù)測模型繪制列線圖并進行驗證，結(jié)果表明該模型的預(yù)測價值較高，在臨床工作中，可根據(jù)患者術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)的預(yù)測指標(biāo)，針對性地制定相應(yīng)的措施鞏固手術(shù)效果，促進病情康復(fù)。

綜上所述，絕經(jīng)女性患者的BMD對骨關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)產(chǎn)生影響，建立的列線圖對判斷預(yù)后具有較高應(yīng)用價值。

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Predictive analysis of bone mineral density on the recovery of total knee arthroplasty

Department of Orthopaedics, Huzhou First People’s Hospital, Huzhou 313000, Zhejiang, China

To investigate the predictive value of bone mineral density (BMD) of menopausal women on the recovery of total knee arthroplasty for osteoarthritis.Seventy-eight patients with total knee arthroplasty for osteoarthritis admitted to Huzhou First People’s Hospital from April 2019 to December 2021 were selected as the study objects. BMD levels were measured by dual-energy X-ray, and knee function was assessed by Keen Society score (KSS) 6 months after surgery. Patients were divided into good recovery group (=41) and poor recovery group (=37) according to the KSS score. Logistic regression analysis was used to evaluate influencing factors for postoperative knee functional recovery. The prediction nomogram model was established by using R software. The receiver operating characteristic curve was drawn to analyze the predictive performance of the constructed model.After 6 months of surgery, KSS scores of non-osteoporosis patients were significantly higher than those of osteoporosis patients (<0.05). There were statistically significant differences in age, course of disease, time of menopause, BMD and body mass index (BMI) between the two groups (<0.05). Multivariate Logistic regression showed that age, BMI, course of disease, time of menopause and BMD were independent risk factors for joint function recovery after total knee arthroplasty for osteoarthritis (<0.05). The area under the curve of the prediction model were 0.832 (95%: 0.762-0.883), which showed high sensitivity and specificity.BMD of menopausal women has an impact on the recovery of joint function after total knee arthroplasty for osteoarthritis, and the nomogram established has a high application value in judging the prognosis.

Menopause women; Bone mineral density; Osteoarthritis; Total knee arthroplasty; Predictive effectiveness

R684

A

10.3969/j.issn.1673-9701.2023.25.004

浙江省醫(yī)藥衛(wèi)生科技計劃項目（2021KY346）；湖州市科學(xué)技術(shù)項目（2020GYB26）

張占豐，電子信箱：13717782@qq.com

（2022–10–10）

（2023–08–25）