老年股骨干骨折术后不愈合风险Nomogram模型的构建

淳德勤，杨继中，张 伟，孟来波

股骨干骨折是骨科临床的常见病和多发病，多由高能量损伤所致，重物砸压、汽车撞击等直接暴力可造成粉碎性或股骨横断骨折，高处跌落、扭转作用等间接暴力可引起螺旋或斜形骨折[1-3]。切开复位内固定是治疗老年股骨干骨折的常用术式，然而，部分老年患者由于创伤大、软组织损伤严重、全身情况较差、术后营养不良等因素，常出现骨折不愈合现象，需二次手术，一旦处理不当，将导致患者功能障碍和肢体畸形，甚至危及生命。

近年来对股骨干骨折术后不愈合的防治研究是骨科临床关注的热点[4-5]。Nomogram是一种建立在多因素回归模型基础上，由多个临床指标整合后用带有刻度的线段绘制而成，用于预测某一临床结局概率的图形，近年来在医学领域获得广泛应用[6-8]。目前在预测股骨干骨折愈合方面，尚未形成有效一致的科学模型，基于此，本研究选取2015年7月—2018年12月收治的老年股骨干骨折手术患者作为研究对象，探讨术后不愈合的危险因素，同时构建风险预测Nomogram模型，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 研究对象

纳入标准：①年龄≥60岁；②经CT和MRI影像学检查确诊为股骨干骨折；③术前和术中均无感染迹象；④临床资料完整。排除标准：①双侧骨折；②患侧有既往骨折史；③严重骨代谢疾病；④原发性或转移性骨肿瘤引起的骨折。本研究经医院伦理委员会审批通过。

将术后至少8个月出现假关节形成、断端骨化、髓腔封闭等不愈合征象定义为术后不愈合[9]。通过门诊和电话的方式进行随访，以术后不愈合为随访终点事件，随访时间截至2020年1月，患者随访时间均≥8个月。共纳入241例老年股骨干骨折患者，年龄60～85岁，平均年龄（67.7±7.5岁），采用整群随机抽样法将患者分为建模集（n=188）和验证集（n=53）。

1.2 资料收集

资料收集的内容包括性别、年龄、体质量指数（body mass index，BMI）、吸烟史、高血压、糖尿病、冠心病、骨质疏松（双能X线吸收检测法测量T值≤—2.5）、多发伤、骨折侧别（左侧和右侧）、损伤机制（高能量损伤和低能量损伤）、损伤类型（闭合性和开放性骨折）、粉碎性骨折（骨质碎裂成3块及以上）、内固定方式（髓内钉和钉板系统）、术后负重时间（是否＜12周）及手术熟练程度（此前至少完成50例内固定手术被认为熟练；低于50例被认为不熟练）。

1.3 研究方法

1.3.1 模型建立与整体性分析 单因素分析各指标与骨折不愈合的关系，以P＜0.05为标准将各变量纳入多因素Logistic回归分析，筛选危险因素，在此基础上建立Nomogram。

1.3.2 Nomogram验证 采用Bootstrap法对建模集重复抽样1 000次进行内部验证，外部验证通过验证集完成。采用一致性指数（C-index）和H-L拟合优度检验评估Nomogram的准确性和校准度，其中C-index越接近1，H-L检验P值越高，表明模型预测准确性越高，拟合优度越好，C-index≤0.5时则表明模型无预测能力，P＜0.05则表明拟合优度较差。采用ROC曲线评估Nomogram的区分度，ROC曲线下面积（area under curve，AUC）越接近1，表明区分度越好，AUC≤0.5则表明模型无应用价值。

1.4 统计学分析

采用SPSS 22.0统计软件进行数据分析，计量资料以均数±标准差（±s）表示，两组比较采用两独立样本t检验。计数资料以例表示，比较采用卡方检验，P＜0.05为差异有统计学意义。筛选危险因素选用Logistic回归方程，采用R软件包（R3.5.3）和rms程序包建立Nomogram模型。应用caret程序包进行Bootstrap法内部验证，运用rms程序包计算C-index并绘制校正曲线图，采用ROCR及rms程序包绘制ROC曲线。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 建模集病例骨折不愈合发生率

术后平均随访时间为（1.2±0.8）年。随访期间建模集发生骨折不愈合19例，发生率为10.1%（19/188），纳入未愈合组（n=19）；正常愈合134例、延迟愈合35例，纳入愈合组（n=169）。

2.2 单因素分析

两组患者性别、BMI、吸烟史、高血压、冠心病、骨质疏松、多发伤、骨折侧别、损伤机制及内固定方式比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），而年龄、糖尿病、损伤类型、粉碎性骨折、术后负重时间及术者熟练程度比较，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表1。

2.3 多因素Logistic回归分析

以术后愈合情况为因变量，以愈合组和未愈合组单因素分析中有统计学意义的6个项目为自变量进行二分类Logistic回归分析，如表2所示，年龄≥70岁、糖尿病、开放性骨折、粉碎性骨折、术后负重时间＜12周及手术技术不熟练等6个项目是老年股骨干骨折患者术后不愈合的危险因素（P＜0.05）。

2.4 术后不愈合风险预测Nomogram模型的建立与验证

基于筛选出的6项危险因素，建立老年股骨干骨折患者术后不愈合的风险预测Nomogram模型（图1）。建模集和验证集的C-index分别为0.813和0.747，H-L偏差度检验结果分别为χ2=4.876、P=0.427和χ2=5.724、P=0.294，提示该模型具有良好的准确性和校准度（图2）；两集AUC分别为0.936（95%CI：0.915～0.957）和 0.765（95%CI：0.721～0.797），提示Nomogram模型具有良好的区分度（图3）。

表1 老年股骨干骨折患者术后愈合组和未愈合组一般资料单因素分析

表2 老年股骨干骨折患者术后不愈合多因素Logistic回归分析结果

图1 老年股骨干骨折患者术后不愈合风险预测Nomogram模型

图2 老年股骨干骨折患者术后不愈合风险预测Nomogram模型验证

图3 老年股骨干骨折患者术后不愈合风险预测Nomogram模型的ROC曲线

3 讨论

股骨干骨折内固定手术的目的在于尽可能恢复原有的骨结构和性能，术后的愈合过程可分为血肿机化期、原始骨痂期和骨痂改造期。本次研究中骨折术后不愈合的发生率为10.1%（19/188），与Ekegren等[10]报道的不愈合率相似，提示老年患者是股骨干骨折术后不愈合的高风险人群。

3.1 术后不愈合危险因素

骨折术后不愈合的影响因素较多[11-14]，本研究选取241例老年股骨干骨折患者的临床资料，筛选出术后不愈合的危险因素。

3.1.1 年龄因素 老年患者术后往往全身状况较差，同时伴有内分泌代谢异常、骨质疏松等现象，无法提供良好的营养支持，骨痂形成和生长受到影响，易发生骨折不愈合，导致住院时间延长，经济负担加重[15]；高龄患者文化程度相对较低，骨折术后易出现焦虑、烦躁、易怒等情绪，出院后对功能锻炼方法和医嘱认识不足，急于下地，过早负重；此外，骨质疏松与年龄呈正相关，骨密度和骨强度随年龄增高而降低，年龄越大，身体的协调性和平衡性也越差，极易因重心不稳而导致再次骨折的发生[16]。

3.1.2 糖尿病 胰岛素缺乏和敏感性降低会抑制成骨细胞增殖，造成骨形成减少；高渗高血糖状态增加骨钙流失，导致骨胶原蛋白质合成质量下降，骨缺损部位修复延迟，不易愈合[17]。另一方面，糖尿病视网膜病变会造成视力、视野改变，患者康复训练和负重下地时摔倒、跌伤的几率增大，从而引发再次骨折。

3.1.3 开放性骨折和粉碎性骨折 开放性骨折端软组织与皮肤或黏膜相通，常伴有大面积软组织损伤，而粉碎性骨折后形成的碎骨多于2块，骨质缺损严重，局部血液循环受阻，较轻度骨折更易发生骨折块坏死，术后坏死组织残留或软组织覆盖不佳可能会导致感染，引起骨折不愈合[18]；同时，开放性粉碎性骨折后骨折面接触面积减少，骨块之间距离过长，阻碍骨痂的生长愈合，易造成骨不连或骨折不愈合。

3.1.4 术后负重时间 部分患者功能锻炼依从性较差，在骨折未愈合前就进行负重活动，导致患肢无法承受负荷，易出现钢板疲劳、内固定机械性折断、愈合不良等现象[19-20]。

3.1.5 术者因素 临床经验不足的术者可能对骨折类型和骨结构重建的评估和重视程度不足，尤其是在粉碎性骨折中，需要复位大骨片，手术复位不佳会导致骨折端在钢板内固定后存在间隙，造成早期局部稳定性差，不利于骨结构的重建和生理功能的恢复。部分骨不连病例则有可能是由于术者经验缺乏、过度追求骨碎块和骨折的准确对位，导致断端骨膜过多剥离，破坏骨碎块血运，影响术后的愈合效果[21]。此外，术者对内固定物的选择不当会造成内固定强度或长度不够，术后易出现钢板松动，内侧应力遮挡，进行功能锻炼和早期负重时可能导致内固定失效，骨折无法愈合[22-23]。

3.2 术后不愈合风险Nomogram模型应用价值

本研究根据筛选出的6项危险因素，建立老年股骨干骨折患者术后不愈合的Nomogram模型，内外部验证结果显示，模型具有良好的预测准确性和区分度。使用人员可根据患者的各项临床指标逐个得到单项评分值，即年龄≥70岁为100分，糖尿病为87分，开放性骨折为67分，粉碎性骨折为81分，术后负重时间＜12周为70分，手术技术不熟练为83分，将各项指标得分求和，在总分轴上找到对应分值点后向下对风险轴做垂直线，即可得出骨折术后不愈合的预测发生率。

临床上可根据Nomogram个体化预测患者骨折术后不愈合率，筛查高风险老年患者，制定针对性的预防措施：仔细观察开放性骨折患者有无循环障碍、化脓性感染或产气性感染征象，对高龄患者进行思想疏导，说明锻炼方法和随访时间，对伴发骨质疏松的患者给予抗骨质疏松治疗，同时做好肺部感染、压疮、血管栓塞等骨折术后并发症的防范工作，嘱患者勿过早下地，需根据后续影像学愈合情况渐进扶拐负重；术者应努力提高内固定手术技术，术前充分评估骨折情况，制定周密的手术方案，力求术中对骨碎块的准确复位。