全膝关节置换术后急性疼痛预测模型的构建研究

孔维维 ，刘 帆，郭雪梅 ，安磊磊 ，尹晓莉 *

（1.甘肃省中医院，甘肃 兰州 730050；2.兰州大学第二医院，甘肃 兰州 730030）

全膝关节置换术（Total Knee Arthroplasty，TKA）是治疗膝关节严重病变、消除关节疼痛、重建关节功能的有效手段，也是骨科疼痛强度最大的手术。术后急性疼痛（Acute Post-surgical Pain，APSP）的有效控制有利于患者早期进行功能锻炼，减少并发症，提升患者满意度[1]。疼痛控制包括控制症状和高危患者的识别。近年来，国外研究者更加关注患者报告的结果，已有研究依据其建立了TKA术后结果的预测模型，并进行了初步验证[2]。但由于种族和医疗环境差异，推广性差。目前，国内对引发TKA术后急性疼痛的因素未引起重视，不能在术前对患者术后疼痛及满意度进行预测[2]。因此，迫切需要建立适合我国患者情况的APSP预测模型。

1 对象与方法

1.1 对象

以2018年1月至2019年12月在兰州大学第二医院关节骨科行TKA的患者为研究对象。

1.1.1 纳入标准（1）符合中华医学会骨科学分会《骨关节炎诊治指南（2007版）》诊断标准[3]，术前诊断为膝关节骨性关节炎、类风湿性关节炎、创伤性关节炎；（2）术前有膝关节慢性疼痛伴功能障碍，保守治疗效果不明显者；（3）术前ASA（美国麻醉医师协会手术前分级标准）Ⅰ～Ⅱ级[4]；（4）年龄 40～80 岁；（5）意识清楚，沟通交流无障碍。

1.1.2 排除标准 （1）有严重的心、肝、肾疾病者；（2）既往有中风史或神经、精神系统疾病者；（3）术前3天仍在服用镇痛药物者。

1.2 方法

本研究为横断面研究，研究方案经医院伦理委员会审查通过。

1.2.1 样本量估算 本研究估计有意义的自变量为41个，根据一般多元分析经验，样本量取自变量的5～10倍。因此，病例样本量410例，为保证出现无效问卷时仍能有足够的样本量进行数据分析，决定扩大样本量为530人。

1.2.2 研究变量及测量方法 人口学资料:术前24 h用自行设计的问卷收集患者的年龄、性别、BMI等资料。

临床资料:通过面对面评估、查阅病历，了解围手术期和术后疼痛相关因素，如本次就医诊断、基础疾病、疼痛部位、疼痛性质、术前平均疼痛强度、使用镇痛药及时长、关节软骨损伤程度、术前KSS评分等。其中，术前平均疼痛强度采用简易疼痛评估尺测量。

心理学资料:术前24 h评估患者手术恐惧、焦虑、抑郁、疼痛灾难化、疼痛信念与感知情况。评估方法与工具:（1）恐惧视觉模拟评分法:评估患者手术恐惧情况[5]。0～3分为轻度恐惧，4～6分为中度恐惧，7～10分为重度恐惧。（2）综合医院焦虑抑郁量表[6]。该量表和各分量表的Cronbach′s α系数分别为0.879、0.806、0.806，重测信度分别为 0.945、0.921、0.932，具有较好的信效度。借鉴我国较大样本住院患者的研究结果[7]，≥9分为有焦虑、抑郁。（3）疼痛信念与感知量表。采用贺婷修订的中文版量表，共16个条目，得分越高表示患者负性信念越强。量表的内部一致性Cronbach’s系数为0.731[8]。（4）疼痛灾难化量表（PCS）。中文版PCS具有良好的信效度。借鉴严广斌研究结果[9]，≥38分为有疼痛灾难化。

1.2.3 因变量 本研究根据资料收集的可及条件，选取TKA术后第1、2、3、5 d及出院时5个时间段患者活动状态时的疼痛强度为因变量。活动状态指患者CPM功能锻炼结束时或扶助行器行走5分钟后的状态。测量工具:数字评定量表（Numerical Rating Scale，NRS）、词语描述量表 （Verbal Descriptor Scale，VDS）和修订版面部表情疼痛量表（Faces Pain Scale Revised，FPS R）合并制成的简易疼痛评估尺[10-11]。总分≥4分表示有急性术后疼痛[12]。

1.2.4 治疗过程 所有研究对象入院后均接受疼痛宣教及疼痛评估尺测评培训。在蛛网膜下腔麻醉下，采用标准膝前正中髌旁手术入路，髌骨均修整未置换，术中假体安放完毕后均关节囊内外罗哌卡因75 mg+肾上腺素1 mg+地塞米松5 mg+氟比洛芬50 mg+生理盐水43 mL鸡尾酒注射，所有研究对象均不安置引流管。术后采用统一镇痛模式，即术后当天开始静脉滴注氟比洛芬注射液50 mg/次，肌肉注射地佐辛注射液5 mg/次，骨创仪磁疗30 min，2次/日，持续治疗至出院当天。术后患者不能耐受疼痛且疼痛评分＞6分时，给予地佐辛注射液5 mg肌肉注射。

1.2.5 资料收集 采用统一解释语说明调查的目的、意义和要求，取得患者及其家属同意后发放问卷，如有特殊情况，由研究者提问，研究对象回答，研究者复述。对收集的资料进行逐一检查，缺失项达20%以上者不纳入分析。

1.2.6 统计学方法 运用SPSS 22.0软件对数据进行统计学处理，采用描述性统计分析和Logistic回归分析。以非参数Kolmogorov-Smirnov test对数据的正态性分布进行检验。对服从正态分布的计量资料用均数和标准差来描述，而偏态分布的计量资料则用中位数和最大最小值描述。计数资料采用频数、百分比描述。单因素分析时，正态分布资料比较采用t检验，非正态分布资料比较采用非参Mann-Whitney U检验，计数资料比较采用χ2检验。多因素分析时，采用二分类变量的Logistic回归分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

本次研究共调查530人，收回问卷 525份，有效问卷522份，问卷有效回收率为98.49%。

2.1 APSP的单因素分析结果

522例TKA术后患者中，发生APSP者292例，APSP发生率为55.93%。文化程度、术前平均疼痛强度、术前关节软骨损伤程度、术前KSS评分、超前镇痛、术后冷敷、术后PCIA、使用镇痛药时长、手术恐惧、抑郁、术前疼痛灾难化对患者急性疼痛的影响有显著性差异（P＜0.05），见表 1。

表1 不同人口学、临床及心理学资料患者APSP情况比较[n（%）]

2.2 APSP的多因素分析结果

为进一步明确影响TKA患者APSP的因素，将APSP作为因变量，将单因素分析中有意义的12个变量作为自变量纳入Logistic回归模型进行多元逐步回归分析，共7个变量进入方程（见表 2）。

2.3 TKA术后急性疼痛预测模型的效果分析

根据Logistic回归方程，可知研究对象APSP的Odds计算公式为Odds=EXP（0.21×文化程度-1.93×术后冷敷+1.59×超前镇痛+0.91×抑郁+0.9×术前KSS评分+0.64×疼痛灾难化+0.58×术前关节软骨损伤程度-9.34）。预测TKA患者APSP发生率的计算公式为术后APSP发生率=Odds/（1+Odds）×100%。采用受试者操作特征曲线检验预测模型与TKA术后患者急性疼痛发生的拟合效果（见图1）。该预测模型曲线下面积为0.82（95%CI为 0.73～-0.91，P＜0.001），以最大约登指数（10.01）为最佳临界点，该预测模型敏感度为71.23%，特异度为79.67%，提示模型预测效果较好。Hosmer-Lemeshow检验结果显示，χ2=2.205，P=0.974。

表2 APSP风险因素的Logistics多元回归分析

图1 全膝关节置换术后急性疼痛受试者操作特征曲线

3 讨论

3.1 文化程度是TKA患者APSP的风险因素

Logistic回归分析显示，文化程度越低，疼痛风险越低。这可能与研究对象以农村人口居多，年龄较大，对疾病相关知识及疼痛管理的认知存在差异，导致对各项评分指标的理解不同有关。有研究表明[13-14]，对TKA患者进行疼痛认知评估，实施规范化疼痛管理，可有效缓解术后疼痛。

3.2 关节软骨损伤程度分级、术前KSS评分、超前镇痛、术后冷敷是TKA患者APSP的风险因素

多因素分析结果显示，关节软骨损伤程度越严重，APSP发生率越高，这可能与多种因素共同作用有关。目前尚未在TKA术后疼痛原因分析中有相同报告，因此，这一结果有待进一步验证。术前KSS评分高的患者APSP的可能性是评分低的患者的0.98倍，这与患者膝关节功能差，术前有明显的疼痛感受和活动受限，疼痛耐受性好，且对手术预期较低有关；未采用超前镇痛的患者APSP的可能性是采用超前镇痛患者的4.9倍，再次证明超前镇痛能有效控制TKA患者APSP的发生和发展。侯晓玲等[15]研究发现，术后冰敷为TKA术后疼痛的危险因素，本研究结果也证实了这一结论。

3.3 抑郁和疼痛灾难化是TKA患者APSP的风险因素

2016年，Williams和Craig重新定义了疼痛[16]，强调疼痛是患者的主观感受，与认知水平和社会因素有关。本研究结果显示，抑郁患者术后急性疼痛的可能性是无抑郁患者的2.48倍，有疼痛灾难化的患者术后急性疼痛的可能性是无疼痛灾难化患者的1.13倍，这与国内外多项研究结果一致[17-20]。对此，医务人员应在患者入院时充分评估其心理状况，做好手术及疼痛相关知识宣教，重视心理干预，消除患者心理障碍。

本研究进行Logistic回归分析时H-L检验设定P＞0.05，且ROC曲线下面积为0.82＞0.70，提示所建立的预测模型具有较满意的预测符合程度及鉴别效度，预测价值为中等水平（0.7～0.9）。从模型筛选时纳入的自变量来看，相对全面地涵盖了APSP的可能风险因素，结果和结论相对可靠。但本研究在APSP评估时仅选取了比较有代表性的时间点，无法避免偏差。今后应在全国范围内扩大样本量、延长随访时间进行类似研究，并将此预测模型在新的患者人群中进行验证。