股骨颈骨折多枚空心加压螺钉内固定术后股骨头坏死的影响因素分析

刘 刚，刘卫东，张 猛，于广洋，袁东堂

(南京医科大学附属淮安第一医院骨科,江苏 淮安223300)

股骨颈骨折是骨科较为常见的疾病，发病率约为3.61%，占髋部骨折的51.97%[1]。股骨颈骨折主要发生于老年人，多由摔倒、侧翻等低能量损伤造成，而中青年人群则多由坠落、车祸伤等高能量损伤造成[2]。目前股骨颈骨折以手术治疗为主，空心加压螺钉内固定因其具有创伤小、固定可靠、能增加断端压力、降低关节腔内压力、利于患者术后早期恢复且操作简单等优点成为股骨颈骨折的首选治疗方法[3]。然而有研究显示，患者术后股骨头坏死(osteonecrosis of the femoral head,ONFH)的发生率仍占有一定比例，且ONFH往往治疗困难，容易发生不同程度股骨头塌陷，致残率较高，严重影响患者生活质量和预后[4]。因此，ONFH是目前临床保髋治疗面临的主要问题[5]，探讨ONFH发生的危险因素，针对危险人群进行预防对于改善股骨颈骨折患者预后、降低ONFH发生率至关重要。尽管有部分研究发现，骨折类型、术前患肢是否牵引、关节囊是否切开等因素可能与ONFH发生有关[6-7]，但意见尚未统一，且鲜有研究考虑空心加压螺钉内固定术中螺钉方面的影响因素，因此，本研究纳入螺钉因素，更加全面地分析空心加压螺钉内固定术后并发ONFH的危险因素，以期为其临床早期发现、诊断和治疗提供参考。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择2016年8月至2019年8月我院骨科收治的108例股骨颈骨折患者为研究对象，其中男68例，女40例；年龄18～60岁，中位年龄42岁；Garden分型Ⅰ型4例，Ⅱ型50例，Ⅲ型28例，Ⅳ型26例。本研究为前瞻性研究，已获我院伦理委员会审批，且试验方法严格按照相关规定设计。所有研究对象及家属均已知悉相关权利和风险，自愿参与研究并签署知情同意书。

纳入标准：①符合2009年中华医学会修订的《临床诊疗指南：骨科分册》[8]中股骨颈骨折相关标准；②年龄18～60岁；③单侧股骨颈骨折；④股骨颈骨折后行空心加压螺钉内固定术治疗；⑤随访时间不少于1年。排除标准：①病理性骨折；②合并身体其他部位骨折；③合并ONFH病史及严重髋关节疾病；④有长期酗酒或激素治疗史；⑤随访资料不完整。

1.2 基本检查及临床资料收集

收集所有入选患者的年龄、性别、BMI及美国麻醉医师协会(American Society of Anesthesiology，ASA)分级等基本资料，以评估患者身体情况及手术麻醉风险。记录患者骨折原因、骨折侧别、骨折线部位、Garden分型、受伤距手术时间、是否急诊(急诊定义为受伤后12 h内手术)、螺钉排列方式、螺钉取出与否及复位质量。

1.3 手术方法

所有患者术前常规患肢牵引，评估手术风险。患者采用全身麻醉或硬膜外麻醉，于牵引床上仰卧，X射线下进行股骨颈骨折闭合复位，C臂正侧位透视显示骨折对位对线良好，复位过程中避免牵引过度。经皮置入3枚导针，测量长度并沿导针拧入3枚长度合适的空心加压螺钉，拔除导针，透视显示复位良好后结束手术。根据Garden指数[9]评价复位质量：正位片160°～180°，侧位片180°为Ⅰ级(满意)；正位片155°～180°，侧位片155°～180°为Ⅱ级(较满意)；正位片<150°或侧位片>185°为Ⅲ级(一般)；正位片<150°，且侧位片>185°为Ⅳ级(不满意)。

1.4 随访

通过电话、门诊复查和住院等方式对所有纳入患者进行随访，出院后3个月、6个月、12个月门诊复查，以后每年门诊复查1次，截至2020年8月31日，为期12～24个月。随访内容包括患者有无髋关节疼痛、髋关节活动情况及是否出现ONFH。ONFH根据2012年制定的ONFH诊断标准[10]，临床表现以腹股沟、臀部、大腿等部位关节痛为主，患者髋部活动受限，并通过X射线、CT、MRI、核素扫描及骨活检中任一影像学检查结果进行确诊。其中X射线征象：ONFH早期出现股骨头硬化、囊变，密度改变；随后出现软骨下骨“新月征”；晚期股骨头塌陷变形；髋关节间隙狭窄，髋臼边缘硬化和囊变。MRI征象：T1加权相出现坏死区带状低信号，T2加权相出现典型“双线征”。统计ONFH发生率，并根据是否发生ONFH将患者分为坏死组和未坏死组。

1.5 统计学方法

采用SPSS 19.0软件进行数据分析，计数资料以频数表示，组间比较采用χ2检验或Fisher确切概率法。单因素χ2检验分析ONFH的影响因素，并将差异有统计学意义的因素纳入多因素Logistic回归模型进一步分析ONFH的独立影响因素，受试者工作特征(receiveroperatingcharacteristic，ROC)曲线分析独立影响因素和联合模型预测ONFH的能力。应用AMOS 23.0软件建立ONFH结构方程模型，双侧P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 股骨颈骨折术后ONFH发生率

术后随访12～24个月，平均(18.12±6.04)个月。108例患者均完成X射线检查，其中10例(9.26%)发生ONFH；74例完成MRI检查，其中17例(22.97%)发生ONFH；经MRI、X射线共检测出27例(25.00%)ONFH患者。

2.2 股骨颈骨折术后ONFH的单因素χ2检验

单因素χ2检验结果显示，2组骨折原因、Garden分型、受伤距手术时间、螺钉排列方式、螺钉取出与否及复位质量比较，差异具有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 股骨颈骨折术后ONFH的单因素χ2检验(例)

2.3 股骨颈骨折术后ONFH的多因素Logistic回归分析

多因素Logistic回归分析结果显示，Garden分型Ⅲ～Ⅳ型、螺钉排列方式为正三角形、螺钉取出及复位质量Ⅲ～Ⅳ级均是ONFH发生的独立影响因素(P<0.05)，见表2。

表2 股骨颈骨折术后ONFH的多因素Logistic回归分析

自变量赋值：骨折原因，低能量创伤=0，高能量创伤=1；Garden分型，Ⅰ～Ⅱ型=0，Ⅲ～Ⅳ型=1；受伤距手术时间，≤3 d =0，>3 d=1；螺钉排列方式，倒三角形=0，正三角形=1；螺钉取出与否，否=0，是=1；复位质量，Ⅰ～Ⅱ级=0，Ⅲ～Ⅳ级=1。因变量赋值：股骨头坏死，未坏死=0，坏死=1。

2.4 ROC曲线分析

ROC曲线分析Garden分型、螺钉排列方式、螺钉取出与否、复位质量及独立影响因素的联合模型曲线下面积(AUC)，其中联合模型AUC为0.809(95%CI：0.728～0.836)，灵敏度、特异度分别为88.13%和84.22%，见表3。

表3 ROC曲线分析

2.5 内固定术后ONFH结构方程构建

采用极大似然估计法构建内固定术后ONFH的结构方程模型，模型拟合良好(χ2=9.354，P=0.305)，见表4。Garden分型、螺钉排列方式、螺钉取出与否、复位质量的路径系数见表5、图1，模型可决系数为0.28。

图1 ONFH结构方程模型

表4 模型拟合指标

表5 ONFH结构方程模型参数

3 讨论

股骨颈骨折后，受到血运、生物力学、关节囊内压增高及脂肪栓塞等多重影响，容易发生骨折不愈合、ONFH等并发症[11]。其中ONFH发生率为10.00%～43.00%[12]，如果不能早期发现及治疗，会引起髋关节疼痛及功能障碍，严重时需行人工关节置换手术，增加额外医疗费用，加重患者及其家庭的负担。因此，寻找ONFH的危险因素并对其进行早期干预，有利于改善患者预后，降低ONFH发生风险。本研究中ONFH的发生率为25.00%，与以往研究结果一致；对影响ONFH的相关危险因素进行探讨，发现Garden分型Ⅲ～Ⅳ型、螺钉排列方式为正三角形、螺钉取出及复位质量Ⅲ～Ⅳ级均是股骨颈骨折患者内固定术后并发ONFH的独立影响因素。

Kim等[13]研究发现，ONFH的发生与骨折移位程度显著相关，而高能量创伤多造成较严重的骨折移位，且骨折端周围软组织损伤更为严重，更易发生ONFH。Noh等[14]使用激光多普勒设备证实骨折移位越严重，周围血管损伤程度越大，术后股骨头缺血性坏死的发生率也越高。Garden分型是目前临床最常用的分型，反映了骨折端移位情况、稳定性及损伤程度[15]。临床研究证实移位型(Garden Ⅲ～Ⅳ型)股骨颈骨折的ONFH发生率显著高于无移位型(Garden Ⅰ～Ⅱ型)[6]，本研究结果也显示Garden Ⅲ～Ⅳ型患者的ONFH发生率显著高于Garden Ⅰ～Ⅱ型，因此Garden分型较高被视为术后发生ONFH的独立影响因素。

空心加压螺钉正三角形排列固定股骨颈骨折是临床广泛采用的手术方式，然而Koaban等[16]提出正三角形排列可能导致内固定强度减弱，股骨颈骨密度降低，与倒三角形排列相比，空心加压螺钉正三角形排列固定股骨颈骨折不愈合的概率更大，进而增加了ONFH发生的风险。本研究也发现螺钉呈正三角形排列ONFH发生率显著高于倒三角形排列。此外，有研究通过生物力学测试证实，3枚空心加压螺钉呈倒三角形排列能够起到较好的股骨颈上方抗张力作用[17]。因此螺钉排列方式能够影响骨折处的生物力学效应，从而导致骨折不愈合、ONFH等并发症的发生。有研究显示，股骨颈骨折愈合后，加压螺钉取出可能影响股骨头血运[18]。这可能与生物力学改变有关，局部骨板重新塑形，骨小梁重排，造成血管畸形闭塞；此外，手术刺激也会使局部血管发生痉挛、血液高凝并形成局部血栓。本研究发现，螺钉取出患者ONFH发生率显著高于螺钉未取出患者，与Sadiq等[19]的研究结果一致。但也有研究认为内固定物会引起股骨头内髓腔压力增高、血运变差，引起骨内组织缺氧，进而导致骨坏死[20]。因此对螺钉是否取出可能仍需进一步的临床研究证实。

满意的复位质量有利于解除血管压迫并保持骨折断端的稳定性，是提高骨折愈合率、降低ONFH发生率的关键因素[21]。Suh等[22]研究显示，骨折复位质量是影响股骨颈骨折预后的首要因素。Wilk等[23]研究发现骨折复位质量不满意患者ONFH发生率显著高于骨折复位质量满意患者(68.75%vs.20.00%)。Sumiyosh等[24]也认为骨折复位质量不满意会显著增加术后ONFH发生率。本研究采用Garden指数评价患者骨折复位质量，发现Garden指数分级越高，ONFH发生率越高，表明骨折复位质量能够影响患者术后ONFH发生率。

在探讨独立影响因素的基础上，本研究利用ROC曲线检验Garden分型、螺钉排列方式、螺钉取出与否及复位质量联合模型对内固定术后ONFH发生的预测效力，结果显示联合模型AUC为0.809(95%CI：0.728～0.836)，灵敏度、特异度分别为88.13%和84.22%，表明联合模型预测效力优于其他独立影响因素。进一步构建ONFH的结构方程模型，结果显示模型拟合良好，Garden分型、螺钉排列方式、螺钉取出与否及复位质量能够分别解释11.80%、10.40%、9.70%及13.50%的ONFH变异度，模型整体能够解释28.00%的ONFH变异度，提升了单因素的预测能力，但也反映出仍存在其他未知因素影响股骨颈骨折内固定术后ONFH的发生。本研究为单中心研究，样本量较少，且随访时间较短，结果可能存在一定偏倚，未来仍需多中心、大样本量、随访期长的研究加以验证。

综上所述，Garden分型、螺钉排列方式、螺钉取出及复位质量均是股骨颈骨折患者内固定术后并发ONFH的独立影响因素，能解释部分ONFH变异度，联合以上独立影响因素对ONFH进行预测价值更高。