股骨干闭合性骨折髓内钉术后骨折不愈合风险模型构建*

王硕凡, 郑国富, 高志朝, 陈哲

1杭州市临平区第一人民医院脊柱病区(浙江杭州 311100)； 2浙江中医药大学附属第二医院脊柱外科(浙江杭州 310011)

股骨干骨折是临床骨折中常见的疾病类型。随着医疗技术的高速发展，髓内钉技术已经成为治疗股骨干骨折的常用方法。然而，股骨骨折多由车祸、高处坠落等高能量损伤造成，使得骨折不愈合成为骨科医生临床工作中不得不面对的首要难题[1]。目前，造成股骨骨折不愈合的危险因素众多，主要包括：骨折严重程度、高龄、骨质疏松、吸烟、糖尿病、术中骨折对位不良、内固定失效等[2]。Nomogram是一种建立在多因素回归模型基础上，由多个指标整合而成，用于预测某种结局发生率的概率模型。目前在预测肿瘤复发、远期生存率等方面得到广泛应用。然而在股骨骨折不愈合方面，尚未得到有效、统一、直观、量化的风险预测模型。基于此，本研究通过对闭合性股骨干骨折并行髓内钉治疗的患者进行研究，探讨股骨骨折术后不愈合的风险因素，同时构建骨折不愈合的nomogram模型，对术后骨折不愈合的发生率进行量化。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2013年6月1日至2020年6月1日在我院诊断为闭合性股骨干骨折并行顺行髓内钉治疗的患者共261例。将所有患者以7∶3的比例随机分为两组，其中共183例患者纳入建模组，78例患者纳入验证组。

纳入标准：经影像学诊断为股骨干骨折；闭合性损伤；临床资料完整。

排除标准：陈旧性骨折；骨折累及膝关节；合并股骨粗隆间骨折、股骨颈骨折、股骨头骨折等；原发性或转移性骨肿瘤导致的病理性骨折；多发伤。本研究经医院伦理委员会审批通过。

1.2 观察指标 将所有患者的观察指标分为一般相关因素和骨折相关因素。其中一般相关因素包括：年龄、性别、骨质疏松、吸烟。骨折相关因素包括：内固定是否失效；是否存在骨折对位不良、骨折类型、骨折部位、术后感染。

将术后9个月负重行走时骨折部位疼痛，术后X线提示骨折断端硬化，可见明显骨折线定义为骨折不愈合[3]。将双能X线值<-2.5定义为骨质疏松。术后正位及侧位X线测量骨折断端之间最大距离及成角畸形，将断端距离小于2 cm或成角畸形<5°定义为解剖复位。将术后髓内钉断裂或锁定钉松动定义为内固定失效。对骨折愈合之前戒烟时间≤2周的患者，定义为有吸烟病史。根据AO分型将骨折分为简单骨折和复杂骨折，其中A型归为简单骨折，B型和C型归为复杂骨折。将切口愈合情况分为甲级愈合、乙级愈合和丙级愈合。其中甲级愈合是指愈合良好，没有不良反应的初期愈合。乙级愈合是指愈合欠佳，切口处有炎症反应，如红肿、硬结、血肿、积液等，但切口处未出现化脓。丙级愈合是指切口化脓，经久不愈，需要作切开引流等二次手术干预。本研究中将所有非甲级愈合病例均归为术后感染。

股骨干骨折不愈合概率：4项危险因素中，内固定失效取100分，未失效0分；吸烟约48分，不吸烟0分；简单骨折0分，复杂骨折约50分；解剖复位0分，未解剖复位约55分。四项危险因素评分相加后为总分，范围为0～260分，总分下所对应的百分比为股骨干骨折不愈合概率。

2 结果

2.1 骨折不愈危险因素的单因素分析 建模组183例，其中男106例，女77例，年龄(42.26±12.124)岁，左侧骨折79例，右侧骨折104例，简单骨折76例，复杂骨折107例，喜宴84例，感染9例，骨质疏松4例，内固定失败7例，解剖复位126例。建模组骨折术后不愈合共14例(7.7%)。一般相关因素中，年龄、性别、骨折疏松的差异均无统计学意义(P>0.05)。骨折相关因素中，骨折部位、术后感染的差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。183例患者中吸烟的共84例(46%)，14例骨折不愈合患者中共10例(71%)存在吸烟病史，差异有统计学意义(P=0.046)。出现内固定失效的共7例(3.8%)，其中5例(71.4%)出现骨折不愈合，差异有统计学意义(P=0.000)。简单骨折76例(41.5%)，复杂骨折107例(58.5%)，14例不愈合患者均为复杂骨折，差异有统计学意义(P=0.001)。

表1 建模组股骨闭合性骨折髓内钉术后骨折不愈合危险因素比较 例(%)

将差异有统计学意义的指标进行相关性分析，其中吸烟病史与骨折不愈合呈正相关(r=0.147，P=0.047)；解剖复位与骨折不愈合呈负相关(r=-0.295，P=0.000)；简单骨折与骨折不愈合呈负相关(r=-0.201，P=0.007)；内固定失效与骨折不愈合呈正相关(r=0.479，P=0.000)。

2.2 骨折不愈合危险因素的多因素logistic回归分析 将单因素分析有统计学意义的骨折不愈合危险因素，进行logistic回归分析，吸烟和内固定失效为骨折不愈合的危险因素，简单骨折和解剖复位为骨折不愈合的保护因素。见表2。

表2 股骨闭合性骨折髓内钉术后骨折不愈合危险因素的多因素分析

2.3 基于logistic回归模型的nomogram图 对骨折不愈合的相关影响因素进行赋值，其中内固定失效赋值为100分，通过R语言绘制出预测股骨闭合性骨折髓内钉术后骨折不愈合风险的列线图(图1)，通过各项分值，计算出股骨内固定术后发生骨折不愈合的风险。

图1 骨折不愈合预测模型的nomogram图

2.4 骨折不愈合风险评估模型的验证 验证组78例，其中简单骨折41例，复杂骨折37例，吸烟24例，内固定失败2例，解剖复位59例。验证组骨折术后不愈合共5例(6.4%)。其中4例患者均存在吸烟病史，差异有统计学意义(2=3.860，P=0.049)。内固定失效的共2例(2.5%)，其中2例出现骨折不愈合，差异有统计学意义(t=16.096，P=0.000)。骨折对位不良的共19例(24.4%)，其中4例出现骨折不愈合，差异有统计学意义(t=6.040，P=0.014)。复杂骨折的共37例(47.4%)，所有不愈合患者均为复杂骨折，两组差异有统计学意义(t=3.882，P=0.049)，见表3。ROC曲线下面积AUC为0.952>0.9，提示该风险评估模型具有较高预测骨折不愈合发生的区分度(图2)。

表3 验证组股骨闭合性骨折髓内钉术后骨折不愈合危险因素比较 例

图2 验证组ROC曲线

3 讨论

髓内钉已经成为治疗股骨干骨折最常用的技术之一[4]。文献报道提示所有年龄段骨折不愈合发生率为2%～9.2%，本研究中术后骨折不愈合的发生率约为7.27%(19/261)，与文献报道相似[5]。筛选出的骨折不愈合影响因素包括：吸烟、复杂骨折、内固定失效和术中骨折对位不良，建立风险评估模型，通过对不同影响因素赋值，计算出不同患者股骨骨折术后不愈合的发生率，为临床预防及早期干预提供依据。

3.1 吸烟与骨折不愈合的关系 大量研究已经证实，吸烟不利于骨折愈合[6]。烟草中含有尼古丁等多种有害成分，对人骨髓间充质干细胞的成骨分化具有抑制作用[7]。此外，尼古丁还能降低血含氧量，增加伤口感染、坏死的风险，进一步影响骨折愈合[8]。本研究中吸烟患者的骨折不愈合率明显高于不吸烟患者，因此，鼓励患者戒烟对股骨干骨折愈合尤为重要。

3.2 内固定失效与骨折不愈合的关系 锁钉失败是髓内钉常见的并发症之一。早些年文献报道断钉发生率甚至可高达21%[9]，随着内固定及手术技术的快速发展，内固定失败的发生率逐年降低[10]。常见的内固定失败包括髓内钉弯曲、断裂、锁定螺钉松动等，本研究中出现的内固定失败病例均表现为近端或远端锁定螺钉松动，无病例出现髓内钉弯曲断裂。值得注意的是，因内固定失败而出现骨折不愈合的病例中，均伴有不同程度的骨折断端对位不良或内固定偏心置入。可以认为，因内固定失效导致骨折断端出现旋转或成角不稳定才是导致骨折不愈合的主要原因。

3.3 骨折对位不良与骨折不愈合的关系 髓内钉采用闭合复位的手术方式，骨折断端很难达到理想的解剖复位效果。尤其对于股骨近端或远端骨折，术后畸形愈合发生率甚至可高达29%[11]。但是，髓内钉治疗符合生物力学固定的特点，具有较强的载荷能力[12]，且未破坏骨折断端软组织血运，因此，对于骨折复位具有较大的容忍度。普遍认为患肢短缩不能超过1 cm，成角畸形不能超过15°，内外翻成角小于5°，骨折断端对位至少2/3以上[13]。但是，不同患者骨髓腔发育差异化较大，临床上常常出现骨髓腔与髓内钉不匹配的情况，导致骨内侧皮质与主钉无接触或接触不足，复位效果不理想。随着患者负重及早期活动，下肢力线的改变常常引起骨折成角畸形甚至骨折再移位，进而导致骨折不愈合。牵引技术改进及阻挡钉的出现极大缓解了髓内钉与髓腔不匹配的问题，降低了因髓内钉偏心置入而导致骨折成角畸形的发生率[14-15]。本研究结果证实，恢复下肢力线，纠正旋转、成角、分离畸形可有效降低骨折不愈合的发生率。

3.4 骨折类型与骨折不愈合的关系 股骨干骨折至今能查到的分型近10种，目前最常用的分型为AO/OTA分型。根据骨折形态将其分为A、B、C三型，其中A型为简单骨折，包括：A1型(简单螺旋骨折)、A2型(简单斜形骨折>30°)、A3型(简单横行骨折<30°)。B型为楔形骨折，包括：B1型(螺旋楔形骨折)、B2型(弯曲楔形骨折)、B3型(粉碎楔形骨折)。C型为粉碎性骨折，包括：C1型(粉碎螺旋型骨折)、C2型(多段粉碎骨折)、C3型(不规则粉碎性骨折)。考虑到股骨干骨折未涉及关节面，对关节活动影响较小，骨折分型相对简单，故将其分为简单骨折和复杂骨折，其中A型归为简单骨折，B型和C型归为复杂骨折。研究表明，存在游离骨块的复杂骨折占股骨干骨折的10%～34%[16]。同时，采用闭合复位髓内钉治疗股骨干骨折时，游离骨块常常难以达到解剖复位。文献报道，伴有游离骨块的股骨干骨折髓内钉术后骨折不愈合的发生率为12.5%～34%[17-18]，明显高于简单骨折，且随着骨折严重程度的增加，骨折不愈合的发生率明显升高[19]。部分患者甚至需要切开复位[20]。

值得注意的是，高龄、骨质疏松、感染、糖尿病以及营养状况等均为骨折不愈合的危险因素[5,21-22]。但本研究结果提示这些可疑危险因素与骨折不愈合无明显相关性。笔者认为，以上所提及的危险因素多见于老年人，而股骨干骨折多由高能量损伤导致，本研究所纳入的病例中，多数为青壮年，合并有糖尿病及骨质疏松等基础疾病的患者较少，故结果提示无统计学差异。综上所述，本研究依然存在诸多不足，需要进一步多中心、大规模、随机、前瞻性研究，以提供更加具有临床意义的结果。