中老年髋关节置换术患者术中压力性损伤风险预测模型的构建及应用研究

王 媛 王雪丽 虞雅美 刘 亮

髋关节置换术是髋关节骨性关节炎、股骨颈骨折及股骨头缺血性坏死等疾病的常用手段,可帮助患者恢复一定关节活动度,矫正关节畸形,提高生活能力[1]。该术式操作复杂、难度大,患者因术中肢体活动受限、手术时间长且体位特殊,术中剪切力和摩擦力增加,术中压力性损伤(IAPI)发生率较高,严重影响患者康复进程和生活质量,耗费医疗资源和个人经济损失[2]。压力性损伤是多因素共同作用的结果,尽早识别相关危险因素,提升护理工作精确性是防治其发生及改善预后的关键。目前,临床针对压力性损伤的研究多侧重于现状调查及影响因素分析或改善策略制订,且研究层面多以术后、居家康复期间为主,研究领域多集中于神经外科、心血管内科等,对髋关节置换术患者IAPI风险预测领域的研究尚未涉入[3]。本研究旨在完善统计分析过程,采用多因素分析对髋关节置换术患者IAPI密切相关的危险因素进行筛选,并构建预测性能强、实用性强且一致性高的风险预测模型,为临床实现早期识别、精准护理提供依据,最大程度提高早期风险评估准确性及防治管理策略的前瞻性。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2021年6月-2022年6月我院收治的行髋关节置换术患者100例为研究对象。纳入标准:年龄>65岁;首次接受手术治疗;择期手术;术前未发生压力性损伤;无精神疾病史或心理障碍者。排除标准:全身多处骨折创伤;合并严重的心血管疾病、肝肾功能不全;伴有其他感染性皮肤疾病。患者及家属自愿参与该研究并签署同意书,本研究经本院医学伦理委员会审核通过。

1.2 研究方法

1.2.1压力性损伤诊断标准 采用NPUAP推荐的压疮分期标准[4]进行分期,判定严重程度。1期:皮肤完整,连续2d在同一皮肤部位出现不变白的红斑;2期:皮肤表层破损、水疱或者浅火山口状的溃疡;3期:皮肤涉及深层筋膜的皮下组织坏死或溃疡;4期:皮肤深层组织破坏,且深度达到骨骼和肌层;不可分期:全皮层及组织缺损,因腐肉或焦痂覆盖导致伤口无法确认分级;深部组织损伤:皮肤持续性呈现不变白的深红色、褐色或紫色。

1.2.2危险因素问卷 以“髋关节置换术”“骨科创伤”“压力性损伤/术中压力性损伤”“危险因素/预测因素/影响因素”等为关键词,在中国生物医学文献数据库、万方、中国知网、维普等数据库进行数据收集,时间截止2021年6月,确定髋关节置换术患者IAPI相关危险因素,并形成危险因素调查表[5-6]。(1)患者自身因素:性别、年龄、BMI、术前空腹血糖、术前血红蛋白、术前血清白蛋白、合并慢性疾病(高血压、糖尿病)、皮肤状态;(2)手术因素:手术时间、术中体位、使用约束带、使用预防性辅料;(3)术中因素:术中低体温(低于36℃)或低血压(收缩压<90 mmHg,舒张压<60 mmHg)、术中失血量、美国麻醉医师协会(ASA)分级。

1.2.3Braden压疮风险评估表[7]该量表包括潮湿度、感知能力、活动能力、营养摄取能力、活动方式、摩擦力/剪切力6个条目。除摩擦力/剪切力为1～3分评分法外,其余均采用1～4分评分法,总分6～23分。其中,轻度风险15～18分,中度风险13～14分,重度风险10～12分,极重度危险<10分。

1.3 资料收集方法

患者基本信息、体质信息数据来源于巡回护士的现场评估及病历资料;手术因素、术中因素由巡回护士于手术时做的客观记录。所有的调查资料均由研究者收集,并采用双人法录入数据,对数据进行核查、统计分析。共发放问卷100份,回收问卷100份,有效回收率100%。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 一般资料及IAPI发生现状

本研究共纳入100例患者,按照7:3比例将研究对象分为建模组(n=70)和检验组(n=30),建模组中男性47例,女性23例;年龄68～82岁,平均(76.37±3.46)岁。检验组中男性17例,女性13例;年龄68～82岁,平均(77.81±3.74)岁。现状调查结果显示,共26例(26.00%)髋关节置换术患者发生IAPI,其中建模组16例,检验组10例,74例(74.00%)患者未发生IAPI。

2.2 建模组中老年髋关节置换术患者发生IAPI影响因素的单因素分析,表1

表1 建模组中老年髋关节置换术患者发生IAPI影响因素的单因素分析(n=70)

单因素分析结果显示,BMI、术前血清白蛋白、术前空腹血糖、手术时间、术中失血量、预防性辅料、术中体位、术中低体温、皮肤状态均为中老年髋关节置换术患者发生IAPI的相关影响因素(P<0.05)。

2.3 中老年髋关节置换术患者发生IAPI影响因素的多因素Logistic回归分析,表2

表2 中老年髋关节置换术患者发生IAPI影响因素的多因素Logistic回归分析

多因素Logistic回归分析结果显示,BMI≥28或<18.5kg/m2、术前血清白蛋白<35g/L、手术时间≥2h、术中失血量>600ml、皮肤状态潮湿为中老年髋关节置换术患者发生IAPI的独立危险因素(P<0.05)。

2.4 中老年髋关节置换术患者发生IAPI风险预测模型的建立

根据多因素回归分析结果,将意义变量带入方程Logit(P)=1/1+exp(-Z)=1/1+exp(6.412+0.465×BMI+0.147×术前血清白蛋白+1.568×手术时间+3.297×术中失血量+0.587×皮肤状态)。

2.5 风险预测模型列线图的绘制,图1

图1 中老年髋关节置换术患者发生IAPI风险列线图

为实现模型的可视化,以上述Logistic 回归方程为依据绘制列线图预测模型[8],该列线图包含变量名称(危险因素)、评分、预测概率三部分,各项危险因素位于图形顶端积分线中获取对应得分,总分值0～300分,底端线段上为髋关节置换术患者发生IAPI的概率或预测概率。列线图风险计算方法:各变量对应列线图相应点,以该点做变量轴的垂直线对应至上方评分标尺得到该变量得分,通过对各变量得分求和得到总分,在总分标尺上找到对应点作垂直线,总概率轴上对应点即为发生风险。

2.6 中老年髋关节置换术患者发生IAPI风险预测模型验证,图2～3

图2 建模组模型分类校准图

图3 建模组模型ROC曲线

(1)模型拟合优度检验:采用Bootstrap自助抽样法[9]风险预测列线图模型进行内部验证,重复抽样次数为150次。自助抽样后模型系数稳定,与抽样前保持一致,抽样后Hosmer-Lemeshow(H-L)拟合优度检验结果显示,χ2=4.561,P=0.683>0.05,表明本次回归方程模型匹配度较好。(2)模型预测区分度检验:使用一致性指数(C-index),即受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)[10]对模型区分能力(IAPI者与无IAPI者)进行评价,评估模型的区分能力,完成内部验证,C-index范围0.5～1.0,分值越大表明区分度越好,AUC范围为0.5～1.0,面积越大表明预测能力越好。结果显示,AUC=0.886(95%CI:0.749～0.970),表明该模型区分能力较高。(3)模型预测效果检验:将有统计学意义的变量进行分析,综合ROC曲线的临界概率及对应的判定结果,用约登指数最大化来确定最佳切值点,即灵敏度+特异度-1,其最大值对应的阈值即最佳临界值,为6.714%(列线图=150分),即当预测概率>0.06714为高风险,≤0.06714为低风险。本研究建模组70例患者发生IAPI为16例,模型预测为18例,预测敏感度为88.89%,未发生IAPI为54例,新模型预测为52例,特异度为96.30%。检验组30例患者发生IAPI为7例,模型预测为10例;未发生IAPI为20例,模型预测为22例,预测准确率为90.00%,表明模型总体准确率较高。

3 讨论

3.1 中老年髋关节置换术患者发生IAPI危险因素分析

IAPI是指手术患者于术后数小时或术后3天出现的压力性损伤,增加术后疼痛程度与感染率,影响术后整体康复[11]。本研究通过对中老年髋关节置换术患者发生IAPI现状调查结果显示,26例(26.00%)老年髋关节置换术患者发生IAPI,其中建模组16例,检验组10例,共74例(74.00%)患者未发生IAPI,与郭莉等[12]研究结果一致。本研究多因素Logistic回归分析结果显示,BMI≥28或<18.5kg/m2、术前血清白蛋白<35g/L、手术时间≥2h、术中失血量>600ml、皮肤状态潮湿均为中老年髋关节置换术患者发生IAPI的独立危险因素(P<0.05)。(1)BMI≥28或<18.5kg/m2:由于患者术中长期保持同一体位,皮肤受到的压力与其体质量产生的自身重力有直接关系。体质量高的患者术中最低点的局部组织皮肤受压值最大,极易增加局部毛细血管血流阻力,导致组织缺血缺氧而发生IAPI。体质量过轻者大多皮下脂肪层薄,骨突处皮肤缓冲减压作用力弱,受到长时间压迫时,医疗器械与骨突间形成较大剪切力,增加压力性损伤的发生风险[13]。(2)术前血清白蛋白<35g/L:血清白蛋白是常见的营养监测指标,白蛋白水平低可导致组织修复能力受损和免疫力下降,血浆胶体渗透压下降,引起全身及组织器官水肿,损伤重要脏器的生理功能,加重原发疾病或新发疾病的感染风险[14]。Kim等[15]研究显示,血清白蛋白水平与成人吸入性肺炎住院患者的死亡率显著相关,低血清白蛋白水平增加患者死亡率。(3)手术时间≥2h:许培枝[16]研究指出,手术时间>2.5h是IAPI的危险时间指数,且每延长0.5h,患者IAPI发生风险将增加33%,因不同部位的皮肤对手术时长的耐受力也存在差异,但手术时间越长,患者局部组织受压时间越长,血供能力受损后将增加皮肤组织缺血缺氧甚至坏死现象,诱发IAPI。(4)术中失血量>600ml:术中出血量过多可导致局部皮肤血供减少,血流灌注减弱,机体在长时间受压后血液再灌注会产生超氧阴离子,增加皮损程度和压力性损伤发生风险。(5)皮肤状态潮湿:大部分患者在术中因各种体液及冲洗液外渗的增加,导致局部皮肤微环境改变,存在潮湿现象,而皮肤在潮湿环境下角质层强度显著下降,皮肤摩擦系数增加,在持续性压力或剪切力作用下,血管灌注量抑制或阻断,引起皮肤血液循环障碍,诱发IAPI风险。

3.2 中老年髋关节置换术患者发生IAPI风险预测模型的临床实用价值

本研究在查阅相关指南及最佳证据总结基础上,通过自制危险因素调查表,筛选出与中老年髋关节置换术患者发生IAPI的危险因素,并经过单因素、多因素分析明确5项独立危险因素。基于二元Logistic回归分析结果,获取各独立危险因素的偏变回归系数和常数项,建立中老年髋关节置换术患者发生IAPI风险预测模型,通过计算AUC、H-L卡方检验和绘制校准散点图,验证该模型的拟合程度。拟合度是预测模型评价的重要指标,是指模型对于中老年髋关节置换术患者发生IAPI的预测概率与实际发生概率的一致性。结果显示:χ2=4.561,P=0.683>0.05,表明该模型匹配度较好。本研究对建模组进行内部验证结果显示,AUC=0.886(95%CI:0.749～0.970),预测敏感度为88.89%,特异度为96.30%,外部检验预测准确率为90.00%,表明模型总体准确率较高。本研究基于Logistic多因素回归分析结果绘制列线图预测模型,其框架直观,涵盖的条目简单、易获取、具有客观性,能根据主要风险因素计算中老年髋关节置换术患者发生IAPI的风险,并综合内部验证ROC曲线下面积,确定感染风险阈值为6.714%(列线图=150分),即当IAPI预测概率>0.06714时,患者将发生IAPI,为临床护理提供更为便捷的评估方式及准确的风险评估依据。

4 小结

本研究基于中老年髋关节置换术患者IAPI危险因素基础上,建立的风险预测模型具有良好拟合程度和区分能力,为预测中老年髋关节置换术患者IAPI风险提供有效工具。但本研究列线图模型评分过程较繁琐,对医护人员使用要求较高,且所涵盖的危险因素易受样本量大小影响,未来还将进行多中心的临床研究验证该模型的稳定性与实用性,并将列线图模型的智能化纳入未来研究重点,如创建微信小程序等,为临床早期、动态评价的简易性提供基础。