老年髋关节置换术病人围手术期内并发心力衰竭的列线图预测模型构建

石鹏飞 李娜 叶烁 刘耀明 白洁

研究显示,我国髋关节骨折的老年病人在逐年增加,每年需接受髋关节置换术的病人也随之增加[1]。髋关节置换术的创伤相对较大,失血量相对较多,病人围手术期有效循环血容量不足可能会引发重要脏器及周围组织血液灌注不足,对病人心脏功能有着巨大的考验[2]。因此,构建预测老年髋关节置换术病人围手术期内并发心力衰竭(心衰)风险的模型对于识别高风险人群并制定合理有效的预防措施极其重要。列线图模型目前已得到广泛应用,可简单有效地预测髋关节置换术病人术后各类并发症[3-4]。本研究回顾性分析了198例行髋关节置换术老年病人的临床资料,探讨老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的危险因素,并以此为依据建立列线图模型,旨在为改善髋关节置换术病人围手术期预后提供参考。

1 材料与方法

1.1 一般资料 选取联勤保障部队第940医院2020年4月至2023年4月期间行髋关节置换术的198例老年病人为研究对象,参照中国心力衰竭诊断和治疗指南2018[5],根据围手术期内是否并发心衰分为心衰组56例和非心衰组142例,心衰组男26例,女30例,年龄60～81岁,平均(70.23±7.82)岁;非心衰组男69例,女73例,年龄61～84岁,平均(70.46±7.30)岁。研究经联勤保障部队第940医院临床伦理委员会审核通过后开展(伦理批号:NO.2020.023X)。

纳入标准:(1)有髋部疼痛、外伤史、活动受限、无法行走等临床表现,髋关节功能障碍、局部轻度肿胀、股三角区压痛明显、下肢内旋时股骨颈有明显压痛等体征;(2)病人X线检查有髋关节正位X线片明确骨折部位、骨折类型等情况;(3)年龄≥60岁,依从性高,可配合治疗者;(4)首次行全髋关节置换术。排除标准:(1)代谢性骨病、病理性骨折或合并其他部位骨折者;(2)此前已进行过髋关节置换术者;(3)有精神障碍性疾病或认知功能障碍者;(4)既往有心脏疾病者。

1.2 临床资料收集 收集行髋关节置换术老年病人的临床资料,包括年龄、性别、饮酒史、吸烟史、高血压病史、糖尿病史、置换类型、置换关节数、疾病类型、术前美国麻醉医师协会(ASA)分级、麻醉方式、术中输血量、术后卧床时间。

1.3 统计学处理 采用SPSS 25.0处理分析数据。计数资料以频数和百分比(n, %)表示,组间比较采用χ2检验;采用Logistic回归分析老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的影响因素;采用R语言软件包构建预测老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰风险的列线图模型,采用Bootstrap法验证列线图模型;采用ROC曲线检验列线图模型的预测效能。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的单因素分析 非心衰组与心衰组性别、饮酒史、吸烟史、糖尿病史、置换类型、置换关节数、疾病类型、麻醉方式比较,差异无统计学意义(P>0.05)。心衰组年龄≥70岁、高血压病史、术前ASA分级Ⅲ～Ⅳ级、术中输血量≥400 mL、术后卧床时间≥4 d比例显著高于非心衰组(P<0.05)。见表1。

表1 老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的单因素分析(n, %)

2.2 老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的影响因素分析 将老年髋关节置换术病人围手术期内是否并发心衰(0=否,1=是)作为因变量,以上述单因素分析中差异有统计学意义的变量,如年龄(0=<70岁,1=≥70岁)、高血压病史(0=否,1=是)、术前ASA分级(0=Ⅰ～Ⅱ级,1=Ⅲ～Ⅳ级)、术中输血量(0=<400 mL,1=≥400 mL)、术后卧床时间(0=<4 d,1=≥4 d)为自变量进行多因素Logistic回归分析。结果显示,年龄、高血压病史、术前ASA分级、术中输血量、术后卧床时间均是影响老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的独立危险因素(P<0.05)。见表2。

表2 老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的多因素Logistic回归分析

2.3 老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的风险预测列线图模型构建 基于本研究多因素Logistic回归分析筛选的独立危险因素结果,引入R语言软件构建老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的风险预测列线图模型。结果发现各危险因素在列线图模型上的分值为:年龄≥70岁为48分,有高血压史为40分,术前ASA分级Ⅲ～Ⅳ级为70分,术中输血量≥400 mL为100分,术后卧床时间≥4 d为45分,见图1。

图1 老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的风险预测列线图模型

2.4 列线图模型验证 将原始数据重复抽样100次后,采用Bootstrap法对列线图模型进行内部验证。结果表明,校正曲线趋近于理想曲线,预测值与实测值基本一致。见图2。采用ROC曲线验证列线图模型的区分度,结果显示,AUC为0.901(95%CI:0.857～0.944),预测效能较高。见图3。

图2 列线图模型预测老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的校正曲线

图3 列线图模型预测老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的ROC曲线

3 讨论

髋关节置换术是治疗股骨颈骨折、骨性关节炎、股骨头坏死等疾病的常见手术,据报道其长期治疗效果极佳[6-7]。尽管髋关节置换术是一种成功的退行性关节疾病干预方法,但老年病人常因身体机能减退而发生各类并发症,严重影响预后[8-10]。本研究中,198例老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的发生率为28.28%(56/198)。进一步表明行髋关节置换术的老年病人围手术期内并发心衰风险较高。然而王振等[11]研究结果显示,老年病人行髋关节置换术后急性心肌梗死占2.26%,心力衰竭占1.5%。本研究与上述结果并发症发生率的差异可能是由个体因素及纳入样本量差异造成,有待今后大样本研究验证。

老年病人行髋关节置换术不仅会延长其住院时间,增加治疗费用,还会引起静脉凝块滞留在肺血管系统,进而可能导致心脏疾病的发生[12]。然而目前关于老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的影响因素的研究存在局限性,缺乏有效的预防性措施。本研究多因素Logistic回归分析结果显示,年龄、高血压史、术前ASA分级、术中输血量、术后卧床时间是老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的独立危险因素。年龄影响术后并发心衰的可能原因为:老年人群心脏储备功能下降、心脏传导系统改变,其心衰等心脏疾病并发症的发生风险增加[13-14]。此外,高血压病人因收缩压升高,脉压差增大,其血管内皮功能发生障碍,进而增加心血管事件的发生率[15-16]。ASA分级是麻醉前依据手术危险性和病人体质情况将其分类,是评估麻醉和外科手术风险的有效方法[17],本研究显示,术前ASA分级高是老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的高危因素。术中输血量对于并发心衰的影响提示临床医师对于高龄病人在术中应精细操作,严格止血,减少病人髋关节置换术中的出血量及输血量,以减少术后并发症的发生率。研究显示,由于外科手术刺激病人凝血系统,造成其血液机制异常,术后卧床时间越长,病人静脉血流滞缓越严重,发生静脉血栓及心血管事件的概率也越大[18]。本研究构建老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的风险预测模型后,进一步采用Bootstrap法进行内部验证,并绘制ROC曲线对列线图模型的预测效能进行评估,结果显示,预测值与实测值基本一致,其AUC为0.901,表明其精准性较高。

综上,本研究根据风险因素年龄、高血压病史、术前ASA分级、术中输血量、术后卧床时间初步构建了老年髋关节置换术病人围手术期内并发心衰的风险预测模型,经验证有一定的准确性,可供临床参考。临床医师可根据构建的列线图模型进行高危人群分层,进而及早干预、尽快治疗。但因研究人群及病历系统的限制,本研究结果可能存在一定局限性,今后将采取多中心、前瞻性的大样本研究进一步明确其他因素对病人并发心衰的影响。