全膝关节置换术后康复影响因素的前瞻性队列研究

李政，胡洪波，李玉民，孙鹏霄

（陕西省渭南市中心医院 骨2科，陕西 渭南 714000）



全膝关节置换术后康复影响因素的前瞻性队列研究

李政，胡洪波，李玉民，孙鹏霄

（陕西省渭南市中心医院 骨2科，陕西 渭南 714000）

摘要：目的探讨影响全膝关节置换术（TKA）患者术后康复的相关因素，为预测患者术后康复情况及制定预防控制措施提供科学依据。方法采用前瞻性队列研究方法，选取2010年1月-2014年6月在该院住院治疗并行TKA的患者310例，组成队列资料。应用Spearman相关性分析及多元Logistic回归的方法，分析人口学因素、临床及手术因素对患者术后功能恢复的影响。结果310例患者中，12例因故取消或推迟手术，19例于随访期内脱失，最终纳入综合分析患者共279例。Spearman相关性分析结果显示，性别、年龄、体重指数（BMI）、吸烟史、糖尿病史、低白蛋白血症、应用静脉血栓形成危险度（R APT）评分、基于性能的功能测试（PBT）评分、手术时间、术中出血量、术后疼痛与患者术后康复相关（P<0.05）。多元Logistic回归结果表明，较大的年龄及BMI、糖尿病史、R APT及PBT评分较差为延长患者住院时间的危险因素；较大的年龄、糖尿病史、低白蛋白血症为罹患术后并发症的危险因素；较大的年龄、糖尿病史为影响术后肢体功能恢复的危险因素，R APT及PBT评分为术后肢体功能恢复的预测因子。结论TKA患者术后康复与多种因素相关。临床应重点关注具有上述危险因素的患者，于术前及术中采取有效预防措施，促进患者康复。

关键词：全膝关节置换术；功能恢复；影响因素；Logistic回归；前瞻性队列研究

随着我国老龄化进程的加快，膝骨性关节炎（knee osteoarthritis，KOA）的发病率呈现逐年上升趋势[1]。全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）是目前临床治疗重度骨性关节炎的常用手术方式[2]。TKA术后，患者康复，特别是肢体功能的恢复情况是评价手术成功与否的重要指标。如能在手术治疗前根据患者具体情况，对可能影响其术后康复的风险因子进行评估和控制，对提高疗效，缩短住院时间，预防术后并发症均具有积极意义。目前国内相关研究大多采取回顾性研究设计[3]，由于该研究设计在临床资料收集、相关指标检测以及评判标准方面存在不可控性，从而使临床对于TKA术后功能恢复的评估更多的止于经验性预测。

本研究应用前瞻性队列研究设计，从人口学因素、临床指标、术中及术后因素4个方面评估并筛选出对患者TKA术后功能恢复有预测性的影响因素，为在临床中制定个体化治疗方案，防止术后并发症，促进患者康复提供依据。

1　资料与方法

1.1一般资料

采用前瞻性研究设计的方法，选取2010年1月-2014年6月因单侧重度膝骨性关节病于本院住院治疗并行全膝关节置换术的患者310例。其中，男性118例，女性192例；年龄51～79岁，平均（65.1± 12.7）岁。所有患者经相关的临床症状、查体以及影像学资料等确诊为KOA[4]。所有患者无严重药物过敏史，无严重心、肺、肾等重要器官疾病，无精神神经疾病，无慢性疼痛或长期服用阿片类药物史。所有患者均为首次行全膝关节置换术。本研究经医院伦理委员会批准，所有患者签署知情同意书并享有随时退出研究的权利。

1.2方法

1.2.1资料采集除常规病历资料（性别、年龄、个人史、既往史、家族史等）外，所有患者手术前均测量身高、体重，并计算出体重指数（body mass index，BMI）。公式为：BMI（kg/m2）=体重（kg）/身高（m2）；进行血清白蛋白含量测定，浓度<3.5 g/dl者定义为低白蛋白血症[5]；应用静脉血栓形成危险度（risk assessment and predictor tool，RAPT）评分[6]和基于性能的功能测试（performance-based functional test，PBT）[7]系统预测患者术后功能恢复情况。其中，RAPT评分包含6个条目：年龄、性别、术前肢体活动情况、是否使用助行器、是否需要社区支持和家人照料，共计12分，得分越高，延迟康复的风险越低，10～12分为低风险，6～9分为中等风险，0～5分为高风险；PBT包含4个项目：定时起立-行走测试（timed up and go，TUG）、2分钟行走测试（2 minutes’walk，2MWT）、双手握力测试（hand grip strength，HGS）和10m自由行走测试（10-meter walking test，10mW）。记录手术时间、术中出血量，手术后1 d采用视觉模拟评分量表（visual analogue scale，VAS）评估其躯体疼痛情况，量表共计0～10分：分值越高表示疼痛越严重，0分表示完全无疼痛感觉，10分表示剧烈疼痛。自变量赋值见表1。

1.2.2手术方法所有患者施行单侧全膝关节置换术，术后使用相同抗生素及抗凝药物。所有患者的手术由同一组的高年资副主任以上医师完成。根据不同患者的实际情况选择全身麻醉或连续硬膜外麻醉。患者取仰卧位，膝关节正中切口进入，分离皮下脂肪组织、筋膜，暴露关节囊，向外翻转髌骨，切除增生的滑膜与部分髌下脂肪垫，松解内侧关节囊与髌骨韧带，将前后交叉韧带与半月板全部切除，凿除增生的骨赘，修整关节面边缘，屈膝90°，分别对胫骨、股骨进行截骨，安装骨水泥型人工假体，大量生理盐水冲洗关节腔，最后放置引流管后逐层缝合。

1.2.3评价指标术后患者康复情况根据住院时间、是否发生术后感染，以及术后1年随访所得美国纽约特殊外科医院的膝关节评分（the hospital for special surgery，HSS）和西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎评分（westernonatrioandmcmasteruniversity osteoarthritis index，WOMAC）来评价[8]。其中，HSS满分100分，包括疼痛（30分）、功能（22分）、活动度（18分）、肌力（10分）、屈曲畸形（10分）、稳定性（10分）6个方面，得分越高，提示功能恢复越好；WOMAC共26个问题，涉及疼痛、关节活动度两个方面，总分96分，得分越低，提示功能恢复越好。

1.3统计学方法

采用SPSS 13.0统计软件进行数据分析，计量资料以均数±标准差（±s）表示；计数资料以率表示；单个因素与结局指标之间的相关性采用Spearman相关性分析，多元逐步非条件Logistic回归模型分析全膝关节置换术后患者肢体功能恢复的影响因素，并计算各影响因素的比值比（odd ratio，OR）值及其95%可信区间（confidence interval，CI），以P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1纳入研究患者的临床资料

最初纳入研究的310例患者中，12例因故取消或推迟手术，19例于随访期内脱失，最终进入综合分析患者共279例。纳入研究患者的临床资料见表1、2。

表1　纳入研究患者的临床资料（计量资料）

表2　纳入研究患者的临床资料（计数资料） 例

2.2人口学因素与TKA术后康复的相关性分析

应用住院时间、术后1年并发症发生情况、HSS评分及WOMAC评分综合评价TKA术后患者康复情况。Spearman相关性分析结果显示，年龄、BMI指数、糖尿病史、低白蛋白血症与住院时间（r=0.365、0.354、0.197和0.217，P<0.05）和并发症的发生（r= 0.173、0.167、0.381和0.483，P<0.05）呈正相关，年龄、性别、BMI、吸烟史、糖尿病史、低白蛋白血症与术后1年HSS评分呈负相关（r=-0.269、-0.184、-0.217、-0.172、-0.303和-0.181，P<0.05），与WOMAC评分呈正相关（r=0.504、0.120、0.493、0.120、0.128 和0.131，P<0.05）。见表3。

表3　人口学因素与TKA术后康复的相关性

2.3术前肢体功能因素与TKA术后康复的相关性分析

术前肢体功能因素与TKA术后康复的相关性分析结果显示，术前RAPT得分与住院时间、并发症发生、WOMAC评分呈负相关（r=-0.172、-0.126、-0.513，P<0.05），与HSS评分呈正相关（r=0.492，P= 0.000）；PBT评分的4个项目中，TUG和10mW成绩与住院时间（r=0.387和0.439，P<0.05）、WOMAC评分（r=0.217和0.116，P<0.05）呈正相关，与HSS评分呈负相关（r=-0.830和-0.119，P<0.05）；HGS 和2MWT成绩与住院时间（r=-0.365和-0.434，P< 0.05）、WOMAC评分（r=-0.126和-0.634，P<0.05）呈负相关，与HSS评分呈正相关（r=0.123和0.215，P<0.05）。见表4。

表4　术前肢体功能因素与TKA术后康复的相关性

2.4术中及术后因素与TKA术后康复的相关性分析

分析术中及术后因素与TKA术后康复的相关性。术中出血量和术后VAS评分与住院时间呈正相关（r=0.203和0.134，P<0.05），手术时间与并发症的发生呈正相关（r=0.120，P=0.034）；手术时间、术中出血量和术后VAS评分与HSS评分和WOMAC评分无关（P>0.05）。见表5。

表5　术中及术后因素与TKA术后康复的相关性

2.5TKA术后康复影响因素的多元Logistic回归分析

为进一步明确各因素在住院时间、并发症发生及肢体功能恢复中的作用，分别以住院时间、并发症发生情况、HSS评分、WOMAC评分为因变量，以在相关性分析中P<0.05的变量为协变量拟合非条件多元Logistic回归模型，自变量赋值见表6。自变量的筛选采用Forward conditional向前逐步法，以P= 0.05水平作为变量进入回归模型的标准，以P=0.10作为变量排除的标准。结果显示，除住院时间相关因素中的低白蛋白血症、术中出血量、术后VAS评分，并发症影响因素中的BMI、RAPT评分、手术时间，HSS评分和WOMAC评分影响因素中的性别、BMI、吸烟史，因P>0.05未纳入方程外，其余各自变量均纳入各自回归方程进行分析。

60～70岁患者延迟出院、罹患术后并发症的风险分别是<60岁患者的1.627和1.259倍，BMI≥25 kg/m2的患者延迟出院的风险是BMI<25 kg/m2患者的1.015倍，有糖尿病病史的患者延迟出院、罹患术后并发症的风险依次升高1.871和1.224倍，低白蛋白血症患者术后并发症发生风险增高1.217倍，年龄、糖尿病史、低白蛋白血症均可延迟患者术后肢体功能的恢复。此外，RAPT评分0～5分患者延迟出院风险是6～9分患者的2.597倍，是10～12分患者的5.194倍，TUG≥15s、HGS<25kg、10mW≥15s、2MWT<100m的患者延迟出院风险依次升高1.173、1.346、1.966和2.572倍。以HSS评分为因变量进行分析，RAPT评分0～5分患者延迟康复风险是6～9分患者的2.033倍，TUG≥15s、HGS<25kg、10mW≥15 s、2MWT<100 m的患者延迟出院风险依次升高2.906、1.626、1.961和2.528倍；以WOMAC评分为因变量进行分析，RAPT评分0～5分患者延迟康复风险是6～9分患者的3.840倍；TUG≥15 s、HGS<25 kg、10mW≥15 s、2MWT<100 m的患者延迟出院风险依次升高2.382、1.594、1.381和2.047倍。见表7～10。

2.6TKA术后肢体功能恢复预测因素的敏感性检验

以住院时间和HSS评分作为评价患者肢体功能恢复的标准，将RAPT评分和PBT评分作为预测因子，用受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve，ROC）对其敏感性进行检验。结果显示，对于住院时间的预测，RAPT、HGS、2MWT、TUG、10mW对应的曲线下面积（area under the curve，AUC）分别为0.898、0.908、0.815、0.940和0.850（见附图A、B）。对于肢体功能恢复的预测，RAPT、HGS、 2MWT、TUG、10mW对应的AUC分别为 0.892、0.915、0.843、0.907和0.819（见附图C、D）。提示RAPT评分和PBT评分为TKA术后肢体功能恢复的可靠预测因素。

表6　变量赋值表

表7　TKA术后住院时间影响因素的Logistic回归分析

表8　TKA术后并发症影响因素的Logistic回归分析

表9　TKA术后HSS评分影响因素的Logistic回归分析

表10　TKA术后WOMAC评分影响因素的Logistic回归分析

附图　TKA术后肢体功能恢复预测因素的敏感性检验

3　讨论

膝关节骨关节炎是骨科的一种常见病、多发病，多见于中老年人。人工全膝关节置换术是治疗膝关节破坏性疾病的有效方法[9]，其成功关键在于术后肢体的功能的康复。深入了解影响TKA术后康复的危险因素及预测性指标，对及时采取预防措施，促进患者康复有重要意义。目前国内多数关于TKA的研究多为回顾性研究，在纳入指标的选择上存在局限性，且对于TKA术后康复影响因素的分析多采用描述性研究，很少应用回归分析或借助方程模型综合分析多种影响因素的系数和路径。因此存在统计粗略，预测性差的弱点。

本研究采用前瞻性队列研究的方法，综合临床实践和以往研究，从人口学因素、临床因素、术中及术后因素4个方面选取年龄、性别、BMI、吸烟史、饮酒史、皮肤病史、糖尿病史、低白蛋白血症、RAPT得分、PBT4项测试成绩、手术时间、术中出血量、术后VAS评分等16个可能影响因素。通过Spearman相关性分析对纳入研究的因素进行筛选，Logistic回归预测其风险系数，并应用ROC曲线对预测因素的敏感性进行检验。

TKA术后患者的康复受多种因素影响。临床研究发现，行TKA手术的KOA患者年龄多>60岁，多数伴有糖尿病、高血压、高脂血症等常见的慢性疾病[10]，对功能锻炼的依从性差[11]，不利于术后康复。本研究中发现人口学因素方面，年龄、糖尿病史与住院时间、并发症发生及肢体功能恢复均存在相关性，年龄较大、糖尿病史为影响患者术后康复的危险因素。此外，较高的BMI为延迟出院及肢体功能恢复的危险因素，与国外一项同类研究得出的结论一致[7]。另有国外研究表明，男性和吸烟者更易出现肢体功能恢复障碍[12]，本研究中性别和吸烟史与HSS及WOMAC评分相关，但未能作为危险因素列入回归方程，可能与种族差异和本文纳入样本量较小有关。有报道称牛皮癣、银屑病等皮肤疾病与类风湿性关节炎、强直性脊柱炎等骨关节疾病的活动性及预后存在相关性[13]，因此本文分析该类皮肤病与TKA术后康复的相关性，结果未发现两者之间存在相关性。术中及术后因素方面，胡小雪等[14]研究显示，>60%的患者因术后剧烈疼痛而影响其预后效果，本研究中分析术后VAS评分仅与住院时间存在相关性，对术后并发症的发生及肢体功能恢复无明显影响，分析原因可能为本研究评价的是1年后肢体功能恢复情况，距离手术时间较远，而术后疼痛更易对近期疗效产生影响。梁嘉铭[15]对TKA术后感染的一项研究表明，手术时间越长，手术出血量多，患者术后感染几率越高。本研究中手术时间与术后并发症发生之间存在相关性，但并未列入回归方程，术中出血量仅与住院时间相关，可能与本研究纳入患者手术时间普遍较短，出血量较少有关。RAPT得分和PBT测试被很多国外研究用来预测膝/髋关节置换术后的肢体功能恢复[16-18]，但在国内研究中却鲜有报道。本研究中，RAPT得分和PBT测试与住院时间及患者肢体功能恢复情况均存在相关性，为肢体功能恢复的影响因素。且经ROC曲线检验，两者对TKA患者术后康复具有较好的预测性。

本研究为前瞻性队列研究，缺陷在于研究过程中存在病例脱失情况，且样本量相对较小，缺少分层研究。优点在于临床资料收集较为全面，检测指标及评判标准明确，且应用ROC曲线对影响患者TKA术后功能恢复的预测性因素进行评估，所得结论可靠，可为术前预测康复风险、及时制定个体化治疗方案、促进患者康复提供依据。

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（童颖丹编辑）

中图分类号：R 687.4

文献标识码：B

DOI:10.3969/j.issn.1005-8982.2016.13.026

文章编号：1005-8982（2016）13-0131-07

收稿日期：2015-12-29

Preoperative prediction of functional recovery after total knee arthroplasty:a prospective cohort study

Zheng Li，Hong-bo Hu，Yu-min Li，Peng-xiao Sun
（The Second Department of Orthopedics，Weinan Central Hospital，Weinan，Shaanxi 714000，China）

Abstract:Objectives To evaluate the value of conventional factors，the Risk Assessment and Predictor Tool（RAPT）and performance-based functional tests as predictors of recovery after total knee arthroplasty （TKA）.Methods A prospective cohort study was performed in our hospital for 310 patients who underwent TKA between January 2010 and June 2014.Demographic and clinical variables were assessed and the data were analyzed by Spearman correlation analysis and multiple logistic regression analysis.Results Twelve cases of the total patients canceled or postponed the surgery，while 19 cases were lost in the follow-up period.A total of 279 cases were included in the final analysis.The results of Spearman correlation analysis showed that gender，age，body mass index（BMI），history of smoking，diabetes，hypoalbuminemia，RAPT score，score based on the performance of functional testing（PBT），operation time，intraoperative blood loss，as well as postoperative pain were significantly associated with postoperative rehabilitation（P＜0.05）.The results of multivariate logistic regression analysis indicated that elder age and higher BMI，history of diabetes，poorly RAPT and PBT scores were the risk factors for prolonged hospital stay；elder age，history of diabetes and hypoalbuminemia were the risk factors for complications；and elder age and history of diabetes were the risk factors for limb function recovery.Mostly，RAPT and PBT scores were the predictors of limb function recovery. Conclusions TKA postoperative rehabilitation is related with a variety of factors.To reduce the associated risk factors above is necessary，especially in at-risk patients.

Keywords:total knee arthroplasty；functional recovery；logistic regression；prospective cohort study