髋关节翻修术后输血的危险因素分析及列线图预测模型建立

洪尉师 张亚鑫 林群 马艺博 孙钰

1大连医科大学（辽宁大连 116000）；2江苏省苏北人民医院关节外科（江苏扬州 225000）

随着人类寿命的不断增长和医疗技术的进步，越来越多的髋关节疾病患者选择行人工髋关节置换术，随之而来需要面临的问题就是后期的髋关节翻修手术。一项欧洲多中心的观察性研究显示初次单侧全髋关节置换术围手术期平均失血量即可达1 944 mL［1］，而髋关节翻修术由于手术更复杂、软组织损伤更大、骨量丢失多等因素导致其失血量远远多于初次髋关节置换术［2］。庞大的失血量意味着患者术后异体输血的概率大大升高，同时增加住院时间和费用以及并发症和死亡率等风险［3-6］。因此寻找髋关节翻修患者术后输血的危险因素，提前干预并做好血液管理就显得尤为重要。但目前并没有相关研究报告髋关节翻修术后输血风险的预测模型。因此，本研究旨在调查分析髋关节翻修患者术后输血的发生率和术前危险因素，采用目前广泛使用的列线图来构建术后输血风险的预测模型，希望能为临床上早期筛选术后高风险输血患者提供指导意义。

1 资料与方法

1.1 病例资料收集2012年8月至2021年3月在江苏省苏北人民医院行人工髋关节翻修术的患者共162 例，男69 例，女93 例，年龄37～92 岁。其中输血组88 例，占比54.32%；未输血组74 例，占比45.68%。在本研究中，输血组被定义为在髋关节翻修术后14 d 内接受异体输血的患者。本院的输血适应证为：Hb＜70 g/L 或Hb＜80 g/L 但伴有贫血症状的患者。本回顾性研究经江苏省苏北人民医院伦理委员会批准（受理号2021ky275）。纳入标准：（1）综合病史及检查结果，有手术指征；（2）既往患侧已行人工全髋关节置换；（3）年龄＞18 岁；（4）术前6 个月内未出现严重的心脑血管问题；（5）病历资料信息真实完整。排除标准：（1）术前输血者；（2）凝血常规异常者；（3）既往有血栓病史者，长期服用抗凝药物者；（4）严重的心肺或肝肾功能不全不能正常耐受手术者；（5）其他围手术期禁忌证。

1.2 治疗方法所有患者手术均由同一主刀医师及其团队完成，患者取侧卧位，根据麻醉医师会诊意见采取椎管内麻醉或全身麻醉，采取后外侧入路，充分暴露后取出上次假体，结合患者自身情况安装合适的髋关节假体。而后冲洗手术野，充分止血并局部注射“鸡尾酒”后缝合关节腔。术后采用头孢呋辛钠（1.5 g bid × 2 d）预防感染，皮下注射低分子肝素钠（4000AxaIU ih qd）预防下肢深静脉血栓形成。

1.3 观察指标收集患者资料，包括年龄、性别、BMI、高血压、糖尿病、骨质疏松、术前红细胞、术前血红蛋白、术前血小板、术前凝血酶原时间（PT）、术前活化部分凝血酶时间（APTT）、术前国际标准化比值（INR）、术前凝血酶时间（TT）、术前血钙、术前白蛋白和ASA 评分。BMI 按照中华人民共和国卫生行业标准［7］，骨质疏松情况根据患者骨密度检查结果示：T 值＜-2.5 被定义为骨质疏松。术前血红蛋白根据血常规结果分为男性贫血：HB＜120 g/L；女性贫血：HB＜110 g/L。术前血钙：2.75 mmol/L ≥正常≥2.25 mmol/L，偏低＜2.25 mmol/L。其中高血压及糖尿病患者术前药物控制在血压＜140/90 mmHg，空腹血糖＜7.3 mmHg。

1.4 统计学方法收集数据采用SPSS 22.0 统计软件进行分析，计数资料以例表示，比较用χ2检验；计量资料以均数±标准差表示，比较用独立样本t检验。首先进行因素筛选，将差异有统计学意义（为避免重要变量的丢失，单因素分析定义P＜0.1为差异有统计学意义）的变量进行多因素二元logistic 回归分析［8］，进而得到髋关节翻修术后输血的独立危险因素。运用R 软件（4.1.1）建立髋关节翻修术后输血的预测模型，而后绘制列线图及校准曲线，利用R语言计算曲线下面积（AUC）。评估列线图模型的区分度、准确度。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 影响因素筛选结果结果显示，未输血组与输血组在性别、年龄、BMI、糖尿病、术前血小板、术前APTT 和术前白蛋白水平方面差异无统计学意义（P＞0.1），而在术前红细胞、高血压、骨质疏松、术前血红蛋白、术前INR、术前PT、术前TT、ASA 评分和术前血钙水平方面差异有统计学意义（P＜0.1），见表1、2。

表1 两组计量资料影响因素比较Tab.1 Comparison of influencing factors of measurement data between the two groups ±s

表1 两组计量资料影响因素比较Tab.1 Comparison of influencing factors of measurement data between the two groups ±s

影响因素年龄（岁）术前红细胞（×1012/L）术前PLT（×109/L）术前PT（s）术前APTT（s）术前INR术前TT（s）术前白蛋白（g/L）未输血组（n=74）68.09±8.90 4.29±0.64 201.41±72.09 13.01±0.74 37.32±7.72 0.99±0.07 17.41±1.07 43.54±4.95输血组（n=88）68.94±9.99 4.09±0.63 201.73±73.50 13.40±1.40 38.24±7.52 1.02±0.14 17.09±1.20 42.49±5.77 t值-0.572 1.931-0.028-2.279-0.765-1.750 1.835 1.249 P值0.568 0.055 0.978 0.024 0.446 0.082 0.068 0.214

2.2 多因素logistic 回归分析结果结果显示，高血压、骨质疏松、术前血红蛋白、术前血钙与术后输血与否密切相关，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表4。

表2 两组计数资料影响因素比较Tab.2 Comparison of influencing factors of counting data between the two groups例

表3 变量赋值表Tab.3 Variable assignment table

表4 髋关节翻修术后输血危险因素的多因素分析结果Tab.4 Multivariate analysis results of risk factors for blood transfusion after hip revision

2.3 预测模型构建运用R 软件（4.1.1）根据多因素分析结果来构建髋关节翻修术后输血的列线图模型（图1），并绘制其ROC 曲线及校准曲线。得到曲线下面积（AUC）为0.751，校准曲线斜率接近1（图2），表明该预测模型预测术后输血风险具有较好的区分度和准确度。

图1 预测髋关节翻修术后输血的列线图Fig.1 A diagram predicting blood transfusion after revision of the hip joint

图2 列线图预测髋关节翻修术后输血的校准曲线Fig.2 Calibration curves for the prediction of blood transfusion after revision of the hip joint using a line diagram

3 讨论

髋关节翻修术因其手术更复杂、软组织损伤更大和骨量丢失更多等原因而导致其失血量远远多于初次髋关节置换术［2，9］。围手术期大量失血导致患者乏力、恐慌、呼吸短促甚至休克。因此，识别高危患者并及早干预以减少输血的发生是非常重要的。本研究中结果显示术前血红蛋白、术前血钙、骨质疏松、高血压是髋关节翻修术后输血的独立危险因素，然后基于这4 项独立危险因素创建术后输血风险的列线图预测模型，列线图的AUC 为0.751。此外，列线图的AUC 显著高于所有独立预测变量的AUC。更重要的是，列线图得到了独立队列的验证，验证结果证实该列线图可以很好地预测髋关节翻修术患者的围手术期输血与否。根据评估结果，可于术前筛选出髋关节翻修术后输血高危患者从而提前采取围手术期血液管理，以减少经济负担和副作用风险。

既往研究已经证明术前贫血是影响关节置换术后输血的独立危险因素［10-13］。本研究中将男女贫血分别定义为：男性：HB＜120 g/L；女性：HB＜110 g/L。通过多因素logistic 回归分析最终得到：术前血红蛋白正常为关节置换术后的保护因素。相较于血红蛋白正常的患者，术前血红蛋白降低患者将在列线图中增加约61 分的权重。因此，对于术前血红蛋白降低的患者，可于术前注射促红细胞生成素或采取术前血液稀释等手段来减少髋关节翻修术后异体输血的风险。

有研究认为血钙降低会激活钙离子受体所在血管周围神经，使得切口周围的血流动力学发生变化，导致更多的失血［14］。同时钙离子在内源性或外源性凝血机制酶联反应中发挥着主要作用，血钙水平的降低意味着凝血功能的减退，从而造成了更多血液的丢失。本研究中发现术前血钙降低是髋关节翻修术患者术后输血的独立危险因素，术前血钙降低患者将在列线图中增加约76 分的权重。因此，对于术前血钙水平降低患者，合理提高其血钙可以有效减少髋关节翻修术后异体输血的发生。

本研究显示相比较于骨量正常的患者，骨质疏松患者将在列线图中增加约100 分的权重。主要原因分析认为：骨质疏松患者的骨髓间隙增加，截骨后血液流进增大的骨髓间隙中，导致隐性失血随之增加。另外，骨质疏松患者体内氧自由基水平升高，可与红细胞磷脂膜产生过氧化反应而导致溶血，进一步加重血红蛋白的丢失［15-16］。因此，对骨质疏松患者采取术前有效的干预措施，如术前血液稀释或自体血回输等措施能够预防髋关节翻修术后异体输血的发生。

既往有报道称高血压是患者髋部术后失血的危险因素［17］，而本研究中高血压患者将在列线图中增加约57 分的权重。分析原因可能是：虽然术中常规使用氨甲环酸等止血药物来减少术后隐性失血的发生，但为了预防下肢深静脉血栓形成等术后并发症而往往于手术当天即采取抗凝治疗；同时由于软组织松解、髋臼打磨以及术中扩髓所形成的微小出血点在血压升高、毛细血管脆性增加等作用下不断渗血瘀滞在组织间隙中，从而导致患者隐性失血大大增加［17］。因此，针对术前高血压患者，于术前进行合理的降压治疗对于减少髋关节翻修术后的异体输血意义重大。

既往有文献曾报道称年龄是患者术后输血风险增加的危险因素，年龄≥80 岁的患者相较于更年轻的患者对术后输血的需求更高［18］。但在本研究中并未发现年龄对患者术后输血率的影响，考虑可能是其他因素干扰所致。既往文献已经证实更长的手术时间是患者术后输血的危险因素［19-21］，而高龄患者因其基础疾病多导致其对手术和麻醉的耐受程度较差而要求更短的手术时间；且相较于年轻患者术后追求更好的功能，高龄患者可能主要解决疼痛问题从而一定程度上缩短了手术时间。因此，高龄患者或许因其手术目的和要求的不同而间接通过影响手术时间降低了患者的术后输血率。因此，在本次研究中并未体现出年龄与其术后输血率的显著相关性。

本研究旨在针对患者手术前指标筛选出高输血风险因素并提前采取预防措施，纳入的所有因素均为术前指标。术后输血相关的危险因素如手术时间、术后血钙等已在文献中证实的因素并未纳入研究。因此，本研究存在不足：（1）采用回顾性研究，纳入研究的数据均来自医院病历系统而容易产生选择偏倚和回忆偏倚，在预测上的判别能力有待外部测试证实，未来需要前瞻性的研究来更好地证明这一结论。（2）由于研究条件的限制，本研究为单中心临床研究，考虑到髋关节翻修患者本身病例数较少而放宽了研究周期，因此可能在手术技术、硬件设施和手术用药方面存在偏倚。

综上所述，高血压、骨质疏松、术前血红蛋白以及术前血钙水平是导致髋关节翻修患者术后输血的独立危险因素；通过R 语言软件构建术后输血列线图预测模型的区分度与准确度良好。根据此列线图预测模型可以提前筛选出术后输血高危患者并积极采取措施，如术前合理控制患者血压及血钙水平、术前应用促红细胞生成素、围手术期血液稀释和自体血回输等，能够减少髋关节翻修患者术后输血的发生。