腰大肌-腰椎指数与老年髋部骨折术后并发症风险的关系

常德海,杜广哲,郭二鹏,侯作宝,康万年,徐 砜

髋部骨折在老年人中很常见,通过手术治疗,以促进骨折愈合并缩短病程[1]。然而,老年患者骨科手术后并发症的风险很高[2],因此,预防此类并发症是一个值得研究的领域。特别是老年人群代谢减慢、饮食和活动量降低、体质因素可能正在成为老年人群从某些应激事件中恢复生理储备的有用预测指标[2-4]。基于放射学线片测量的肌少症被提议可作为虚弱的替代指标,如测定腰大肌-腰椎指数(psoas-to-lumbar vertebral index,PLVI)被认为是核心肌群肌少症的一种简单易行的测量指标[5,6]。在心血管手术[5]和胸外科手术[6]中,PLVI与老年患者手术结果之间的关系已有报道,然而,肌少症对需要髋部骨折手术的老年患者的影响尚未完全确定。本研究旨在评估在接受髋部骨折手术的老年患者中,基于双能X线吸收测定法(dual energy X-ray absorptiometry,DXA)确定的PLVI与术后并发症间的关系。

1 对象与方法

1.1 对象 选取2016-03至2020-12在我院骨科行髋部骨折手术(包括内固定术和关节置换术)的老年患者进行研究。纳入标准:(1)≥60岁;(2)诊断为股骨颈骨折或股骨转子间骨折[7];(3)CT检查结果完整;(4)在重复分析同一患者的病例中,只分析最近的数据。排除标准:(1)既往有骨折史;(2)严重肾功能不全[肾小球滤过率估算值<15 ml/(min·1.73 m2)]或恶性肿瘤;(3)多发性骨折(非单纯骨折),其L4水平的横切面无法通过计算机断层扫描(CT)确定;或腰椎或腰大肌的横切面积无法测量;(4)接受两次或多次骨科手术;(5)临床病历不完整、缺失或无法获得术前CT图像;手术记录不完整或术后未得到随访。在接受髋部骨折手术的875例老年患者中,根据研究标准排除了189例,共有686例被纳入本研究。研究方案已获本院院校审查委员会的批准,所有方案均按照《赫尔辛基宣言》进行。根据机构审查委员会的规定,由于本调查不包括任何患者干预或直接接触患者,因此不需要患者提供知情同意。

1.2 方法

1.2.1 测量 根据患者体重调整CT图像采集参数。在L4椎体紧邻后部起点的下方测量右侧和左侧腰大肌横截面积。为了使身体习性正常化,还记录了L4椎体的横截面积(图1)。计算每个患者的PLVI。PLVI定义为左右腰大肌平均横截面积和L4椎体面积之间的比值[5,6,8]。由于男性和女性肌肉含量和椎体解剖都有一定差异,因此参考Ebbeling等[5],根据男性和女性PLVI中位值将患者分为两组(低PLVI组和高PLVI组)。

图1 计算腰大肌-腰椎指数的典型CT图像

A. PLVI计算为左右腰大肌(蓝色线圈和白色线圈)平均横截面积和L4椎体面积(红色线圈)之间的比值; B. 典型的矢状图。横截面图像是在虚线的水平上获得的。

1.2.2 一般资料收集 收集了人口统计学和临床数据,如年龄、性别、体重指数(body mass index,BMI)、合并症、吸烟史、保险覆盖范围、就业状况、种族/民族、美国麻醉师协会(ASA)分级、受伤机制和骨折类型。此外,临床数据包括创伤严重度评分(injury severity score,ISS)、重症监护室住院时间、呼吸机使用时长、住院时间。低白蛋白血症定义为血清白蛋白(albumin,ALB)<35 g/L。超重/肥胖定义为体重指数>24.0 kg/m2[9]。伤口并发症的发生率,包括伤口裂开和伤口感染,从住院和门诊的电子病历中检索。

1.2.3 研究终点 主要观察结局指标为手术后6个月内发生的任何并发症(包括愈合不良、谵妄、肺炎、尿路感染、深静脉血栓、心力衰竭、呼吸衰竭、脓毒症)。次要研究终点还包括调查PLVI与老年髋部骨折手术患者1年和总死亡率的关系。并发症诊断标准:(1)随访期间出现持续疼痛、化脓性渗出物,并伴有发热、寒战等症状,则视为愈合不良;(2)根据谵妄评估方法中文版,得分≥20分则诊断为谵妄[10];(3)根据临床症状以及胸部X线片显示空域混浊、肺叶实变或间质混浊,诊断为肺炎;(4)出现发热、尿频、排尿困难、耻骨上压痛、肋-脊椎角疼痛/压痛以及尿培养菌落数>104个/ml或者白细胞酯酶和(或)硝酸盐检测呈阳性,则诊断为尿路感染;(5)彩色多普勒超声检查根据ACCP指南诊断深静脉血栓[11];(6)根据临床表现和辅助检查(如左室射血分数<45%)诊断为心力衰竭;(7)呼吸衰竭定义为患者出现气促加重、呼吸困难、发绀、躁动等,未吸氧条件下PaO2<60 mmHg或伴有PCO2>50 mmHg;(8)脓毒症诊断是基于Sepsis3.0诊断标准[12]。

1.3 统计学处理 采用SPSS 22.0对数据进行统计分析。计数资料以%表示,采用χ2检验或Fisher’s精确检验。计量资料以中位值[M(Q1,Q3)]表示,两组间差异采用独立样本t检验或Mann-Whitney U非参数检验。应用多因素Logistic回归分析并发症发生的影响因素。采用Kaplan-Meier曲线对两组(低PLVI组vs.高PLVI组)患者1年病死率和累积总病死率进行评估。Cox比例风险回归模型用于识别1年的风险因素和总病死率。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组患者基线临床资料 术后6个月内122例(17.78%)出现并发症,这部分患者年龄大,ASA 4级患者比例、合并慢性肾脏疾病或冠心病患者比例高,骨折至手术时间间隔以及术后负重时间长,同时术前血清ALB水平和PLVI低(P<0.05,表1)。

表1 老年髋部骨折手术人群的基线特征、围手术期变量、手术结局

2.2 PLVI与老年患者术后并发症的关系 本研究观察到的并发症包括愈合不良、谵妄、肺炎、尿路感染、深静脉血栓、心力衰竭、呼吸衰竭、脓毒症,发生率分别为17.06%、13.41%、11.37%、6.27%、3.35%、1.31%、0.87%、0.15%。将患者分为低PLVI组(n=343)和高PLVI组(n=343)。与高PLVI组相比,低PLVI组患者愈合不良、谵妄、肺炎的发生率高(P<0.05,表2)。

表2 两组老年髋部骨折手术患者术后并发症发生率分析 (n;%)

2.3 多因素logistic回归分析 将术后6个月内发生的并发症(包括愈合不良、谵妄、肺炎)作为因变量,进一步校正表1中P<0.1的变量,此外,由于内固定术和关节置换术的手术时间、术中失血量、术后负重时间都有差异,故也纳入回归模型,经多因素Logistic回归分析,合并慢性肾脏疾病、骨折至手术间隔延迟、术前ALB水平降低以及低PLVI都是影响老年患者髋部骨折手术后并发症发病风险的独立预测因子(P<0.05,表3)。

表3 多因素logistic回归分析影响老年髋部骨折手术后6个月内并发症发病风险的临床因素

2.4 生存分析 结果发现,术后1年内死亡率为1.46%(10/686);中位随访时间为574(377,980)d,随访期间累积总死亡率为6.56%(45/686)。在多因素Cox回归分析中,校正年龄、性别、BMI、饮酒史、吸烟史、合并症史、手术方式等潜在的危险因素,结果显示低PLVI与1年病死率无关[危险比(HR):0.248,95% CI:0.053～1.169,P=0.078],但是与总病死率(HR:0.151,95%CI:0.064～0.357,P=0.001)显著相关。经Kaplan-Meier曲线分析,低PLVI组和高PLVI组患者1年死亡率(2.33%,8/343vs.0.58%,2/343)无统计学差异(log rank=3.641,P=0.056,图2A),但是低PLVI组患者总病死率高于高PLVI组(11.37%,39/343vs.1.75%,6/343)(log rank=24.610,P<0.001,图2B)。

图2 PLVI<中位值和PLVI≥中位值组的Kaplan-Meier生存曲线PLVI. 腰大肌-腰椎指数; A.1年生存率;B.总生存率。

3 讨 论

本项研究发现,术前较低的PLVI与髋部骨折手术后愈合不良、谵妄、肺炎的发生风险独立相关。此外,笔者还报告了在需要髋部骨折手术的老年患者中,术前PLVI与总病死率增高有关。据此,笔者认为PLVI可以为预测老年髋部骨折术后并发症提供重要信息。

对于老年创伤患者,“虚弱”概念的提出有助于临床预后,它是老年人各种疾病状态结果的驱动因素[3]。目前,“虚弱”与骨折手术结局之间的关系没有得到很好的描述,部分是因为在老年创伤人群中使用传统指标,例如,日常活动困难、步行速度减慢、疲劳、体重减轻等[4],进行“虚弱”评估是不可行的。骨折从本质上来说是不可预测的,因此大多数受伤患者没有常规指标的基线测量。而且创伤后,传统指标可能会受到精神状态改变或无法参加体力活动的限制。寻找不依赖于患者积极参与的客观替代指标无疑是一种有吸引力的解决方案。

肌肉减少症是虚弱的替代指标之一,可以通过测量核心肌群大小(如腰大肌)来评估[5-7,13]。腰大肌总面积(total psoas muscle area,TPA)与主动脉瓣置换术的发生率和长期病死率以及开放性腹主动脉瘤修补术的病死率有关[14]。然而,考虑到TPA临界值可能随着体型的变化而变化,因此需要调整体型。其他一些研究也提到了PLVI可单独反映个体身体素质的效能[15,16]。Ebbeling等[5]发现,PLVI可作为核心肌群肌少症的替代指标,独立预测老年创伤患者的发生率和病死率。这与本研究结果相近。PLVI反映了核心肌群减少,根据我们的结果,低PLVI与老年髋部骨折手术后并发症及病死率相关。目前不同研究已将肌少症确定为外科患者发生率和病死率的独立危险因素[5,6,17]。Hajibandeh等[17]荟萃分析提示,肌肉减少与死亡率、总并发症、重症监护病房护理时间的高风险相关。术后感染,包括肺部感染、尿路感染、脓毒症等都是骨折手术后死亡的重要原因。本研究发现,术前PLVI在这些结局中起着关键作用。

肌肉减少是虚弱的主要组成部分,并且在病因上有相似之处。例如,呼吸肌的力量可以有效地调节咳嗽,以清除呼吸道[18],如果肌肉质量减轻,则更容易发生肺炎。肌少症也与炎症引起的免疫系统损害有关[19],骨骼肌被认为是重要的分泌器官,肌细胞可分泌肌动蛋白,并调节免疫系统。例如,肌肉淋巴细胞产生的白细胞介素(Interleukin,IL)-6可刺激抗炎细胞因子,如IL-10和IL-1受体拮抗剂;IL-7与未成熟淋巴细胞的发育和维持有关;IL-15是自然杀伤细胞发育和存活所必需的[20]。这些肌动蛋白的分泌都有助于维持免疫功能。因此,与之前的研究相对应,本研究中低PLVI患者的病死率较高,表明PLVI在某种程度上可作为肌肉减少的替代指标,PLVI降低似乎可以成为预测老年髋部骨折手术后发生率和病死率的候选指标。

此外,术后谵妄在虚弱的老年患者中很常见,与患者住院时间延长、感染风险增加、住院治疗和6个月病死率相关[21]。谵妄和肌少症可能具有相似的病理生理机制和潜在的生物串扰[22]。因为大量研究表明,炎症介质、活性氧生成、内分泌系统和微血管病变的失调在两者的病理生理学中都起着关键作用[23]。这也解释了低PLVI组患者术后谵妄发生率较高的原因。在本研究的两个组中,低PLVI组ALB水平较低,同时CRP水平升高,这也说明了炎症和营养不良在虚弱的病理生理学中起着重要作用。

总之,术前PLVI可独立预测老年患者髋部骨折手术后并发症风险,尤其是愈合不良、谵妄、肺炎的发生风险及死亡率有关。PLVI可能是评估核心肌群减少症的一种简单、客观的方法,有望成为接受髋部骨折手术老年患者的有效预后因子。