老年股骨颈骨折全髋或半髋关节置换的中远期状态：倾向性评分匹配法评价

doi:10.12307/2024.616

中国组织工程研究 ›› 2024, Vol. 28 ›› Issue (24): 3839-3844.doi: 10.12307/2024.616

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老年股骨颈骨折全髋或半髋关节置换的中远期状态：倾向性评分匹配法评价

李志鹏，环大维，袁兆丰，丁凯，邱越，夏天卫，沈计荣

南京中医药大学附属医院(江苏省中医院)，江苏省南京市 210004

收稿日期:2023-04-23 接受日期:2023-07-29 出版日期:2024-08-28 发布日期:2023-11-21
通讯作者: 沈计荣，主任医师，硕士生导师，南京中医药大学附属医院(江苏省中医院)，江苏省南京市 210004
作者简介:李志鹏，男，1997年生，山东省临沂市人，汉族，南京中医药大学在读硕士，主要从事关节与创伤研究。

Mid- and long-term state after total hip arthroplasty versus hemiarthroplasty for femoral neck fractures in the elderly: evaluation using propensity score matching method

Li Zhipeng, Huan Dawei, Yuan Zhaofeng, Ding Kai, Qiu Yue, Xia Tianwei, Shen Jirong

Affiliated Hospital of Nanjing University of Chinese Medicine (Jiangsu Provincial Hospital of TCM), Nanjing 210004, Jiangsu Province, China

Received:2023-04-23 Accepted:2023-07-29 Online:2024-08-28 Published:2023-11-21
Contact: Shen Jirong, Chief physician, Master’s supervisor, Affiliated Hospital of Nanjing University of Chinese Medicine (Jiangsu Provincial Hospital of TCM), Nanjing 210004, Jiangsu Province, China
About author:Li Zhipeng, Master candidate, Affiliated Hospital of Nanjing University of Chinese Medicine (Jiangsu Provincial Hospital of TCM), Nanjing 210004, Jiangsu Province, China

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

倾向性评分匹配法：是一种处理观察研究数据的统计学方法。在观察研究中，由于各种原因存在导致混杂因素较多，原始数据偏差大，影响后续数据间对比分析，倾向性评分匹配的方法正是为了减少这些偏差和混杂变量的影响，以便对实验组和对照组进行更合理的比较。
移位性股骨颈骨折：采用股骨颈骨折中最常用的Garden分型法，它通过判断骨折是否完全和移位情况将骨折分成4型。其中Ⅲ、Ⅳ型已经出现骨折处移位，统称为移位性股骨颈骨折，此类型属于关节置换的标准。

背景：关节置换是治疗老年移位性股骨颈骨折的主要手段，全髋关节置换与半髋关节置换的选择是目前具有较大争论的焦点。

目的：基于倾向性评分匹配法对比直接前入路下全髋与半髋关节置换治疗老年移位性股骨颈骨折的中远期生存状态。
方法：选择2016年1月至2021年1月收治的147例老年移位性股骨颈骨折患者(≥65岁)，其中88例行全髋关节置换，59例行人工股骨头置换(半髋关节置换)。对于患者术前合并症采用年龄校正Charlson合并症评分表，计算患者虚弱度，并采用倾向性评分匹配法对两组患者进行1∶1匹配，比较匹配后两组患者的手术时间、出血量、术后住院时间、住院费用、营养指标、术后并发症、死亡率和术后生存时间，其中术后生存时间采用Kaplan-Meier生存分析。

结果与结论：①倾向性评分匹配后，两组共有42对匹配成功，匹配后两组患者术前资料均衡可比(P > 0.05)；②与半髋关节置换组相比，全髋关节置换组手术时间(79.71 min vs. 59.07 min，P < 0.001)、出血量(839.64 mL vs. 597.83 mL，P=0.001)、住院费用(56 508.15元 vs. 41 702.85元，P < 0.001)明显增加，但全髋关节置换组死亡率低于半髋关节置换组(36% vs. 57%，HR=0.44，95%CI：0.23-0.87，P=0.018)，平均生存时间长于半髋关节置换组(59.4个月 vs. 43.7个月，P=0.024)；③两组患者在术后住院时间、术前术后营养指标、术后整体并发症发生率上，差异均无显著性意义(P > 0.05)；但在术后疼痛方面，半髋关节置换组疼痛发生率明显高于全髋关节置换组(24% vs. 7%，P=0.035)；④整体来看，全髋关节置换具有更好的长期预后生存效果，但对于身体素质差的患者则更适合行半髋关节置换；同时，术后的疼痛可能很大程度上会对患者髋关节置换后的生活质量及存活时间产生影响。

https://orcid.org/0000-0002-5539-3775 (李志鹏)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 直接前入路, 移位性股骨颈骨折, 老年, 全髋关节置换, 半髋关节置换, 年龄校正Charlson合并症评分, 倾向性评分匹配, 生存状态

Abstract: BACKGROUND: Arthroplasty is the primary treatment for displaced femoral neck fractures in the elderly, and the choice of total hip arthroplasty versus hemiarthroplasty is currently the subject of considerable debate.
OBJECTIVE: To compare the mid- and long-term survival status of total hip arthroplasty versus hemiarthroplasty under a direct anterior approach for displaced femoral neck fractures in the elderly based on the propensity score matching method.
METHODS: One hundred and forty-seven elderly patients (≥ 65 years of age) with displaced femoral neck fractures were admitted from January 2016 to January 2021, of whom 88 had total hip arthroplasty (total hip arthroplasty group) and 59 had artificial femoral head replacement (hemiarthroplasty group). For the patients’ preoperative comorbidities, the age-corrected Charlson Comorbidity Scale was used to quantify the scores and calculate patient frailty. The propensity score matching method was used to match the two groups 1:1 and to compare the operation time, bleeding, postoperative hospitalization time, hospitalization cost, nutritional index, postoperative complications, and mortality between the two groups after matching. Postoperative survival time was determined by Kaplan-Meier Survival analysis.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) After propensity score matching, a total of 42 matched pairs were successful in both groups, and the preoperative data of patients in both groups were balanced and comparable after matching (P > 0.05). (2) Compared with the hemiarthroplasty group, operation time (79.71 minutes vs. 59.07 minutes, P < 0.001), bleeding volume (839.64 mL vs. 597.83 mL, P=0.001), and hospitalization cost (56 508.15 yuan vs. 41 702.85 yuan, P < 0.001) were significantly higher in the total hip arthroplasty group. However, the mortality rate was lower in the total hip arthroplasty group than in the hemiarthroplasty group (36% vs. 57%, HR=0.44, 95%CI: 0.23-0.87, P=0.018), and the mean survival time was longer in the total hip arthroplasty group than in the hemiarthroplasty group (59.4 months vs. 43.7 months, P=0.024). (3) There were no statistically significant differences in postoperative hospitalization time, preoperative and postoperative nutritional indicators, and overall postoperative complication rate between the two groups (P > 0.05). However, in terms of postoperative pain, the incidence of pain was significantly higher in the hemiarthroplasty group than that in the total hip arthroplasty group (24% vs. 7%, P=0.035). (4) Overall, total hip arthroplasty has a better prognosis for survival, while hemiarthroplasty is more appropriate for patients with poor physical fitness. At the same time, postoperative pain may largely affect the quality and survival time of patients after hip arthroplasty.

Key words: direct anterior approach, displaced femoral neck fracture, elderly, total hip arthroplasty, hemiarthroplasty, age-corrected Charlson comorbidity scale, propensity score matching, survival status

中图分类号:

李志鹏, 环大维, 袁兆丰, 丁凯, 邱越, 夏天卫, 沈计荣. 老年股骨颈骨折全髋或半髋关节置换的中远期状态：倾向性评分匹配法评价[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(24): 3839-3844.

Li Zhipeng, Huan Dawei, Yuan Zhaofeng, Ding Kai, Qiu Yue, Xia Tianwei, Shen Jirong. Mid- and long-term state after total hip arthroplasty versus hemiarthroplasty for femoral neck fractures in the elderly: evaluation using propensity score matching method[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2024, 28(24): 3839-3844.

图/表（结果） 6

2.1 参与者数量分析 PSM后的84例患者获得了2-7年随访，患者全部进入结果分析。
2.2 试验分组流程具体见图2。

2.3 基线资料比较倾向评分匹配前，两组的年龄、白蛋白、虚弱度差异均有显著性意义(P < 0.05)；匹配后，两组各获得42例患者，组间基线资料差异均无显著性意义(P > 0.05)。见表2。

2.4 手术创伤、康复指标及住院费用比较两组患者在术后住院时间上并无明显差异，但THA组患者手术时间更长，术中出血量更多，住院费用也高于HA组，差异有显著性意义(P < 0.05)。见表3。

2.5 营养指标比较在术前、术后第1，3天，两组患者白蛋白、前白蛋白、血红蛋白指标相比差异均无显著性意义(P > 0.05)，见图3。

2.6 术后并发症比较在随访过程中，84例患者未发生假体周围溶骨及假体松动，发生假体周围骨折3例，均为跌倒导致。两组患者在感染、长短腿、下肢静脉血栓、脱位、假体周围骨折、术后疾病进展方面，差异并无显著性意义(P > 0.05)。术后1周内疾病进展，THA组术后狂躁1例；HA组脑梗死1例、冠心病发作1例、肺性脑病1例。在脱位方面，THA组有3例发生脱位，HA组无脱位病例(P > 0.05)。在疼痛方面，术后中长期随访中发现HA组患者疼痛发生率明显高于THA组，差异有显著性意义(P=0.035)。见图4。

2.7 两种术式死亡率(生存曲线)比较 THA组死亡率为36%(15/42)，HA组死亡率约57%(24/42)，THA组死亡风险低于HA组(HR=0.44，95%CI：0.23-0.87，P=0.018)，THA组患者平均生存时间长于HA组(59.4个月 vs. 43.7个月)，使用Kaplan-Meier方法描述两组患者术后2-7年随访中的生存期(P=0.024)，见图5。

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引言

股骨颈骨折是最常见的老年髋部骨折，其1年死亡率高达17%-24%，严重危及生命健康[1-2]。股骨颈骨折患者临床上多以手术治疗为主，手术治疗主要包括内固定和关节置换两种方法。一般来说，对于年龄< 65岁的患者，股骨颈内固定能取得更好的治疗效果[3-4]；而对于≥65岁的移位性股骨颈骨折患者，髋关节置换术则能更好地降低骨折不愈合或股骨头缺血性坏死的风险[5-6]。髋关节置换术分为全髋关节置换术(total hip arthroplasty，THA)和半髋关节置换术(hemiarthroplasty，HA)。EKHTIAR等[7]通过数据库数据及文献检索研究，表明随访5年的翻修率、脱位率、假体周围骨折或3年的死亡率方面，HA和THA很可能在临床上没有重要的区别。但更多学者研究认为，相比于HA，THA在改善患者肢体功能活动和生活质量方面更有优势[8-11]。然而，也有学者担心THA手术时间长、创伤大，可能具有更高的手术相关并发症发生率[12-13]。因此，对于无髋骨关节炎、髋臼良好的老年股骨颈骨折患者，THA与HA之间的选择仍然存在争议。此外，随着加速外科康复理念兴起，具有软组织损伤小、出血少、康复快、脱位率低等优势的微创直接前入路手术方式正不断被推广[14]。
目前来说，对于老年股骨颈骨折患者中THA和HA术式的研究多以回顾性研究为主，极少对两组患者术后生存情况进行随访，对两种术式中长期效果评判缺乏相关临床证据。同时，由于在术式选择上缺乏客观的评价指标，结果往往带有一定的医者主观性，因此，难以做出在相同状况下HA和THA的疗效分析。为了排除这一影响，此次研究通过采用年龄校正Charlson合并症评分表(age-adjusted Charlson Comorbidity Index，aCCI)[15]，基于患者年龄、术前基础疾病类型、数目及严重程度对其进行量化评分，明确患者身体虚弱度，对患者的术前健康状况进行分析。随后，采用倾向性评分匹配法(propensity score matching，PSM)筛选入组患者，尽可能排除术前混杂因素影响后，比较直接前入路下生物型THA与双极HA治疗老年移位性股骨颈骨折的中长期疗效与生存率，以期为THA和HA的疗效比较研究提供更完善的参考方法。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

材料方法

1.1 设计基于倾向性评分匹配法的对比观察试验，符合正态分布的计量资料组间比较采用t检验，其余计量资料采用秩和检验；计数资料组间比较采用卡方检验或Fisher确切概率检验。
1.2 时间及地点试验于2016年1月至2021年1月在江苏省中医院完成。
1.3 对象选择江苏省中医院骨伤科单个关节治疗组在2016年1月至2021年1月收治的65岁以上行传统THA或HA的移位性股骨颈骨折(GardenⅢ或GardenⅣ型)患者。
纳入标准：①年龄≥65 岁；②结合病史、体格检查及影像学检查诊断为移位性股骨颈骨折(GardenⅢ或GardenⅣ型)；③采用关节置换术治疗；④随访资料完整。
排除标准：①陈旧性或病理性股骨颈骨折；②骨折前为髋关节发育不良、骨关节炎、髋臼软骨条件较差的患者；③数据缺失或未能完成随访。
最终纳入147例患者，其中THA组88例患者，HA组59例患者；年龄65-102岁，平均年龄80.3岁；随访时间2-7年，平均4.5年。研究方案经南京中医药大学附属医院医学伦理委员会批准(批准号：2020NL-134-02)，患者对治疗方案均知情同意。

1.4 材料术中所用材料说明见表1。

1.5 方法所有患者围术期均采取相同的治疗措施，主刀医生均为同一人，且具有多年直接前入路手术经验。手术入路均采用侧卧位直接前入路，相比于仰卧位直接前入路，侧卧位有利于手术部位暴露，特别是针对肥胖型患者(图1A)，并且不需要特殊牵引床。手术要点包括：①切口定位：寻找阔筋膜张肌与缝匠肌之间的间隙并避免股外侧皮神经损伤是选择切口的要点。相比于传统的切口定位，术中多在髂前上棘与腓骨小头连线上选取近端至腹股沟，远端至股骨大转子外侧下缘，长度约10 cm的切口。②游离筋膜时避免指尖指向肌肉造成肌肉损伤。在切断旋股外侧动脉升支后，倾向于使用线结扎，避免电凝后血痂脱落再次出血。③高龄股骨颈骨折患者多合并骨质疏松，因此在THA术中磨锉髋臼时尽量从小到大依次使用不同大小的髋臼锉以防出现髋臼骨折。同时，适当反锉可以将正锉锉下的松质骨锉入髋臼边缘，增大髋臼与臼杯的接触面积，也有利于后期骨长入(图1B)。④股骨柄置入是直接前入路手术成功的关键，在侧卧位下充分松解股骨大转子处附着的软组织可以更好地暴露股骨侧视野。在打入股骨柄试模时，可将手术床升高，向对侧倾斜，助手握住患肢适当后伸、压低，并充分外旋，使打入股骨柄方向与下肢股骨干髓腔方向保持一致，可有效避免出现打穿股骨腔等不良事件。同时助手还应适当向股骨近端前顶帮助松解软组织，充分暴露股骨腔，并减轻打柄时的震动，降低股骨骨折风险(图1C)。此外，术前规划可借助AIHIP三维系统进行设计。借此计算出较为精确的髋臼、股骨柄假体型号，为术者提供参考，从而降低术中股骨骨折、穿孔和术后下肢不等长、肌肉无力等并发症的发生风险(图1D)。

术后患者状况良好时，鼓励患者术后第1天下地行走，并指导患者进行功能锻炼。
1.6 主要观察指标收集两组患者术前一般资料，如年龄、性别、体质量指数、基础疾病，骨折至手术时间、营养状态(白蛋白、前白蛋白、血红蛋白)；术后资料，如术中出血量、手术时间、术后营养状态、术后住院时间、住院费用；并发症如脱位、下肢血栓形成、再骨折、感染、长短腿、术后疾病进展(术后1周内原有基础疾病发作或出现与手术相关的危急重症，如脑卒中、狂躁、谵妄、脑梗死等)及疼痛(根据目测类比评分评估，0分无痛，10分剧痛)；死亡率，即最后一次随访的患者死亡率，至少2年的随访。
老年股骨颈骨折患者的自身年龄、术前基础疾病都会对术后肢体的功能康复、并发症的发生和生存率产生影响，采用年龄校正Charlson合并症评分表，基于患者年龄、术前基础疾病数目及严重程度，其对合并症进行量化评分，明确患者身体虚弱度，利于统计并控制患者术前身体素质对结局的影响。
为避免两组患者术前差异以及医生自身对于老年移位性股骨颈骨折患者手术方式的判定标准等混杂因素对结果产生偏倚，采用倾向性评分的方法，评估每位患者接受两种术式前的评分，包括年龄、性别、体质量指数、虚弱度，骨折至手术时间、营养状态。然后，按照最邻近匹配法1∶1进行匹配，消除两组患者组间差异，真正筛选具有比较意义的患者，分析其在两种术式下的中长期效果。按手术方式比较结果，倾向评分用作调整控制变量。并通过Kaplan-Meier生存曲线，按手术类型描述至少随访2年的患者生存率。
1.7 统计学分析应用SPSS 25.0统计软件进行分析。符合正态分布的计量资料组间比较采用t检验，其余计量资料采用秩和检验；计数资料组间比较采用卡方检验或Fisher确切概率检验。P < 0.05为差异有显著性意义。倾向评分按照最邻近匹配法1∶1进行匹配，卡钳值设为0.02。文章统计学方法已经通过南京中医药大学生物统计学专家审核。

讨论

股骨颈骨折是一种好发于老年人的骨折类型，近年来随着人口老龄化的加速，股骨颈骨折发病率逐年增高[16]，关节置换手术是其主要治疗方式。目前临床上，一般认为对于有认知障碍且体力活动受限的身体素质较差的患者选择HA；对于合并症少、运动活跃且身体素质良好患者选择THA[17-18]。但在认知正常时，对于THA与HA之间的选择尚无共识[19-21]。
此文通过倾向性评分1∶1匹配法在两组患者中进行筛选，理论上，筛选出的两组患者具有相同的术前健康状况，但在临床上，这些患者选择了不同的手术方式；然后对比分析这部分患者在不同术式治疗后的中远期疗效及生存率以得到其差异。
3.1 倾向性评分匹配结合aCCI评分的髋关节置换分析患者术前的基础疾病、年龄、身体素质等都会很大程度上影响患者术后的康复效果和生存预期，因而在此次研究中，采取了倾向性评分结合aCCI的方法来对样本进行了匹配分析。aCCI通过整合年龄和包括脑血管、肝脏和心血管疾病等基础病的加权系统评分，常用于预测癌症患者的预后和骨科手术的并发症风险[22-24]。SCHMOLDERS等[25]通过对142例髋关节置换术后翻修的患者进行分析，发现CCI和aCCI是接受置换术后翻修发生率的强预测因素。目前aCCI常用于标准化手术患者的评估，并用于术后死亡率的预测[26]。倾向性评分匹配是骨科手术研究中常用的统计方法，通过对相关因素进行匹配，在数据差异较大的情况下消除混杂偏倚，减少混杂因素的影响[27-29]。在此次研究中，通过结合aCCI对患者术前身体健康状况进行评估，对接受手术的患者健康状况进行量化。随后，通过使用倾向性评分法，将收集的147例患者数据进行匹配，最终得到42对(84例)样本进行分析，同时消除掉差异较大的样本。理论上，该分析方法可以消除医者主观上选择术式过程中对患者一般状况评估的影响，具有更低的偏倚性。因此，该分析方法较于传统的回顾性分析具有更高的可信度。
3.2 THA与HA的差异随着预期寿命和生活水平的提高，老年人对髋关节功能的要求越来越高，关节置换术后髋臼磨损的风险也较之增加，这似乎更倾向于THA术式的选择。然而，据统计HA手术的频率随着年龄的增长而增加[30]，主要原因是相较于THA，HA保留了髋臼侧，手术操作简单快速，减少了术中出血，对患者损伤较小。此次研究结果显示，两组患者的术后住院时间并无明显差异(P > 0.05)。但相比于HA组，THA组的手术时间更长，术中出血量更多，因此，THA术式的创伤明显大于HA，对于术前患者的身体条件及耐受能力具有更高的要求。
有研究表明，THA围术期并发症的发生率要高于HA，尤其是不稳定如脱位，这可能是由手术创伤导致的[12，31]。但在此次研究中，THA组的并发症(感染、长短腿、下肢静脉血栓、脱位、假体周围骨折)发生率对比HA组并无显著差异。这可能是由于此次研究中THA选择的是微创直接前入路，且术前借助AIHIP三维规划系统对髋臼杯和股骨柄型号进行较精确的评估。以上行为能在一定程度上降低术中患者的创伤程度，因此有效降低了术后并发症的发生[32-35]。此外，THA组患者的住院总费用明显高于HA组，这也是医者及患者家属选择术式时考虑的一个因素。
同时，此次研究结果表明，在2-7年的随访中，HA组术后疼痛的发生率(24%)要高于THA组(7%)，其差异有显著性意义(P < 0.05)。关节磨损可能是置换术后疼痛发生的主要原因。HA最主要的缺点是金属球头与自身髋臼匹配关系差，功能活动时受力不均，髋臼磨损明显，导致术后出现疼痛和功能障碍等并发症；而THA由于同时更换了髋臼侧与股骨侧，关节间匹配度更高。有研究显示在双极股骨头置换术转为THA术的患者中，回收外壳的高分子量聚乙烯内衬显示平均磨损率为每年0.7 mm[36]；而对于THA，研究发现陶瓷对高交联聚乙烯的年平均磨损为0.047 mm[37]。因此，相对于HA，THA术后患者的疼痛发生率要更低。
在2-7年的中长期生存状态随访中，HA组的死亡率为57%(24/42)，而THA组死亡率为36%(15/42)，HA组的死亡率显著高于THA组(P < 0.05)。关于HA和THA术后死亡率的差异，目前大多数研究者认为THA和HA术后的短期死亡率没有明显的差异[11，38-40]，也有部分学者认为HA的术后死亡率要高于THA[31]。结合此次研究，作者认为髋臼磨损引发的术后疼痛及慢性炎症可能是导致HA组高死亡率的主要原因之一。多项研究表明，慢性疼痛与患者死亡率存在统计学上的显著关系[41-43]。同时，慢性疼痛会限制患者的活动能力，但相关研究表明适度的体力活动对于老年人健康状况具有良好的保护作用[44]。另一方面，疼痛的发生来源于炎症和炎症反应[45-46]，而炎症也是一种将慢性疼痛与发病率和死亡率增加联系起来的潜在机制[47-48]。因此慢性炎症也是增加死亡率的风险之一。
此次研究存在一定局限性。对于患者术前健康状况的量化方法目前仍未有共识，在此次研究中，仅选择了术前营养指标、合并症评分等方法量化，不能确定完全消除术前健康状况的偏倚性。另外，病例数量偏少，后期需要大样本、长时间及多中心的随机对照试验研究，并将手术入路方式、植入物类型、人工智能辅助规划等纳入研究对比，这也是今后研究的热点。
总体来说，HA和THA在术式上各有优劣。HA在术中对患者的创伤较小，有利于患者术后的快速恢复；THA能为患者提供更适配的头臼关系，术后中远期生活质量更高，可为患者提供更优秀的生活质量。因此，对于65岁以上股骨颈骨折的患者，医者在选择手术方案时应全方面考虑患者需求、身体状况及术前功能活动状态，以期为患者提供最合适的手术治疗。同时，对于认知正常、有自理能力的患者，建议优先选择THA，这可能给患者提供更高的生活质量和长远预后；对于HA术后的患者，长期良好的疼痛管理也能在一定程度上缓解患者压力，提升患者的生活质量。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

老年股骨颈骨折全髋或半髋关节置换的中远期状态：倾向性评分匹配法评价

Mid- and long-term state after total hip arthroplasty versus hemiarthroplasty for femoral neck fractures in the elderly: evaluation using propensity score matching method

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