基于傾向性評分匹配的髖關節(jié)術后肺炎危險因素

張麗偉，江淑芳，狄 佳，劉 惕，李雪梅，徐 茵，馮誠懌

(常州市第一人民醫(yī)院感染管理辦公室，江蘇 常州 213003)

隨著人口老齡化問題的日益加重，骨關節(jié)疾病等慢性非傳染性疾病的患病率逐年升高。大多數(shù)髖部疾病患者需要采取手術治療，但其手術風險大，若發(fā)生嚴重的術后并發(fā)癥，將給患者帶來沉重的負擔[1]，尤其是股骨頸骨折患者，術后肺炎(post-operative pneumonia，POP)是其嚴重的術后并發(fā)癥之一。國外研究[2]表明，股骨頸骨折POP的發(fā)生率為4%～9%，且肺炎是老年骨折患者死亡的重要原因之一，病死率可高達33%～70%[3]。為了解某院髖關節(jié)手術患者POP的危險因素，故收集該院骨關節(jié)科2018年1月1日—2019年12月31日共1 141例髖關節(jié)手術患者的資料，應用傾向性評分(Propensity Score，PS)對髖關節(jié)術后患者資料進行分析，進而評價PS在回顧性資料處理中的應用價值。

1 對象與方法

1.1 研究對象 回顧性收集2018年1月1日—2019年12月31日某院骨關節(jié)科行髖關節(jié)手術治療的所有住院患者的基本信息、臨床資料以及術后并發(fā)癥等情況。手術類型主要包括股骨頭壞死、股骨頸骨折、股骨粗隆間骨折、髖關節(jié)骨性關節(jié)炎、先天性髖關節(jié)發(fā)育不良、髖關節(jié)撞擊綜合征、髖關節(jié)半(后)脫位、髖關節(jié)結核、髖關節(jié)滑膜炎、髖關節(jié)強直等；手術方式包括普通開放手術、介入手術、微創(chuàng)手術和腔鏡手術。排除標準為住院時間≤48 h或者≥120 d的患者。共收集住院患者1 166例，由于25例患者變量缺失較多，故最終納入1 141例。

1.2 研究方法 1 141例髖關節(jié)手術患者按照是否骨折進行分組，探討骨折與POP之間的關系；再采用傾向性評分匹配(propensity score match，PSM)對骨折與未骨折患者進行匹配，均衡兩組之間的混雜因素；最后將匹配好的患者按照是否發(fā)生POP分為兩組(POP組和非POP組)，應用logistic多因素分析，探索POP患者的危險因素以及骨折與POP的關系。PSM采用卡鉗匹配的方法對兩組個體進行匹配。

1.3 PSM具體步驟 以是否骨折為因變量，以患者資料中的性別、年齡、麻醉方式、譫妄癡呆、ASA分級、惡性腫瘤、糖尿病、心血管病為自變量，通過logistic模型計算每個患者的PS得分，抽樣方式為不放回抽樣，匹配方式為最優(yōu)化執(zhí)行性能及抽取匹配項時隨機排列個案順序，隨機數(shù)種子為123456。以1∶1的比例匹配骨折組和非骨折組，卡鉗值(匹配容差)根據(jù)經(jīng)驗設為0.02[4]，研究成功匹配到379對。檢驗組間匹配效果，即協(xié)變量的均衡性比較；對于研究中的定性資料，采用χ2檢驗或Fisher’s確切概率法檢驗。對匹配后的數(shù)據(jù)，按照是否發(fā)生POP進行分組。

1.4 POP診斷標準[5]外科手術患者在術后 30 d 內(nèi)新發(fā)的肺炎，包括出院后但在術后 30 d 內(nèi)發(fā)生的肺炎。

1.5 統(tǒng)計分析 應用SPSS 23.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，計量資料采用均數(shù)±標準差表示，定性資料采用率或構成比表示，組間比較采用χ2檢驗或Fisher’s確切概率法檢驗。多因素分析采用logistic多因素回歸。PS采用SPSS 23.0中的傾向得分匹配擴展束完成，單因素分析檢驗水準α=0.10，其余檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 基本資料 共納入1 141例髖關節(jié)手術患者，其中男性407例(35.67%)、女性734例(64.33%)；年齡為19～102歲，平均年齡為(65.37±11.30)歲。

2.2 骨折與未骨折組POP發(fā)生情況 1 141例髖關節(jié)手術患者出現(xiàn)POP共102例，感染率為8.94%。骨折患者和未骨折患者的POP發(fā)生率比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 1 141例髖關節(jié)手術患者骨折與未骨折組POP發(fā)生情況[例(%)]

2.3 兩組PSM前后協(xié)變量比較 PSM前，骨折組與未骨折組分別為584例和557例，兩組協(xié)變量資料中的性別、年齡、麻醉方式、譫妄癡呆、ASA分級、惡性腫瘤、糖尿病、心血管病的比較，差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.05)；PSM后，以是否骨折作為因變量，上述協(xié)變量作為自變量，對兩組間數(shù)據(jù)進行1∶1卡鉗匹配后，兩組各有379例，成功匹配率為66.43%，見表2。PSM后，以上各協(xié)變量在組間分布均達到均衡(均P>0.05)，見表3。

表2 個案控制匹配統(tǒng)計

表3 PSM前后協(xié)變量分布

2.4 PS分布直方圖 匹配前的骨折組與非骨折組的PS值分別為0.59、0.42；匹配后的骨折組和非骨折組的PS值均為0.53；匹配后的PS值相比于匹配前，分布非常接近，匹配效果較好。見圖1。

圖1 PS分布直方圖

2.5 髖關節(jié)手術POP危險因素

2.5.1 單因素分析 PSM后，最終共納入758例患者，其中男性250例，女性508例；年齡26～88歲，平均年齡為(67.13±8.55)歲；共發(fā)生POP 82例，POP發(fā)生率為10.82%。將患者按照是否發(fā)生POP分為POP組和非POP組，進行單因素分析，以P<0.10為檢驗水準。單因素分析結果顯示，年齡>65歲、有慢性阻塞性肺疾病(COPD)病史、全身麻醉、待手術時間≥7 d、術后未早期下床活動、骨折均為髖關節(jié)手術患者POP的危險因素(均P<0.10)。見表4。

表4 髖關節(jié)手術患者POP單因素分析

2.5.2 多因素分析 以是否發(fā)生POP為因變量，將單因素分析中有統(tǒng)計學意義的變量納入模型進行多因素logistic回歸分析，結果顯示，年齡>65歲、有COPD病史、骨折是髖關節(jié)手術患者發(fā)生POP的獨立危險因素(均P<0.05)；與全身麻醉比較，椎管內(nèi)麻醉是髖關節(jié)手術患者發(fā)生POP的獨立保護因素(P<0.05)。見表5。

續(xù)表4 (Table 4， Continued)

表5 髖關節(jié)手術患者POP多因素logistic回歸分析

3 討論

隨機對照試驗(randomized control trial，RCT)被稱為是臨床防治性研究的“金標準”，因為在RCT研究中試驗組和對照組可以通過“隨機分配”的方式平衡混雜因素[6]，如研究不同種類消毒劑的消毒效果，研究者可以將研究對象隨機分為試驗組和對照組，若兩組微生物監(jiān)測結果有差異，則可以認為消毒效果的差異是由消毒劑引起的[7-8]，因為從理論上說試驗組和對照組相比，除了該消毒劑外，其他情況均可比。但RCT研究也有其不可避免的缺陷，如有些硏究無法解決倫理問題[9]。本組研究骨折與POP發(fā)生情況，也不能進行RCT研究。RCT研究對試驗條件要求高，投入也大，一般的小醫(yī)院很難開展高質量、大樣本的RCT。

目前國內(nèi)研究[10-12]表明，骨折患者POP的發(fā)生率高于非骨折患者。本組收集的1 141例髖關節(jié)手術患者中并未發(fā)現(xiàn)骨折與非骨折組POP發(fā)生情況存在差異(P>0.05)。筆者認為很大一部分原因是該研究為觀察性研究，研究之初并未進行隨機分組，因此研究中不可避免存在大量偏倚等問題，影響結果的準確性[13]。混雜因素與研究因素有關,也與研究結局有關，它的存在將夸大或掩蓋暴露因素與研究結局的真實關聯(lián)性[14]。由Rosenbaum和Rubin[15]在1983年首次提出的PSM便是解決該混雜因素的統(tǒng)計方法之一。PSM運用簡單、方便，不增加匹配難度，可同時匹配多個混雜因素，且多種統(tǒng)計軟件均可實現(xiàn)[16]，常見的匹配方法主要有最鄰近匹配法、卡鉗匹配法、分層匹配法等[17]。通過文獻檢索可以發(fā)現(xiàn)，國際上越來越多的研究者將PSM應用到醫(yī)學領域[18-20]，Pubmed以“Propensity score”為檢索詞檢索到的文獻從1983年的1篇增加至2019年的4 961篇，而國內(nèi)類似的應用研究雖然也在逐年增多，但是目前將其應用于髖關節(jié)手術患者POP的危險因素分析尚罕見。

髖部骨結構具有特殊性，既要承受來自人體垂直向下的壓力，還要承受活動時導入髖關節(jié)的剪應力，因此受到間接旋轉外力時容易造成股骨頸和轉子部位的骨折[21]。過去老年髖部骨折多采用保守治療方法，隨著骨科技術及現(xiàn)代醫(yī)療水平的進步，越來越多的學者多主張手術治療[10]。骨折術后患者常因較長時間臥床，呼吸道分泌物不易咳出，易淤積在中小氣道內(nèi)，故易成為細菌良好的培養(yǎng)基，進而造成肺部感染[22]。若未采取及時、有效的處理措施，很容易導致肺部感染長期不愈且反復發(fā)作，嚴重影響患者預后，是引起骨折術后老年患者病死率升高的原因之一[23]。目前，國外普遍認為術后心血管系統(tǒng)并發(fā)癥是髖關節(jié)手術患者術后死亡的主要原因[24]，但國內(nèi)學者則傾向認為肺部并發(fā)癥是導致其死亡的主要原因[10]。

本研究 1 141例髖關節(jié)手術患者共發(fā)生102例POP，感染率為8.94%，高于國內(nèi)研究[12，25](分別為6.99%、7.5%)的結果，考慮可能是由于本研究中的研究對象是所有進行髖關節(jié)手術的患者，并不僅指骨折患者。非骨折患者中也有較大比例的患者發(fā)生POP，因此研究最初結果顯示骨折與未骨折組患者POP發(fā)生率差異無統(tǒng)計學意義 (P>0.05)。由于該研究為觀察性研究，無法避免兩組間存在的混雜因素，導致掩蓋暴露因素與結局的真實關聯(lián)。本研究創(chuàng)新地將PSM方法應用到醫(yī)院獲得性感染的研究當中。 PSM前，骨折組與未骨折組患者的性別、年齡、麻醉方式等8個協(xié)變量分布都不均衡；通過PSM對兩組數(shù)據(jù)進行1∶1卡鉗匹配后，成功匹配379對患者，以上各協(xié)變量在組間分布都達到均衡，結果顯示骨折與未骨折組發(fā)生POP差異有統(tǒng)計學意義，骨折是發(fā)生POP的獨立危險因素。PSM能有效降低觀察性研究組間的混雜偏倚，使其能達到類似RCT的效果。

本研究中多因素logistic回歸分析結果顯示：除骨折外，年齡>65歲、有COPD病史也是髖關節(jié)手術患者發(fā)生POP的獨立危險因素(均P<0.05)；相對于全身麻醉而言，椎管內(nèi)麻醉是患者POP的獨立保護因素(P<0.05)。老年患者各器官功能逐漸衰退，并且常合并一種或多種基礎疾病，導致患者抵抗力較低，發(fā)生并發(fā)癥的風險增加，尤其老年人的肺功能隨著年齡的增長也在逐步衰退，支氣管纖毛運動不力，痰液排出困難，長時間淤積易發(fā)生肺部感染，且髖關節(jié)手術患者，尤其是骨折患者，術后臥床時間較長，一旦合并COPD病史或近期有急性呼吸疾病發(fā)展史，鼻、支氣管黏膜將進一步萎縮，其腺體也會發(fā)生增生、腫大，肺泡彈性蛋白減少，是細菌定植在肺部組織的重要原因，將導致肺功能進一步損害，與國內(nèi)外相關研究[2，11-12,25-26]結果較為一致。因此對于老年患者，尤其是>65歲患者且合并COPD的股骨頸骨折患者，術前應積極治療，尤其注重加強肺功能訓練，加強循證護理，待機體達到最佳狀態(tài)再行手術。本組研究表明，相對于全身麻醉，椎管內(nèi)麻醉是患者POP的獨立保護因素，與國內(nèi)外相關報道[3，10，21]結果基本相符。一般認為，與全身麻醉相比，腰硬聯(lián)合麻醉可以降低患者POP的發(fā)生，也包括降低其他肺部并發(fā)癥的發(fā)生，主要是由于局部麻醉避免了氣管插管和對氣管的損傷，有利于保護氣道的自主反射。因此，對于在能夠滿足外科麻醉的前提下，腰硬聯(lián)合麻醉可能是更好的選擇，尤其是老年股骨頸骨折患者。

綜上所述，本研究將PSM方法應用到醫(yī)院獲得性感染的研究中，研究結論與非匹配性研究結論確實存在差異。對于類似的觀察性研究，PSM可以很大程度上減少回顧性收集數(shù)據(jù)的偏倚，從而獲得更可靠的結果。可進一步推廣，聯(lián)合多中心數(shù)據(jù)，更深層次地分析包括醫(yī)院感染在內(nèi)的醫(yī)院常規(guī)監(jiān)測疾病的影響因素，從而指導臨床實踐。