全膝關節置換術后病人慢性疼痛的影響因素分析及預測模型構建

羅海萍，田梅梅

同濟大學附屬上海市第十人民醫院，上海 200072

全膝關節置換術(total knee arthroplasty，TKA)是指用人工關節置入人體代替病損膝關節功能的一類手術方法，是治療膝關節屈曲攣縮畸形、膝關節外翻及骨性關節炎等疾病的最佳治療方案［1‐2］。隨著人們對生活質量的追求不斷提高，TKA 的手術量急劇增加，據估計，到2030 年，美國每年將有348 萬例TKA 手術[3]。雖然TKA 已取得技術上的成功，但仍有約15%的病人對手術結果不滿意，引起病人術后不滿的原因很多，除了假體松動、術后感染、關節功能恢復不良之外，術后慢性疼痛（chronic post‐surgical pain,CPSP）是術后最常見的癥狀，也是導致病人對手術療效不滿意的最主 要 原 因［3‐5]。據 文 獻 報 道，TKA 術 后48%病 人 在 排除了感染、假體及手術失誤等因素后，仍有疼痛癥狀，可持續數月甚至數年[6]。對TKA 術后慢性疼痛的預測和管理對手術治療方案選擇及病人長期護理具有重要的參考意義。目前，國外TKA 術后發生慢性疼痛的風險因素研究主要集中在術前病人各項相關指標，如膝關節疼痛的嚴重程度和持續時間、其他部位疼痛、共病、抑郁、社會支持、對運動的恐懼等，只有少數評估了術后病人相關因素與慢性疼痛的關系，包括急性術后疼痛、焦慮等心理因素。識別術前和術后危險因素可以為制訂綜合護理方案提供參考，便于后期對病人進行動態評估。國內有關慢性疼痛發生率的報道，手術類型集中在胸科手術和疝修補術[7]，針對TKA 術后慢性疼痛的發生及相關風險因素的研究較少。本研究旨在對TKA 術后病人發生慢性疼痛的危險因素進行分析，初步建立風險列線圖模型，以期為醫護人員實施預防性疼痛管理提供參考。

1 對象與方法

1.1 對象 采用前瞻性研究的方法，收集上海市某三級甲等醫院2019 年8 月—2019 年12 月就診且行TKA手術治療的病人。納入標準：①診斷為骨性關節炎，擇期初次行TKA 術病人；②既往無髖、膝關節手術或感染病史；③無心、肝、腎等嚴重基礎疾病；④無其他疾病導致的慢性疼痛；⑤美國麻醉協會（ASA）分級Ⅰ級、Ⅱ級；⑥病人能夠正常溝通交流，自愿參加。排除標準：①急診行TKA 者；②合并其他部位創傷或手術者；③研究過程中出現其他手術并發癥者。本研究已獲得醫院倫理委員會批準。

1.2 方法

1.2.1 調查工具 綜合運用文獻研究法、課題組討論法等在探究TKA 術后慢性疼痛危險因素的基礎上，自行編制TKA 術后慢性疼痛危險因素調查表。調查表包括：①一般情況，包括年齡、性別、婚姻狀況、文化程度、醫保、月收入、宗教信仰、職業狀態。②疾病因素，包括術前疼痛時間、術前疼痛數字等級評定量表（Nu‐merical Rating Scale,NRS）、術前合并癥、術前日常生活影響評分（Brief Pain Inventory,BPI）、術前美國特種外科醫院（HSS）膝關節功能評分、術后疼痛24 hNRS評 分，NRS 計 分 為0～10 級 評 分，0 分 表 示 無 疼 痛，10分為劇烈疼痛，得分越高表示疼痛越嚴重［8］。BPI 包括疼痛程度和日常生活影響2 個維度，其中日常生活影響有7 項指標，分別為日常活動、行走能力、日常工作、情緒、睡眠、人際關系、生活樂趣，采用0～10 分計分法，0 分表示“無影響”，10 分表示“完全影響”，各分值相加總分越大說明影響越重［9］。HSS 膝關節評分主要觀察病人疼痛、功能活動、膝關節活動度、屈膝畸形、肌力和膝關節穩定性等情況，根據總分確定膝關節功能，優為≥85 分，良為70～84 分，中為60～69 分，差為≤59 分［10］。③采用應對方式問卷修正版（Coping Strate‐gies Questionnaire‐Revised,CSQ‐R）［11］測量慢性疼痛病人的應對方式，量表包括6 個維度、27 個條目，6 個維度包括分散注意力、厄運感、忽視、逃避、勇敢面對以及祈禱，每個條目采用0～6 級評分。以往研究表明疼痛的良性適應性(例如，注意力分散、忽視疼痛、祈禱和勇敢面對)評分越高疼痛程度越輕，對疼痛的不良適應(厄運感和逃避疼痛)評分越高疼痛程度越重［12］。④采用 心 理 彈 性 評 分量表（Connor‐Davidson Resilience Scale,CD‐RISC）［13］評估病人的心理彈性水平，量表共3 個維度、25 個條目,分別為堅韌、自強、樂觀,采用Likert 5 級評分法，從0 分(很不符合)～4 分(非常符合),得分越高說明心理彈性越好。⑤應用醫院焦慮抑郁量表(Hospital Anxiety and Depression Scale,HADS）評估病人焦慮和抑郁的情緒，HADS 由Zigmond 等［14］于1983 年編制，共14 個條目，焦慮和抑郁各7 個條目，其中6 個反向條目(抑郁分量表5 個，焦慮分量表1 個)，每個條目有4 個選項，分別賦值1 分、2 分、3 分、4 分，2 個維度分別計算總分，分值劃分：0～7 分為無癥狀，8～10分為癥狀可疑，11～21 分為肯定存在癥狀。

1.2.2 資料收集方法 研究對象的一般資料、疾病因素等問卷由研究者發放，填寫問卷或量表前對病人采用統一指導語進行指導，有書寫障礙者由陪護者根據病人意愿協助完成，問卷當場發放并回收。術后3 個月的相關信息通過電話收集。

1.2.3 統計學方法 采用EpiData 3.1 軟件進行數據雙重錄入并進行一致性檢驗。使用SAS 9.4 統計軟件對數據進行分析。符合正態分布的定量資料采用均數±標準差（±s）描述，非正態分布的定量資料采用M(P25,P75)；定性資料采用百分比（%）表示。采用受試者工作特征曲線（ROC 曲線）評估疼痛應對方式、心理彈性對術后近期及遠期疼痛嚴重程度的預測價值，繪制ROC 曲線，計算曲線下面積（AUC）并確定不同截斷點上靈敏度及特異度，根據約登指數確定最佳截斷點。進行列線圖模型構建及驗證時，以P<0.05 為標準，對相關變量與結局指標分別進行初篩，將初篩后的變量進行多因素Logistic 回歸分析，采用逐步法（納入標準為0.05，剔除標準為0.10）篩選變量，確定獨立危險因素。使用R4.0.4 軟件，調用rms 擴展包進行列線圖繪制。使用Bootstrap 法進行內部驗證，并繪制模型ROC 曲線，計算AUC 對模型區分度進行驗證。

2 結果

2.1 TKA 術病人完成調查情況 本研究共調查195例經臨床病理診斷且行手術治療的TKA 術病人，因電話錯誤、拒絕配合隨訪及其他原因共失訪10 例，實際完成調查185 例，總完成率為94.9%。根據NRS 測評結果，TKA 術后3 個月時慢性疼痛總發生率為62.7%（116/185）。

2.2 應對方式截斷值的確定 由于目前疼痛應對方式在臨床應用中并無明確的異常界限，同時對于在疼痛發生前、發生后的具體應用模式也未做明確規定，故本研究通過繪制具體評分與術后3 個月慢性疼痛發生情況關系的ROC 曲線，依據約登指數確定截斷點并作為本研究對疼痛應對方式的分數判定依據。確定的各指標截斷點為：術前疼痛應對方式中，逃避為3.5 分，分散注意力為14.5 分，厄運感為9.5 分，勇敢面對為8.5分，祈禱為7.5 分，忽視為12.5 分；術后3 個月疼痛應對方式中，逃避為6.5 分，分散注意力為11.5 分，厄運感為12.5 分，勇敢面對為13.5 分，祈禱為4.5 分，忽視為8.5 分；術前心理彈性總分為64.5 分，3 個月心理彈性總分為71.0 分。

2.3 TKA 術后發生慢性疼痛的單因素分析 以TKA 術后3 個月是否存在疼痛（NRS=0 分為不存在疼痛）為標準，將185 例分為慢性疼痛組和非慢性疼痛組進行單因素分析。結果顯示，慢性疼痛病人與無慢性疼痛病人在性別、年齡、術前HSS 膝關節功能評分、術前抑郁評分、術后24 h NRS 評分、術前疼痛應對方式中的逃避、術后3 個月疼痛應對方式中的勇敢面對、術后3 個月HSS 膝關節功能評分、術后3 個月心理彈性評分方面存在差異（P<0.05）。見表1。

表1 術后3 個月慢性疼痛相關因素的單因素Logistic 回歸分析結果

2.4 TKA 術后病人發生慢性疼痛的多因素分析 將單因素分析有統計學意義（P<0.05）的8 項危險因素作為自變量納入多因素Logistic 回歸分析，結果顯示，是否存在術后24 h 疼痛、術前應對方式逃避疼痛、術前抑郁評分、術后3 個月應對方式中勇敢面對和術后3 個月HSS 膝關節功能評分為TKA 病人術后3 個月慢性疼痛的影響因素。見表2。

表2 術后3 個月慢性疼痛相關因素的多因素分析

2.5 TKA 術后病人發生慢性疼痛的風險模型的建立 本研究基于有術后24h NRS、術前應對方式逃避疼痛、術前抑郁、術后3 個月應對方式勇敢面對和術后3 月HSS 評分5 項TKA 術后慢性疼痛的獨立危險因素，建立預測TKA 術后慢性疼痛的列線圖模型，見圖1。并對該模型進行驗證，本研究中預測模型的AUC為0.796[95%CI(0.732,0.861)，P<0.001],以最大約登指數（0.485）為最佳臨界點，該預測模型靈敏度為58.6%，特異度為89.9%，提示預測模型效果較好。相關分析結果顯示，預測和實際發生慢性疼痛的概率比較接近，存在相關性，其相關系數（r）為0.986（P<0.001）。

圖1 TKA 術后慢性疼痛的列線圖風險模型

3 討論

3.1 TKA 術后慢性疼痛現狀 2016 年De Williams等［15］重新定義了疼痛，認為疼痛是具有感覺、情緒、認知和社會層面的實際或潛在組織損傷所引起的痛苦體驗，強調疼痛是主觀感受，與自身的認知水平和社會因素有關。據此定義TKA 術后慢性疼痛是指手術成功且放射報告無異常，術前不存在或疼痛特征以及強度與術前疼痛不同，持續時間超過3 個月且發生在手術部位或局部區域的疼痛[16]。國外有系統綜述報道，TKA 術后發生慢性疼痛病人達10%～34%，有些研究甚至達48%[17‐18]。國內亦有學者發現，TKA 術后1 年內慢性疼痛發生率為30%～40%[19]。本研究中TKA術后3 個月共發生慢性疼痛116 例（62.7%），慢性疼痛的發生率高于以往的研究。分析差異原因可能與國內外文化背景、病種、納入與排除標準以及樣本量不同有關。此外，本研究將慢性疼痛發生時間定義為術后3個月。大部分研究顯示TKA 術后病人慢性疼痛的發生率隨時間的推遲有明顯下降趨勢。2018 年Sugiyama等[16]對來自日本的7 所大學醫院接受TKA 手術的298例病人進行回顧性審查，結果顯示術后3 個月慢性疼痛的發生率為49%，術后6 個月慢性疼痛的發生率為33%，使用止痛劑的病人術后3 個月及6 個月慢性疼痛發生率分別為34%和22%。其次，部分研究將手術后持續至少3 個月的中度至重度疼痛定義為慢性手術后疼痛[20]，這與本研究中將所有存在輕、中、重度疼痛的納入標準有顯著區別。

3.2 TKA 術后發生慢性疼痛的機制及其影響因素 本研究對慢性疼痛影響因素的分析顯示，術前合并癥是TKA 術后發生慢性疼痛的危險因素。應對方式是TKA 術后發生慢性疼痛的危險因素。1983 年Rosenstiel 等［21］運用應對策略問卷測量慢性疼痛病人的應對方式。根據最初開發人員的發現，災難化和祈禱被認為是不良適應策略，分散注意力、忽視疼痛、逃避和勇敢面對被認為是較好的適應策略［22］。關于TKA 術后病人疼痛應對策略的研究較少，黃雪等［23］對246 例慢性疼痛病人的社會比較傾向及其對疼痛應對方式的影響進行問卷調查，結果顯示應對方式中勇敢面對維度與疼痛程度呈負相關，逃避以及祈禱維度與疼痛程度呈負相關。既往的研究顯示積極應對策略可降低疼痛強度，緩解抑郁程度，減輕殘疾水平。Cai等［24］在研究TKA 病人術后運動恐懼的發生率時對862 例參與者同時進行了疼痛應對方式以及疼痛程度的調查，結果發現消極應對策略除了是運動恐懼癥的顯著風險因素之外，還會導致病人有更強烈的疼痛感受。本研究顯示，術后3 個月時采取積極的疼痛應對方式如勇敢面對會降低疼痛發生概率（P=0.033），而消極的疼痛應對方式如逃避疼痛會增加疼痛體驗（P=0.006）。這與以往的研究結果[21‐23]一致。這可能與消極的疼痛應對方式，如逃避和厄運感會對疼痛癥狀過度關注，疼痛的中樞神經變得更加敏感,從而產生慢性痛覺過敏狀態,而分散注意力則會幫助病人忽略對疼痛的感受。

本研究表明術后24 h 急性疼痛是TKA 術后發生慢性疼痛的危險因素。Thomazeau 等[25]在一項研究中發現：高痛組TKA 術后早期疼痛數字評分>5 分的病人在術后有較高的慢性疼痛風險，而評分為（3.1±0.2）分的病人在之后的時間內慢性疼痛的風險較低。Fregoso 等［26］的一篇綜述表明包括全髖關節置換術、乳腺癌手術、腹股溝疝修補術、剖宮產、胸外科術后伴嚴重的急性疼痛病人術后慢性疼痛的風險增加。術后急性疼痛與慢性疼痛之間有很強的相關性，可能與急性疼痛時神經末梢釋放神經肽引起受損膝關節連續的痛覺輸入，從而導致痛覺過敏和中樞敏感化有關［27］。因此，在臨床工作中，醫護人員應做好疼痛教育，指導病人主動報告疼痛，改變“能忍就忍”的錯誤觀念，以減少急性疼痛的時間和程度。

本研究顯示膝關節功能是慢性疼痛的重要影響因素，膝關節功能評分越高術后發生慢性疼痛的概率越低。以往的研究多關注疼痛對膝關節功能的影響，較少有研究膝關節功能對慢性疼痛的影響［28‐29］。Bin Abd Razak 等［30］研究發現，對接受初次實施TKA 術的亞洲病人，年齡和膝關節功能評分能夠更好地預測術后療效，即年長且術前膝關節功能評分低的病人，較年輕且術前膝關節功能評分高的病人更容易出現疼痛及功能不良。彭芳敏［31］對78 例老年TKA 術病人術后每天行膝關節功能恢復和疼痛程度觀察,并分別在術后24 h、48 h 評估病人的膝關節屈曲度、活動度、HSS 膝關節功能評分,Pearson 相關性分析顯示膝關節最大屈曲度、活動度、HSS 膝關節功能評分均與VAS 評分存在負相關關系(P<0.05)，說明TKA 術后膝關節功能恢復程度越好，疼痛感越低，反之，疼痛感越高。因此，醫護人員應在關節置換術后盡快對病人進行疼痛處理、活動度訓練及其他治療，把握術后48 h 內的最佳康復時期，緩解病人疼痛,調節術后膝關節功能恢復及其與疼痛程度的關系。

與以往的研究結果一致，本次研究結果也證實術前抑郁為術后慢性疼痛的獨立預測因素。Singh 等[32]研究發現：抑郁癥病人在TKA 術后需要長期使用鎮痛藥的風險比其他病人高5 倍。研究表明：慢性疼痛使抑郁風險增加了2.5～4.1 倍；重度抑郁癥病人出現慢性術后疼痛的概率是正常人的3～6 倍[33‐34]。慢性疼痛與抑郁之間互為因果，慢性疼痛和抑郁都能引起大腦結構和功能的變化，慢性疼痛可能會導致情緒改變，抑郁也會表現出疼痛癥狀，二者相互作用，導致惡性循環［35‐36］。醫護人員應重視TKA 病人抑郁和慢性疼痛的管理，以減少其相互影響所造成的不良后果。由于慢性疼痛與抑郁之間涉及認知行為、軀體反應(疼痛)和情緒的相互作用，因此，除應用抗抑郁藥物治療外，對該類病人進行心理治療非常重要。

本研究將篩選出的5 項獨立危險因素進行整合建立可視化的列線圖模型，經驗證有較高的準確性，同時有較好的敏感度和特異度。通過相關分析顯示模型預測值與實際觀測值之間的差異沒有統計學意義，說明預測模型有較好的校準能力。本研究結果與Liu 等［37］的研究部分相似，有較好的鑒別能力和準確性。

4 小結

本研究初步構建了TKA 術后病人發生慢性疼痛風險的列線圖預測模型，病人的疼痛應對方式、焦慮、抑郁情況都是可以通過心理干預進行改善的，為制定更科學的心理干預方案提供了依據。當然，本研究也存在一些不足之處。在調查表的制作之初就忽略了術后康復鍛煉對慢性疼痛的影響。主要是考慮到康復鍛煉形式、頻次、持續時間比較復雜，且需要一個較長的觀察期才能體現其對結局的影響，這會延長研究結果的得出從而不能盡早地對臨床病人采取措施。此外，本研究為單中心前瞻性研究，研究時間較短，樣本量較小同時納入的危險因素范圍太廣，且未進行后期的預測模型驗證，可在后續的研究中進一步探索。