基于決策樹構建開放性脛腓骨骨折病人術后切口感染的風險預測模型

Keywordsdecision tree;open fracture;tibia and fibula fractures; incision infection; risk factor; nursing

脛腓骨骨折多由直接暴力、交通事故所致，是臨床中常見的骨折類型之一，在全部骨折類型中占 9%～ 14%^[1-2] 。由于脛骨前內側和皮膚緊貼，創傷后易導致開放性骨折。有數據顯示，開放性脛腓骨骨折占腔腓骨骨折總數的 3/4^[3] 。開放性骨折病人多伴有軟組織挫裂、撕脫以及神經血管的損傷、創面污染等，導致病情復雜程度增加[4]。內固定手術是目前臨床治療開放性脛腓骨骨折的主要手段，雖能有效恢復骨折部位的解剖學結構，改善病人基本癥狀，但術后切口感染率較高，不利于病人術后康復[5]。因此，及早識別開放性脛腓骨骨折病人術后切口感染的風險因素并構建相關預測模型對減少切口感染的發生、改善病人預后具有重要臨床意義。目前，我國已有部分研究對脛腓骨骨折病人術后切口感染的影響因素進行探討，但結論并不統一，且未有研究構建相應的風險預測模型。決策樹模型是一種用于解決分類的樹狀結構模型，具有結果易于解讀、效率高、預測精度高等優點，是監督式學習中應用最廣泛的模型之—[6]。基于此，本研究對開放性脛腓骨骨折術后切口感染的風險因素進行篩選，并構建決策樹模型，為感染防治工作提供參考。

L 資料與方法

1.1一般資料

回顧性選取2022年9月1日—2023年9月30日我院收治的210例開放性腔腓骨骨折病人的臨床資料進行分析。納入標準：1）符合文獻[7]中的相關診斷標準，并經影像學確診；2）年齡 gt;18 歲；3）接受內固定術治療。排除標準：1）雙側腔腓骨骨折；2）合并免疫系統疾病；3）合并其他部位骨折；4）臨床資料缺失者。本研究已通過我院醫學倫理委員會批準（編號：GL-00240039）。

1.2資料收集方法

通過查閱相關文獻資料并結合我院相關專家建議確定本研究需收集的臨床資料。然后，經由我院電子病歷系統收集病人的基本資料[包括性別、年齡、體質指數（BMI）、致傷原因、糖尿病、高血壓等]及臨床資料（骨折部位、固定方式、Gustilo分型、徹底清創及術后引流情況等）。此外，術后切口感染參照文獻[8]進行評價，即術后3個月內發生與手術有關、涉及深部筋膜和肌肉層的手術部位感染，且切口分泌物病原菌培養陽性。

1.3 統計學方法

采用SPSS26.0軟件對數據進行分析。符合正態分布的定量和定性資料分別以均數士標準差 和例數、百分比 （%） 表示，并采用t檢驗和 χ² 檢驗。采用Logistic回歸分析篩選危險因素，采用SPSSModeler軟件構建決策樹風險預測模型，并繪制受試者工作特征（ROC）曲線，進一步對模型效能進行評估。以 Plt; 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1開放性脛腓骨骨折病人術后切口感染現狀

210例開放性腔腓骨骨折病人中，52例術后發生切口感染，術后切口感染發生率為 24.76% 號

2.2開放性脛腓骨骨折病人術后發生切口感染的單因素分析

單因素分析結果顯示，年齡、糖尿病、受傷至手術時間、Gustilo分型、徹底清創及術后引流是否通暢是開放性脛腓骨骨折病人術后發生切口感染的影響因素L ?lt;0.05） 。見表1。

表1開放性脛腓骨骨折病人術后發生切口感染的單因素分析 單位：例 （%）

2.3開放性脛腓骨骨折病人術后發生切口感染的多因素分析

以開放性脛腓骨骨折病人術后切口的感染情況為因變量，以單因素分析中差異有統計學意義的因素為自變量進行Logistic回歸分析，變量賦值情況見表2。Logistic回歸分析結果顯示，合并糖尿病、受傷至手術時間 gt;6h 、Gustilo分型為Ⅲ型、未徹底清創、術后引流不通暢是開放性脛腓骨骨折病人術后切口感染的危險因素 （Plt;0.05 。見表3。

表2變量賦值情況

表3開放性脛腓骨骨折病人術后發生切口感染的多因素分析

2.4開放性脛腓骨骨折病人術后切口感染風險決策 樹預測模型的構建與驗證

基于上述篩選出的危險因素構建開放性脛腓骨骨折病人術后切口感染風險決策樹預測模型，該模型深度為3，共11個節點、6個終端節點，模型選擇Gustilo分型、徹底清創、受傷至手術時間、糖尿病為解釋變量，其中，Gustilo分型為最重要的預測因子。見圖1。決策樹模型的ROC曲線下面積（AUC）為0.802 95%CI （0.733，0.871）]，見圖2。

圖1開放性脛腓骨骨折病人術后切口感染風險決策樹預測模型

圖2開放性脛腓骨骨折病人術后切口感染風險決策樹預測模型的ROC曲線

3 討論

3.1開放性脛腓骨骨折病人術后切口感染現狀

脛腓骨是長管狀骨中最易引起骨折的部位，由于小腿前方軟組織及肌肉較少，在遭受較大的外界力量沖擊時，不僅易導致開放性脛腓骨骨折，通常還可導致皮膚、肌肉的缺損和神經血管的損傷[9-10]。切開復位內固定術是治療腔腓骨骨折的有效手段，而術后感染是治療的難點之一。一旦發生感染可能會引起骨髓炎、延遲愈合等不良結局，嚴重時可危及病人生命[11-12]。本研究結果顯示，210例開放性腔腓骨骨折病人中，52例術后發生切口感染，發生率為 24.76% ，與蔡文龍等[13]的研究結果 （25.00%） 相近。提示開放性脛腓骨骨折病人術后切口感染的發生率較高。因此，臨床需及時明確開放性骨折病人術后切口感染的風險因素，并給予有針對性的干預措施，以降低術后感染的發生率。

3.2開放性脛腓骨骨折病人術后發生切口感染的影響因素

本研究結果顯示，合并糖尿病、受傷至手術時間gt;6n 、Gustilo分型為Ⅲ型、未徹底清創、術后引流不通暢是開放性脛腓骨骨折病人術后切口感染的危險因素中 （Plt;0.05） 。1）合并糖尿病。合并糖尿病可提高病人術后切口感染的發生風險，這與尤曉莉14的研究結果相似。分析原因：糖尿病病人的免疫功能受損，高血糖狀態削弱了機體的抵抗力，使得白細胞等免疫細胞的殺菌能力明顯降低，增加了感染的風險[15]。同時，糖尿病病人的微血管容易出現病變，影響傷口部位的血液供應和營養物質的輸送，導致傷口愈合速度減慢，進一步增加了感染風險。因此，對于合并糖尿病的開放性骨折病人，術后需特別注意控制血糖，并加強傷口護理和監測，以降低感染風險。2）受傷至手術時間 gt;6h ○受傷至手術時間 gt;6h 的開放性骨折病人術后切口感染風險更高，與劉廣秀[1的研究結果一致。這主要是因為開放性骨折的骨折端及創面與外界相通，受傷至手術時間越長意味著創面與外界直接接觸時間越長，遭受外界病原菌侵襲的概率越大，術后切口發生感染的風險則更高。因此，對于開放性骨折病人應盡快送往醫院接受治療，以減少細菌污染和滋生的時間，從而降低術后切口感染風險。3）Gustilo分型為Ⅲ型。本研究結果顯示，Gustilo分型為Ⅲ型的開放性骨折病人術后切口感染的風險更高，與諸利剛等[17]研究結果相近，該研究結果顯示，腔腓骨Ⅲ型骨折等是創傷性腔腓骨骨折病人術后發生切口感染的危險因素。Gustilo分型越高表明病人的骨折越嚴重，相較于 I～I 型病人，Ⅲ型病人骨折情況更為嚴重，且多伴有肌肉、神經等損傷，局部組織損傷更為廣泛，手術難度更大、用時更長，因而術后切口發生感染的風險更高[18]。提示護理人員針對Gustilo分型為Ⅲ型的開放性骨折病人術后需采取更加嚴格的感染控制措施，包括使用抗生素預防感染、加強傷口護理和監測等，以降低切口感染的風險，促進病人的康復。4）未徹底清創。本研究結果顯示，未徹底清創可提高開放性骨折病人術后切口感染的發生風險，與劉穎[19]的研究結果相符。清創是創傷性骨折治療中的重要環節，其目的是通過清洗、消毒和去除壞死組織等措施，減少傷口內的污染物和細菌數量，從而降低術后感染風險。相反，如果清創不徹底，殘留的污染物和壞死組織將成為細菌繁殖的溫床，導致術后切口感染風險明顯增加。5）術后引流不通暢。本研究結果顯示，術后引流不通暢可增加開放性骨折病人術后切口感染的發生風險，與彭希等[20]的研究結果相似，該研究結果表明，術后引流不通暢則術區發生感染的概率更高。分析原因為：當引流不暢時傷口內的積液、血液和其他滲出物無法有效排出，為細菌提供了一個良好的繁殖環境，增加術后感染風險。此外，積液還可能引發周圍組織水腫，這不僅會影響傷口的正常愈合過程，還會進一步削弱組織的抗感染能力，最終導致切口感染。提示護理人員在病人術后護理中，應密切注意引流管的通暢性，及時發現并處理堵塞問題，以降低切口感染的風險。

3.3開放性脛腓骨骨折病人術后切口感染風險決策樹模型的預測性能

決策樹是一種基于樹形結構的機器學習算法，通過對數據中的不同特征進行分割，最終得到一個可用于預測的樹狀圖，在臨床決策建議中具有較好的應用效果[21]。本研究以Logistic回歸分析得到的危險因素構建開放性脛腓骨骨折病人術后切口感染的決策樹預測模型，模型深度為3，節點數為11個，終端節點數為6個，選擇Gustilo分型、徹底清創、受傷至手術時間、糖尿病為解釋變量，其中，Gustilo分型是開放性脛腓骨骨折病人術后切口感染最重要的預測因子。本研究采用ROC曲線驗證該模型的預測效能，結果顯示，該預測模型的AUC為0.802[95%CI（0.733，0.871）]，表明模型的預測效能良好，能在開放性脛腓骨骨折病人中有效區分術后切口感染的高危人群。在實際應用中，護理人員可根據病人的實際情況沿決策樹路徑從根節點到葉節點進行逐級決策，準確、快速得出病人術后切口感染風險的預測結果，并給予個體化的護理干預，以降低切口感染的發生風險。

4小結

綜上所述，合并糖尿病、受傷至手術時間 gt;6h Gustilo分型為Ⅲ型、未徹底清創、術后引流不通暢是開放性脛腓骨骨折病人術后切口感染的危險因素，據此構建的決策樹模型具有良好的預測效能。但本研究屬于單中心、回顧性研究，數據代表性不足，后續研究可據此進行完善，以提高模型的準確性和適用性。

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（本文編輯趙奕雯）