摘要目的:<br> 1.探讨并比较内侧开放楔形胫骨高位截骨术(MedialOpening-WedgeHighTibialOsteotomy,MOWHTO)和膝关节内侧单髁关节置换术(MedialUnicompartmentalKneeArthroplasty,MUKA)治疗膝关节内侧单间室骨关节炎(KneeOsteoarthritis,KOA)的临床疗效;<br> 2.通过单因素和多因素回归分析探讨影响膝关节内侧单间室KOA满意治疗结局的风险因素;<br> 3.通过对接受MOWHTO与MUKA术患者的基线、临床和影像学数据进行挖掘分析,使用机器学习算法构建影响MOWHTO与MUKA术治疗膝关节内侧单间室KOA满意结局的临床预测模型,为后期拟开展前瞻性临床研究奠定基础。<br> 方法:<br> 搜集2016年1月~2020年7月间在我院因原发性膝关节内侧单间室KOA接受MOWHTO与MUKA治疗的患者。纳入标准:男性患者年龄范围55岁~70岁,女性患者年龄范围50岁~70岁,随访时间≥12个月。排除标准为:多间室或全间室的膝骨关节炎、膝关节炎症性关节炎和膝关节化脓性关节炎,随访时间<12个月。搜集的资料包括3个方面:①患者的基线数据,包括性别、年龄、身体质量指数(BodyMassIndex,BMI)、中医证型、美国麻醉风险评分(AnesthesiarisksofAmerica,ASA)、麻醉方式、手术侧别和随访时间;②临床数据:膝关节活动度(RangeofMotion,ROM)、膝关节协会(KneeSocietyScore,KSS)临床评分总分和KSS功能评分和膝关节屈曲挛缩角度;③影像学数据:膝骨关节炎K-L(Kellgren-Laurence)分级、胫股角(FemoralTibialAngle,FTA)、胫骨近端内侧角(MedialProximalTibialAngle,MPTA)、关节汇聚角(JointLineCongruenceAngle,JLCA)、胫骨后倾角(PosteriorTibialSlope,PTS)、Ahlback分级、Altman评分、Outerbridge分级。首先,基于KSS临床评分总分、KSS功能评分、关节活动度、FTA角和MPTA角,对两组患者进行术前和术后组间、组内及上述指标改善度方面的比较。然后,构建逻辑回归分析模型,进行单因素和多因素分析,筛选出患者基线特征、临床数据和影像学数据中影响患者获得满意治疗结局的风险因素。接着,利用机器学习的方法,构建支持向量机模型、随机森林模型、神经网络模型和逻辑回归模型四种模型,通过ROC曲线分析,确定准确性最高的临床预测模型。最后,通过综合分析选择逻辑回归模型构建动态Nomogram图,预测MOWHTO与MUKA两种术式取得满意治疗结局的可能性,以期为临床治疗决策提供参考。定性资料采用Fisher检验,正态分布的连续型变量用t检验,非正态分布的连续型变量采用Wilcoxon检验。临床预测模型构建中的数据分析使用R语言。<br> 结果:<br> 93人(98膝)接受了MOWHTO术,148人(155膝)接受了MUKA术。两组患者在年龄、BMI指数、中医证型、ASA评分、麻醉方式、手术侧别和随访时间无统计学差异(P>0.05),但两组患者中女性明显多于男性(P<0.01)。Ahlback分级、Outerbridge分级、Alrman分级、膝关节屈曲挛缩畸形角度、JLCA角和PTS角在两组间无统计学差异(P>0.05)。术前膝骨关节炎K-L分级在两组患者中存在明显统计学差异(P<0.01),MOWHTO组中患者的膝骨关节炎分级主要为K-L2级和K-L3级,而MUKA组中则主要为K-L3级和K-L4级。两组患者术后的FTA角和MPTA角在较术前均有明显的变化,其中FTA角较术前明显减小(P<0.01);MPTA角在术后即刻和末次随访时均较术前有明显增大(P<0.01),但术后即刻与末次随访时MPTA角间无明显差异(P>0.05)。KSS临床评分总分、KSS功能评分及KSS功能评分的改善度在两组间没有统计学差异(P>0.05),但两组患者的术后的各项评分均较术前明显改善(P<0.01)。术前、术后ROM及其改善度在两组组间和组内没有统计学差异(P>0.05)。单因素回归分析中发现性别(OR:1.80,95%置信区间:1.10~3.00,P=0.02)、Outerbridge分级(OR:1.50,95%置信区间:1.10~1.90,P=0.01)、术前MPTA角(OR:0.93,95%置信区间:0.86~1.00,P=0.04)和术前KSS功能评分(OR:0.82,95%置信区间:0.79~0.86,P=0.02)是影响获得满意治疗结局的风险因素;多因素回归分析仅发现Outerbridge分级(OR:1.70,95%置信区间:1.30~2.30,P<0.01)和术前KSS功能评分(OR:0.82,95%置信区间:0.78~0.86,P<0.01)是影响满意治疗结局的独立风险因素。本研究构建的支持向量机模型的AUC值为0.91(95%置信区间:0.84-0.98),敏感性为0.84(95%置信区间:0.75-0.93),特异性为0.91(95%置信区间:0.84-0.98);随机森林模型的AUC值为0.95(95%置信区间:0.91-0.99),敏感性为0.85(95%置信区间:0.76-0.94),特异性为0.87(95%置信区间:0.78-0.96);神经网络模型的AUC值为0.94(95%置信区间:0.88-1.00),敏感性为0.83(95%置信区间:0.72-0.94),特异性为0.88(95%置信区间:0.79-0.97);逻辑回归分析的AUC值为0.70(95%置信区间:0.60-0.80),敏感性为0.63(95%置信区间:0.49-0.77),特异性为0.72(95%置信区间:0.58-0.86)。动态Nomogram图可以很好的预测膝关节内侧单间室KOA患者行MOWHTO与MUKA获得满意治疗结局的可能性。<br> 结论:<br> (1)MOWHTO与MUKA术均是治疗膝关节内侧单间室KOA有效的治疗方法,但两者间的治疗结果没有差异性。<br> (2)单因素和多因素回归分析结果表明术前的Outerbridge和术前KSS功能评分是影响膝关节内侧单间室KOA满意治疗结局的独立风险因素。<br> (3)基于获得膝关节内侧单间室KOA满意治疗结局,本研究构建了4个准确率、敏感性和特异性非常高的临床预测模型,随机森林模型准确性最高,逻辑回归模型的准确率最低。基于逻辑回归模型建立的动态Nomogram图也显示了非常好的可靠性。
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