Predictors of the development of complications after total arthroplasty in patients with the consequences of acetabular fractures

Переломы вертлужной впадины составляют от 7% до 22% от повреждений таза [1]. Социальная значимость данного типа повреждений заключается в том, что переломы вертлужной впадины встречаются как у пациентов молодого возраста, вследствие высокоэнергетической травмы, зачастую в структуре политравмы, так и у пациентов пожилого возраста, вследствие остеопоротических изменений [2]. Золотым стандартом лечения переломов вертлужной впадины является дифференцированный подход, когда основной целью является анатомичное восстановление суставной поверхности тазобедрен- ного сустава [3]. Согласно данных современных исследований, дегенеративно-дистрофические изменения тазобедренного сустава, требующие хирургического лечения — развиваются у 12–57% пострадавших [1]. Пожилым пациентам, вследствие значительного снижения компенсаторных возможностей организма в большом количестве случаев, (26,8–50%) в течение 2 лет после травмы требуется конверсия на эндопротез [4]. Несмотря на широкое использование данной методики, результаты эндопротезирования у пациентов с последствиями переломов вертлужной впадины хуже, чем при лечении идиопатического коксартроза [5]. Количество

Пронских А.А., Лукинов В.Л., Пиманчев О.В., Павлов В.В.

ПРЕДИКТОРЫ РАЗВИТИЯ ОСЛОЖНЕНИЙ ПОСЛЕ ТОТАЛЬНОГО ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЯ У ПАЦИЕНТОВ С ПОСЛЕДСТВИЯМИ ПЕРЕЛОМОВ ВЕРТЛУЖНОЙ ВПАДИНЫ осложнений у данных категорий пациентов значительно различается [6; 7]. Наиболее часто встречаемыми осложнениями являются вывихи головки эндопротеза, асептическое расшатывание компонентов, парапротезная инфекция и нейропатия различных порций седалищного и бедренного нервов. Осложнения, вследствие которых требуется последующее ревизионное вмешательство развиваются в среднем в 13,5% случаев, от 1,7% до 26% [8–10]. Причинами развития такого высокого процента осложнений по данным разных авторов являются как относительно молодой возраст пациентов (в среднем 51 год), склерозирование нативной кости, наличие дефектов и выраженные анатомические изменения вертлужной впадины, а также осложнения, связанные с наличием металлоконструкций [9; 11; 12]. Для определения факторов, влияющих на развитие послеоперационных осложнений, было предпринято настоящее исследование.

Цель исследования — поиск статистически достоверных предикторов осложнений после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава у пациентов с последствиями травм вертлужной впадины.

Материалы и методы

В рамках данного исследования была выдвинута гипотеза о том, что предшествующее лечение перелома, восстановление механических параметров пораженного сустава, наиболее близкое к здоровому контрлатеральному суставу, влияют не только на клинические и функциональные результаты лечения, но и на вероятность развития осложнений. Было предпринято рестроспек-тивное одноцентровое контролируемое исследование. Проведен ретроспективный анализ историй болезни пациентов, которым в период с 2014 по 2022 гг. проводилось тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава в клинике эндопротезирования ФГБУ ННИИТО. Критериями включения в исследование были следующие параметры — возраст старше 18 лет, наличие одностороннего посттравматического коксартроза 3 стадии и дефекта вертлужной впадины I и обширнее по классификации AAOS. В исследование было включено 235 пациентов. Были проанализированы процент и структура осложнений. Всего различные осложнения встречались у 32 пациентов (13,6%) в 38 случаях (16%). Структура осложнений представлена в диаграмме.

Был проведен анализ модели логистической регрессии осложнений. Основными исследуемыми параметрами явились дооперационное смещение центра ротации —

Диагр. 1. Общая структура осложнений у пациентов, включенных в исследование.

вертикальное, горизонтальное и передне-заднее, послеоперационное смещение центра ротации — вертикальное, горизонтальное и передне-заднее, бедренный офсет до и после операции. Отдельным критерием исследования явилась корректность ранее проведенного лечения перелома вертлужной впадины. В случае, если пациенту в срок менее 14 суток после травмы был проведен стабильный остеосинтез по показаниям, значение считалось 1, если нет — 0. Некорректно проведенным лечением считали консервативное лечение с отсутствием анатомичного восстановления суставной поверхности вертлужной впадины, неустраненный вывих головки бедренной кости, нестабильный остеосинтез, либо остеосинтез, проведенный в отдаленном периоде. Анализировали тип перелома по классификации AO/OTA, тип дефекта по классификации AAOS. Путем построения однофакторных и многофакторных моделей логистической регрессии выявлены отдельные значимые предикторы развития осложнений.

Результаты

Согласно полученных данных, путем построения однофакторных моделей логистической регрессии выявлены отдельные значимые предикторы осложнений у всех пациентов, увеличение предиктора вертикального смещения центра ротации на k мм ассоциировано с повышением шансов осложнений в 1.04k [1.01k; 1.06k] раз. Следующим значимым предиктором был определен уровень функции тазобедренного сустава по шкале Harris Hip Score до операции тотального эндопротезирования — увеличение показателя на k баллов ассоциировано с понижением шансов осложнений в 0.96k [0.93k; 0.99k]

Табл. 1. Модели логистической регрессии осложнений у всех пациентов (N = 235, случаев = 32(13.6%))

Ковариаты	Однофакторные модели		Первичная многофакторная модель		Автоматическая многофакторная оптимальная модель		Искомая многофакторная оптимальная модель
	OШ [95% ДИ]	p	OШ [95% ДИ]	p	OШ [95% ДИ]	p	OШ [95% ДИ]	p
Вертикальное.смещение.центра.ротации	1.04 [1.01; 1.06]	0.005*	1.02 [0.99; 1.05]	0.103	1.03 [1; 1.06]	0.024*	1.03 [1; 1.06]	0.024*
Результат.по.Harris.до.операции	0.96 [0.93; 0.99]	0.015*	0.98 [0.94; 1.01]	0.145	0.98 [0.94; 1.01]	0.122	0.98 [0.94; 1.01]	0.122
Корректность предшествующего лечения	0.29 [0.07; 0.87]	0.050	0.36 [0.08; 1.15]	0.119	0.39 [0.09; 1.21]	0.142	0.39 [0.09; 1.21]	0.142

Пронских А.А., Лукинов В.Л., Пиманчев О.В., Павлов В.В.

ПРЕДИКТОРЫ РАЗВИТИЯ ОСЛОЖНЕНИЙ ПОСЛЕ ТОТАЛЬНОГО ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЯ У ПАЦИЕНТОВ С ПОСЛЕДСТВИЯМИ ПЕРЕЛОМОВ ВЕРТЛУЖНОЙ ВПАДИНЫ раз. Корректность проведения предшествующего лечения также была отнесена к основным значимым предикторам развития осложнений — данный показатель ассоциирован с понижением шансов осложнений в 0.29 [0.07; 0.87] раз. Следующим этапом было проведено построение многофакторной модели логистической регрессии, которое выявило, что мультипликативным значимым предиктором регрессии осложнений у всех пациентов является вертикальное смещение центра ротации (p = 0.024*), а увеличение данного предиктора на k ед. изм. ассоциировано с повышением шансов осложнений в 1.03k [1k; 1.06k] раз при прочих равных показателях в многофакторной модели.

Был проведен ROC анализ, и выведена формула автоматической многофакторной оптимальной модели:

P(осложнений) = exp(z)/(1+exp(z)), z = — 1.11513588 + 0.03046207 * Вертикальное.смеще-ние.центра.ротации — 0.02525828 * Результат.по.Harris. до.операции — 0.94945788 * Предшествующее лечение. корректность.1..да..0..нет, где: P(осложнений ) — вероятность осложнений; exp(z) — функция экспоненты в степени z.

Переменные в формуле для z принимают следующие значения:

Вертикальное.смещение.центра.ротации = абсолютное значение показателя вертикальное смещение цента ротации патологически измененного сустава по сравнению со здоровым контралатеральным суставом в мм.

Результат.по.Harris.до.операции = абсолютное значение такого показателя, как уровень функции пораженного тазобедренного устава по шкале Harris Hip Score до операции в баллах.

Предшествующее лечение.корректность.1..да..0.. нет = 1 (да|присутсвует|соответствует) или 0 (нет|ост-сутствует|не соответстует).

Проведено исследование предсказательной способности искомой оптимальной многофакторной модели, с помощью ROC анализа определены наилучшие показатели чувствительности — 62.5% и специфичности — 80.8% для порогового значения вероятности осложнений = 18%. То есть, используя полученное пороговое значение, y пациентов, с рассчитанной по формуле модели вероятностью осложнений более 18% прогнозировали развитие осложнений (Рис. 1).

Отдельно проанализировано влияние параметров на развитие таких осложнений, как вывих бедренного компонента, развитие асептического расшатывания компонентов эндопротеза и развитие нейропатии различных порций седалищного нерва.

Самым значимым фактором, влияющим на вероятность развития вывиха головки бедренного компонента, является разница бедренного офсета между оперированным суставом и здоровой контралатеральной стороной после операции (p = 0.008*), увеличение данного предиктора на k мм ассоциировано с повышением шансов вывиха в 1.1k [1.02k; 1.18k] раз. Следующим фактором,

Рис. 1. ROC — кривая (пороговое значение 18%). Искомая многофакторная оптимальная модель развития осложнений. Чувствительность, % Специфичность, %.

стал тип предшествующего перелома вертлужной впадины. В ходе анализа установлено, что перелом тип С3 по классификации AO\OTA ассоциирован с повышением шансов вывиха в 22.7 [0.96; 280.45] раз. Фактором, позволяющим спрогнозировать развитие вывиха головки тотального эндопротеза в послеоперационном периоде, является величина вертикального смещения центра ротации оперированного тазобедренного сустава в сравнении со здоровым контралатеральным суставом, так, увеличение данного предиктора на k мм ассоциировано с повышением шансов вывиха в 1.06k [1.01k; 1.11k] раз. Тип дефекта костной ткани также влияет на риск развития вывиха бедренного компонента, выявлено, что наличие IV типа дефекта по классификации AAOS (p = 0.029*), ассоциировано с повышением шансов вывиха в 15.07 [0.68; 145.14] раз.

Построение многофакторной модели логистической регрессии выявило, что мультипликативно значимым предиктором регрессии вывиха бедренного компонента у всех пациентов явился такой параметр, как разница бедренного офсета после операции по сравнению со здоровой контралатеральной стороной:

Офсет (p = 0.014*), увеличение предиктора на k мм ассоциировано с повышением шансов вывиха в 1.1k [1.02k; 1.18k] раз при прочих равных показателях в многофакторной модели.

Выведена формула автоматической многофакторной оптимальной модели прогнозирования вывиха бедренного компонента:

P(вывиха) = exp(z)/(1+exp(z)), z = — 3.89402396 + 0.09100294 * Офсет — 0.39854917 * Срок.после.травмы..лет., где: P(вывиха) — вероятность вывиха; exp(z) — функция экспоненты в степени z.

Пронских А.А., Лукинов В.Л., Пиманчев О.В., Павлов В.В.

ПРЕДИКТОРЫ РАЗВИТИЯ ОСЛОЖНЕНИЙ ПОСЛЕ ТОТАЛЬНОГО ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЯ У ПАЦИЕНТОВ С ПОСЛЕДСТВИЯМИ ПЕРЕЛОМОВ ВЕРТЛУЖНОЙ ВПАДИНЫ

Рис. 2. ROC — кривая (пороговое значение 4%).Искомая многофакторная оптимальная модель развития вывиха бедренного компонента.

Рис. 3. ROC — кривая (пороговое значение 1.2% ). Искомая многофакторная оптимальная модель развития расшатывания компонентов у всех пациентов.

Переменные в формуле для z принимают следующие значения:

Офсет = абсолютное значение разницы бедренного офсета после оперативного вмешательства в мм.

Срок.после.травмы. лет. = срок, прошедший с момента травмы до момента тотального эндопротезирования в годах.

Проведено исследование предсказательной способности искомой оптимальной многофакторной модели с помощью ROC анализа определены наилучшие показатели чувствительности — 66.7% и специфичности — 85.6% для порогового значения вероятности вывиха = 4% (Рис. 2).

Основным мультипликативным предиктором развития асептического расшатывания компонентов являлась продолжительность госпитализации, измеряемая в койко-днях. При построении многофакторной модели логистической регрессии выявлено, что увеличение на k койко-дней, ассоциировано с повышением шансов развития нестабильности в 1.17k [1.05k; 1.32k] раз при прочих равных показателях в многофакторной модели. Следующим мультипликативным предиктором является Вертикальное смещение центра ротации оперированного тазобедренного сустава, так, увеличение данного предиктора k мм. ассоциировано с повышением шансов нестабильности в 1.07k [1.01k; 1.15k] раз при прочих равных показателях в многофакторной модели.

Выведенная формула автоматической многофакторной оптимальной модели выглядит следующим образом:

P(нестабильности) = exp(z)/(1+exp(z)), z = — 9.36596744 + 0.15668685 * к.д + 0.06623677 * Вертикальное.смещение.центра.ротации + 2.30632286 * Тип.перелома (1 — {А2}, 0 — остальные {В3, С1, С2, В2, А3, В1, А1, С3}) + 2.16691580 * Асептический.некроз..1.0., где: P(нестабильности) — вероятность нестабильности; exp(z) — функция экспоненты в степени z.

Переменные в формуле для z принимают следующие значения:

к.д = абсолютное значение продолжительности госпитализации в койко-днях

Вертикальное.смещение.центра.ротации = абсолютное значение вертикального смещения центр ротации в мм.

Тип.перелома (1 — {А2}, 0 — остальные {В3, С1, С2, В2, А3, В1, А1, С3}), в зависимости от типа предшествующего перелома, при наличии перелома типа A2 по классификации AO\OTA, присваивалось значение 1. Во всех остальных случаях, значение 0.

Асептический.некроз..1.0. = В случае развития асептического некроза головки бедренной кости перед проведением тотального эндопротезирования, присваивалось значение 1, при сохранной костной ткани головки присваивалось значение 0.

В автоматической оптимальной модели с помощью ROC анализа определены наилучшие показатели чувствительности — 100% и специфичности — 81.7% для порогового значения вероятности нестабильности = 1.2% (Рис. 3).

Следующим этапом статистического исследования было проведено определение предикторов развития нейропатий различных порций седалищного нерва, так как в рамках данной выборки пациентов ни одного случая развития нейропатии других нервов выявлено не было. Путем построения однофакторных и многофакторных моделей логистической регрессии выявлены следующие значимые мультипликативные предикторы развития нейропатии:

Пол (1 — {М}, 0 — остальные {Ж}) (p = 0.009*), предиктор мужского пола пациента ассоциирован с понижением шансов развития нейропатии в 0.17 [0.04; 0.63] раз при прочих равных показателях в многофакторной модели;

к.д (p = 0.016*), увеличение предиктора продолжительности госпитализации на k койко-дней ассоциировано с по-

Пронских А.А., Лукинов В.Л., Пиманчев О.В., Павлов В.В.

ПРЕДИКТОРЫ РАЗВИТИЯ ОСЛОЖНЕНИЙ ПОСЛЕ ТОТАЛЬНОГО ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЯ У ПАЦИЕНТОВ С ПОСЛЕДСТВИЯМИ ПЕРЕЛОМОВ ВЕРТЛУЖНОЙ ВПАДИНЫ вышением шансов нейропатии в 1.09k [1.01k; 1.18k] раз при прочих равных показателях в многофакторной модели;

Тип.перелома (1 — {А3}, 0 — остальные {А2, В3, С1, С2, В2, В1, А1, С3}) (p = 0.049*), предиктор предшествующего типа перелома A2 по классификации AO\OTA ассоциирован с повышением шансов нейропатии в 4.31 [0.95; 18.91], а тип перелома типа B1 ассоциирован с повышением шансов нейропатии в 0.21 [0.01; 1.53], раз при прочих равных показателях в многофакторной модели.

Выведенная формула автоматической многофакторной оптимальной модели развития нейропатии выглядит следующим образом:

P(нейропатии) = exp(z)/(1+exp(z)), z = — 3.08811930 — 1.75050238 * Пол (1 — {М}, 0 — остальные {Ж}) + 0.08969669 * к.д + 1.46179384 * Тип.перелома (1 — {А3}, 0 — остальные {А2, В3, С1, С2, В2, В1, А1, С3}) — 1.55165862 * Тип.перелома (1 — {В1}, 0 — остальные {А2, В3, С1, С2, В2, А3, А1, С3}), где: P(нейропатии) — вероятность нейропатии; exp(z) — функция экспоненты в степени z.

Переменные в формуле для z принимают следующие значения:

Пол (1 — {М}, 0 — остальные {Ж}) = значение принимается равным 1, если пациент мужчина.

к.д = абсолютное значение продолжительности госпитализации в койко-днях.

Тип.перелома (1 — {А3}, 0 — остальные {А2, В3, С1, С2, В2, В1, А1, С3}) = при наличии предшествующего перелома типа А3 по классификации AO\OTA, значение принимается равным 1.

Тип.перелома (1 — {В1}, 0 — остальные {А2, В3, С1, С2, В2, А3, А1, С3}) = при наличии предшествующего перелома типа В1 по классификации AO\OTA, значение принимается равным 1.

В автоматической оптимальной модели с помощью ROC анализа определены наилучшие показатели чувствительности — 83.3% и специфичности — 75.3% для порогового значения вероятности развития нейропатии = 6.9% (Рис. 4).

Обсуждение

Проведенный статистический анализ показал, что наиболее значимыми предикторами развития вывиха бедренного компонента являются как дооперационные, так и факторы, определенные после операции тотального эндопротезирования. До проведения операции хирург может предполагать вероятность последующего вывиха компонентов эндопротеза, если типом предшествующего перелома явился тип C3 по классификации AO\OTA, то есть полный фрагментарно-оскольчатый внутрисуставной перелом обеих колонн вертлужной впадины с повреждением крестцово-подвздошного сочленения. Данный фактор закономерно объясняется тем, что при последствиях такого перелома развиваются значительные деформации вертлужной впадины, тазового кольца с повреждением капсульно-связочного аппарата тазобедренного сустава,

Рис. 4. ROC — кривая (пороговое значение 6.9). Автоматическая многофакторная оптимальная модель развития нейропатии у всех пациентов.

что приводит к нестабильности в тазобедренном суставе. Логично, что при данном типе перелома развиваются посттравматические дефекты костной ткани типа IV по классификации AAOS, то есть дефекты с нарушением целостности тазового кольца, что также значительно влияет на стабильность тазобедренного сустава. Срок, прошедший с момента травмы до проведения тотального эндопротезирования, влияет на риск развития последующего вывиха головки бедренной кости тем образом, что чем дольше пациент с тяжелым повреждением типа C и значительным ухудшением функции тазобедренного сустава остается без реконструктивной ортопедической помощи, тем ниже реабилитационный потенциал, мышечный тонус и риск развития последующего дисбаланса и патологической походки, являющимися факторами, приводящим к развитию рецидивирующего вывиха бедренного компонента тотального эндопротеза. Чем больше отклонение таких механических параметров оперированного тазобедренного сустава, как вертикальное смещение центра ротации и изменение бедренного офсета относительно здорового контралатерального сустава, тем выше шанс развития мышечного дисбаланса и патологической походки. Кроме того, изменение центра ротации и значительное изменение бедренного офсета влияет на тонус и натяжение мышц-стабилизаторов тазобедренного сустава, приводя к формированию рецидивирующего вывиха бедренного компонента.

Факторами развития асептического расшатывания до проведения тотального эндопротезирования, являются тип предшествующего перелома вертлужной впадины и развитие асептического некроза головки бедренной кости. Тип перелома A2 по классификации AO\OTA приводит к деформации задней колонны вертлужной впадины, а асептический некроз головки бедренной кости ограничивает возможности костной аутопластики дефектов. Совокупность этих факторов приводит к увеличению

Пронских А.А., Лукинов В.Л., Пиманчев О.В., Павлов В.В.

ПРЕДИКТОРЫ РАЗВИТИЯ ОСЛОЖНЕНИЙ ПОСЛЕ ТОТАЛЬНОГО ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЯ У ПАЦИЕНТОВ С ПОСЛЕДСТВИЯМИ ПЕРЕЛОМОВ ВЕРТЛУЖНОЙ ВПАДИНЫ сложности достижения корректного положения вертлужного компонента и его стабильной фиксации. Фактором, непосредственно влияющим на качество тотального эндопротезирования, является вертикальное смещение центра ротации, так как чем больше разница между центрами ротации оперированного и здорового тазобедренных суставов, тем выше вероятность некорректного распределения нагрузки на вертлужный компонент и выше риск его расшатывания. Предиктор длительности госпитализации объясняется тем, что чем тяжелее и травматичнее тотальное эндопротезирование, тем больше количество ранних осложнений, тем дольше пациент восстанавливается и, следовательно, длительнее период стационарного лечения. Тип перелома также является значимым предикторам, который позволяет прогнозировать развитие нейропатии. В ходе анализа установлено, что переломы типа A3 и B1, то есть переломы заднего края и задней колонны чаще приводят к развитию контузионного повреждения седалищного нерва. Логично, что при проведении тотального эндопротезирования, шанс прогрессирования имеющихся неврологических нарушений выше. Остальные факторы, такие, как пол и длительность госпитализации имеют статистическую значимость ввиду того, что подавляющее большинство пациентов с нейропатиями седалищного нерва были именно мужчинами и продолжительность их стационарного лечения была дольше вследствие необходимости медикаментозной терапии. Таким образом, основными факторами, на которые должен обращать внимание хирург при планировании тотального эндопротезирования, становятся предшествующие переломы с повреждением задней колонны вертлужной впадины, особенно если в области задней колонны имеется выраженный рубцово-спаечный процесс.

Заключение

Таким образом, можно сделать заключение, что все предикторы осложнений можно разделить на два типа. К первому типу относятся факторы, которые позволяют спрогнозировать вероятность развития различных осложнений, как механического, так и неврологического характера до проведения тотального эндопротезирования. К этим факторам относятся предшествующие поперечные переломы и переломы заднего края или задней колонны вертлужной впадины. Предшествующее лечение, если не было проведено анатомичное восстановление вертлужной впадины с достижением стабильной фиксации отломков также приводит к увеличению риска осложнений механического характера, так как требуется более обширное, травматичное и высокотехнологичное оперативное вмешательство при проведении тотального эндопротезирования. Второй категорией факторов, влияющих на результат тотального эндопротезирования, и позволяющими уменьшить вероятность осложнений, особенно механического характера, являются показатели разницы механических параметров оперированного и здорового тазобедренных суставов, таких, как центр ро- тации и бедренный офсет. Чем выше степень смещения центра ротации после операции, особенно в краниальном направлении, чем больше бедренный офсет отличается от здорового контрлатерального сустава, тем выше вероятность того, что у пациента будет прогрессировать мышечный дисбаланс, нарушение походки, и увеличивается риск развития рецидивирующих вывихов, расшатывания компонентов и неврологических нарушений.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов (The authors declare no conflict of interest).