国际医药卫生导报 ›› 2025, Vol. 31 ›› Issue (7): 1161-1167.DOI: 10.3760/cma.j.cn441417-20241111-07022
基于机器学习算法分析股骨颈前倾角与股骨转子间骨折内固定失效的相关性
陈博1 郭一帆1 涂凡2 杨卫周3
1商洛市中心医院脊柱外科,商洛 726000;2商洛市中医医院骨伤四科,商洛 726000;3西安交通大学第一附属医院骨科,西安 710061
Correlation between femoral neck anteversion angle and internal fixation failure of intertrochanteric fracture analyzed by machine learning algorithm
Chen Bo1, Guo Yifan1, Tu Fan2, Yang Weizhou3
1 Department of Spinal Surgery, Shangluo Central Hospital, Shangluo 726000, China; 2 Four Department of Orthopedics and Traumatology, Shangluo Hospital of Traditional Chinese Medicine, Shangluo 726000, China; 3 Department of Spinal Surgery, The First Affiliated Hospital of Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710061, China
摘要:
目的 分析股骨颈前倾角与股骨转子间骨折内固定失效的相关性,并基于机器学习算法构建股骨转子间骨折内固定失效的预测模型。方法 回顾性选择2022年1月至2023年9月期间在商洛市中心医院接受内固定手术治疗的206例股骨转子间骨折患者,其中男103例、女103例,年龄(69.75±6.90)岁,体重指数(22.63±2.31)kg/m2,稳定型骨折152例、不稳定型骨折54例。根据术后12个月随访结果将患者分为失效组(22例)和正常组(184例)。收集患者临床资料,单因素分析(独立样本t检验、χ2检验)患者出现内固定失效的因素,使用logistic回归、分类回归树(CRT)、反向传播神经网络(BPNN)的机器学习算法构建股骨转子间骨折内固定失效的预测模型,并采用受试者操作特征曲线(ROC)比较3种模型对内固定失效的预测价值。结果 单因素分析结果显示,两组患者的体重指数、骨质疏松、骨折复位质量、外侧壁厚度、股骨颈前倾角比较,差异均有统计学意义(t=3.624,P<0.001;χ2=5.016,P=0.025;χ2=7.529,P=0.023;t=4.464,P<0.001;t=7.602,P<0.001)。多因素logistic回归分析结果显示,体重指数、骨折复位质量差、外侧壁厚度、股骨颈前倾角均是内固定失效的独立危险因素(比值比=1.570,P=0.002;比值比=22.315,P=0.009;比值比=0.589,P=0.001;比值比=2.378,P<0.001)。采用CRT法构建的预测模型显示,股骨颈前倾角、外侧壁厚度、骨折复位质量、体重指数均是内固定失效的分类因素。BPNN模型结果显示,影响因素重要性排序为股骨颈前倾角、外侧壁厚度、体重指数、骨折复位质量、骨质疏松。logistic回归模型、CRT模型、BPNN模型的曲线下面积(AUC)分别为0.952、0.919、0.950;非参数DeLong检验结果显示,3种模型的预测性能比较,差异均无统计学意义(Plogistic回归模型-CRT模型=0.158,Plogistic回归模型-BPNN模型=0.782,PCRT模型-BPNN模型=0.219)。结论 股骨转子间骨折患者内固定失效与股骨颈前倾角、外侧壁厚度、体重指数、骨折复位质量相关,构建的3种预测模型均展现了良好的预测能力,值得推广应用。