气压止血带在人工TKA中的应用研究进展

2020
07/31

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术中止血带充气压力应进行个体化设置

作者:陈刚,曾庆繁,贵州医科大学附属白云医院麻醉科;王蕊,贵州医科大学附属医院麻醉科

我国膝关节骨性关节炎患病率为9.56%,其中60岁以上患病率高达78.5%,是一种常见的老年性关节疾病,其主要临床表现是关节疼痛、肿胀、活动受限,严重时会出现关节僵硬、畸形。随着关节置换手术的出现和不断完善,更多的膝关节骨性关节炎患者重获做人的尊严与自信。有研究显示,行下肢单侧全膝关节置换术(TKA)时,如术前未做特殊处理,术中出血量为600~1 200mL,容易导致手术创面出血,术野模糊不清,不利于手术操作的顺利开展。因此,如何减少人工TKA中的出血量,成为一个至关重要的问题。

1904年,有学者首次在手术中应用气压止血带,实现人工控制止血带压力的的目。气压止血带可减少术中血液的渗出,提供干净的手术视野,有助于手术快速有效进行,现也被广泛应用于肢体手术中。有研究发现,术后并发症发生率与术中止血带应用时间呈正相关。止血带虽减少了术中的显性失血,但并不能减少围手术期总失血量,其造成的术后隐形失血更为严重;止血带长时间使用会造成组织缺血、缺氧,且缺血-再灌注损伤又会引起肢体疼痛、肿胀等不适。因此,止血带使用指征与方法受到越来越多临床工作者的关注。本文就国内外术中气压止血带使用的最新研究作如下综述。

1.气压止血带的作用机制与风险

骨性关节炎是一种慢性关节病,其主要以关节软骨的变性破坏及骨质增生为特征。人工TKA是治疗膝关节骨性关节炎最有效的方式之一。人工膝关节含金属和塑料两部分,其中金属部分包括钛合金和钴铬合金所铸成的股骨、胫骨及髌骨关节,塑料部分由高浓度聚乙烯(俗称骨水泥)制成。在行人工TKA时,术中出血较多,容易造成术野模糊,不利于手术操作。使用气压止血带可在人工TKA中使截骨面保持清洁,形成相对无血的手术区域,从而提供良好的骨-骨水泥黏合面,减少骨水泥综合征等发生。

行人工TKA的多为老年患者,其机体生理功能退化,可能并存糖尿病、高血压、冠心病等多种慢性疾病,因此,长时间使用气压止血带可能会引起患者肢体皮肤损伤、疼痛、肿胀,从而影响其术后早期康复锻炼,严重时甚至引起深静脉血栓(DVT)形成而导致肺栓塞。止血带充气压力过高时,即使应用时间较短,同样可造成神经麻痹,甚至可能会导致神经纤维束内血性渗出,造成神经束内压力过大,使神经丧失传导功能。

止血带充气压力不足时,止血带能阻断静脉回流而不能阻断动脉,可导致肢体被动性充血,造成术中出血,影响手术进程。止血带松开后,由于血液重分布,短时间内机体有效循环血量会突然降低。肢体在缺血状态下,组织内会产生大量酸性代谢产物等扩血管物质,其随着血液重分布释放入血,引起全身血管扩张,在5min左右会出现血压骤降、心率增快,严重时可能发生止血带休克表现。

2.气压止血带使用不当的不良后果

2009年,美国手术室护士协会推荐,成人肢体闭塞压力(LOP)小于17.3kPa(130mmHg)时,气压止血带压力应为LOP+5.3kPa(40mmHg);当LOP在17.5~25.3kPa(131~190mmHg)时,气压止血带压力应设置为LOP+8kPa(60 mmHg);当LOP>25.3kPa(190mmHg)时,气压止血带压力应设置为LOP+16.71kPa(80mmHg),而儿童则为LOP+6.7kPa(50mmHg)。

有学者也指出,最佳的止血带压力设定应在肢体动脉被阻断压的基础上确定,且下肢手术中止血带的应用时间不应超过90min。因此,对于不同患者,要使用个体化措施,且为避免静脉淤血而影响止血效果,在止血带充气时,需快速充气到较高压力,同时阻断动静脉,然后再调整至所需的压力值。然而在实际临床工作中,只有14%骨科医生会根据患者麻醉前的基础血压计算止血带压力值,54%骨科医生会习惯性地选择固定压力值,不考虑患者个体差异,因此造成选择的压力值大部分偏高,从而导致一系列病理生理改变而诱发并发症。

2.1 与炎性反应的关系 

组织和器官能正常进行生理活动,依赖于充足的血液供应,通过血液流动带来必要的营养物质,带走细胞的代谢产物。任何组织的缺血时间只要到达一定程度,必然会导致细胞组织的损伤。骨骼肌对缺血十分敏感,在术中使用止血带会引起肌细胞损伤,造成肌肉组织释放大量代谢产物,加速血管内皮细胞损伤,引起纤溶亢进、血液渗透压升高和黏度增加,最终导致静脉血液瘀滞、回流不畅,使肌肉组织发生严重肿胀,其损伤程度与术中止血带压力值呈正相关。有研究指出,术中使用止血带后会导致局部肌肉组织缺血坏死,其压力越大,坏死组织就越多;当止血带撤离时,短时间内坏死细胞释放大量肌红蛋白入血,但是随后不再继续增加。

组织长时间缺血会导致过多的炎症和肌肉损伤,这是导致止血带相关并发症增加的重要因素。有研究指出,止血带使用时间每额外增加10min,就会累计增加并发症发生率。止血带使用时,组织血流受阻、氧供不足,会发生代谢性酸中毒;止血带撤离后,血液再灌注会产生大量氧自由基氧化细胞膜中的脂质,形成不饱和脂肪酸,导致细胞膜及大量细胞器损伤,同时损伤血管内皮细胞,引起血小板在微血管中黏附聚集,造成微循环障碍;与此同时,中性粒细胞介入因子的大量释放会导致炎性反应的发生。

因此,止血带产生的缺血-再灌注损伤使局部肌肉组织发生炎性反应,并在血液再灌注时逐步加重,且止血带加压后有可能直接造成皮肤物理性损伤,导致水泡形成,引起皮肤疼痛等不适。

2.2 与凝血功能的关系 

D-二聚体(D-D)是一个特异性的纤溶过程标记物,是一个判断血栓形成及溶解的高敏感指标。该物质是由纤维蛋白单体经活化因子XⅢ交联后,再经纤溶酶水解所产生。活体内D-D水平升高,提示体内凝血酶和纤溶酶活动性增强,表明血液系统可能处于高凝状态。然而有研究指出,在行人工TKA患者中,74%患者术前D-D水平高于正常值,其中62%患者高于正常值1倍以内,38%患者高于正常值上限1倍以上。因此,对于此类血液呈高凝状态患者,术前应密切准备手术方案,术中积极监测患者生命体征,防止血管内凝血及术后DVT形成等并发症发生。有研究指出,患者术中使用止血带后,其凝血酶原时间、活化部分凝血活酶时间均显著缩短,D-D水平显著增加,下肢DVT发生率也明显上升。

赵佳琦等研究发现,在止血带气囊放气的瞬间,可监测到大量微小栓子呈“暴风雪样”进入右心系统,并且术中使用止血带患者大型栓子检出率是不使用止血带患者的5~6倍。究其原因可能是:(1)使用止血带后,组织灌注不足、缺血、缺氧,导致白细胞介素(IL)、肿瘤坏死因子(TNF)等各种炎症介质释放,激活凝血系统,使机体处于高凝状态;(2)术前为防止麻醉中反流、误吸的发生,患者常处于禁食、禁饮状态,导致其血容量相对不足,且手术过程中失血、失液导致患者体内血容量进一步浓缩,血液黏度增加;(3)止血带的使用造成缺血-再灌注损伤,使得暴露于内皮细胞下的胶原组织引起凝血;(4)术后,患者处于卧床状态,静脉血液处于淤滞状态,也易形成血栓。根据血栓形成的三要素(血液淤滞、血管内皮损伤、高凝状态)理论,高凝状态患者术中使用止血带将明显增加DVT形成的可能性。

YI等研究指出,在人工TKA中使用止血带将明显增加DVT的发生率。因此,对于术前存在凝血功能异常的患者,术中使用止血带应权衡利益与风险。

2.3 与预防性使用抗菌药物的关系 

在人工TKA中,如果发生术区感染,不仅导致患者住院费用增加,还可能需行关节翻修,严重时可能致残。因此,在行人工TKA中预防性使用抗菌药物是必要的,但是止血带使用时机掌握不好,将影响抗菌药物在骨与骨骼肌组织间的作用。由于术中使用止血带不仅阻断了肢体的血液循环,同时也使药物不能随血流到达手术部位。有研究指出,为避免细菌污染,确保血清及组织中的抗菌药物达到有效抗菌浓度,建议在人工TKA中预防应用抗菌药物,并在切皮前30min开始静脉给药,且在30min内输注完毕;或在关节暴露前不使用止血带,截骨开始时才使用止血带,使较高浓度的抗菌药物分布到手术部位的骨与肌肉组织中,发挥抗菌作用。

2.4 其他 

有研究发现,患者行人工TKA后肢疼痛强度逐渐增加,且术后第1天尤为明显,且术后疼痛程度与术中止血带压力呈正相关,推测与术中使用止血带导致组织受压、缺氧,松开止血带后又发生缺血-再灌注损伤有关。止血带使用后,患者肢体肿胀、瘀斑较重,且局部及软组织中积血增多,这是导致人工TKA后发生感染的危险因素之一。如人工TKA在区域阻滞下进行时,患者术中保持神志清醒,但由于止血带长时间捆绑,在手术后期麻醉程度逐渐减轻,患者常感觉到捆绑处疼痛剧烈。有研究发现,止血带使肌肉有氧代谢受阻,造成大量乳酸并在短时间内无法代谢,从而导致肌肉组织疼痛而明显影响关节活动度,同时影响患者对手术效果的期望值。

术中长时间使用止血带还会诱发血流动力学异常,发生止血带反应,甚至出现进行性加重心动过速、高血压等。若此时增加降压、镇痛、镇静药物用量,提高麻醉深度,多无明显效果;而松开止血带后,由于降压药物和镇静、镇痛药物的共同作用,会引起血流动力学的快速下降,增加止血带休克风险,严重影响术中麻醉管理,甚至威胁到患者生命安全。

3.减少气压止血带不良后果的相关措施

3.1 气压止血带压力的选择 

用止血带控制动脉损伤是一种简单而有效的急救措施。早在公元前6世纪,止血带就被用于控制毒蛇咬伤的出血,后来逐渐被用于战争创伤出血的控制。根据考古研究发现,罗马战争中能存活的伤员几乎都使用了止血带。因此止血带在历次战争伤亡急救及伤员转运过程中都发挥了重要作用。术中使用气压止血带被一致认为可以减少术中血液渗出,提供干净手术野,有助于手术快速有效进行,但是关于术中怎样确定止血带具体压力值的研究较少见。

绝大多数止血带使用说明书中规定,下肢使用止血带时压力不能超过80kPa,因为压力过大会对组织产生损伤。但是当止血带压力过小时,可能又起不到止血的作用,反而会加重术野出血。传统观念提倡止血带使用高压力,一般为55~75kPa,但止血带并发症与其压力过高呈正相关。司芬采用个体化方案,逐渐增加止血带压力,直至足背动脉搏动消失后再增加5kPa,与传统固定值65kPa比较,采用个体化方案时术后更有利于康复。穆金燕等研究指出,在超声多普勒仪指导下设置止血带压力值的方法,不仅能够能够保证止血效果,有效降低不良反应,还能提高安全性,为患者提供最佳个体化止血带压力值,对患者术后恢复有积极的作用。

3.2 气压止血带使用时机 

在单侧TKA中,患者出血量为600~1 200mL,平均输血率为11%~68%,而气压止血带的使用能明显减少术中显性失血量。目前,临床上常用的止血带应用策略如下:(1)全程止血。止血带应用从手术开始直到患肢用弹力绷带包扎完毕。(2)上半程止血。在假体安装完成后完善止血缝合切口前松开止血带。(3)下半程止血。自截骨开始到患肢用弹力绷带包扎期间应用止血带。(4)中间过程止血。仅在使用骨水泥时应用止血带。有研究指出,全程使用止血带可能会增加术后显性失血量,而上半程应用止血带能够更好地控制术中出血和术中止血。

分析其原因可能是:止血带压迫止血,术中受压的小血管无血液渗出,故术中未予止血处理。而松开止血带时,其受损小血管不断有血液渗出,导致术后引流量明显增加。在没有使用止血带的情况下,术者可对术区明显的出血点进行电凝止血,并配合纱布压迫止血,且自体骨栓密封股骨开孔,术后出血点少,术区引流明显减少。

林伟珊等通过对术中使用止血带时机的前瞻性研究得出,截骨扩髓阶段使用止血带的方法能有效地控制人工TKA围手术期失血量,科学合理地缩短止血带应用时间,降低术后并发DVT、肌间血栓、切口红肿、切口感染的可能,更有利于患者术后康复。秦一可等研究提出,在手术开始时不使用止血带,有利于术者在术中发现明显的出血点,并进行有效止血,且能避免损伤重要的动静脉。

反之,由于肢体血液循环受阻,术中受损的血管并没有出现活动性出血,导致术中止血不够彻底。可松开止血带后,受损伤的血管又回缩到骨骼肌中,给再次止血带来很大的困难,最终导致隐性失血量显著增加。因此,为保证截骨面、骨-骨水泥与假体的充分结合,并对活动性出血进行二次止血,建议行人工TKA时在截骨扩髓阶段开始使用止血带,到假体稳定后松开止血带,可明显减少术后隐性出血,并显著缩短止血带使用时间,有利于降低术后并发症发生率,促进患肢术后功能早期恢复,该方法特别适合于术前凝血功能异常的高危患者。

3.3 配合使用右美托嘧啶 

由于人体四肢供血丰富,术中为了使术野清晰,避免重要的神经、血管损伤,行前臂或下肢手术时常在患者上臂1/3处或在股骨中上1/3处安置气压止血带以减少术野出血。有研究表明,当止血带压力超过150mmHg且持续一定时间后,止血带引起的疼痛会使交感神经系统被激活、去甲肾上腺素等儿茶酚胺递质大量释放,从而导致患者心率加快、血压升高,同时对机械性刺激的低阈值感受器也被激活,使患肢出现隐痛、麻刺感、烧灼痛等。该反应的发生机制可能与C类纤维的痛觉传导有一定关系,因为该神经纤维为慢痛觉传导通路,对局部麻醉药的作用相对不敏感,信号传导很难被完全阻断,易发生在患者意识清醒的区域阻滞麻醉中。

研究发现,患者术中使用右美托嘧啶后,可增强镇痛效果,稳定患者术中血流动力学,使患者术中感觉更舒适,利于配合手术的顺利完成。分析其原因可能是:右美托嘧啶是一种新型高选择性的α2肾上腺素能受体激动剂,可选择性作用于脊髓神经元突触及脑干蓝斑相关部位,其与α2肾上腺素能受体结合,可抑制疼痛信息的传导,同时抑制通路相关P物质释放,减少相关肽类生成,还可以直接阻滞外周神经C类纤维,诱导产生镇痛作用,抑制交感神经兴奋,减慢心率,降低血压,防止止血带反应。

韩彬等通过研究还发现,右美托嘧啶具有明显的抗炎作用,可明显降低血清中TNF-α和IL-6水平,减轻围手术期机体炎性反应。其机制可能是当机体发生缺血-再灌注损伤时,右美托嘧啶可下调单核细胞Toll样受体-4的表达,减少免疫应达系统炎症介质和细胞因子的释放,从而减轻了炎症对机体的损伤。而且,右美托嘧啶直接与交感神经末梢突触前膜上的α2肾上腺素能受体结合后,可降低交感神经活性,减轻去甲肾上腺素大量释放诱发的氧自由基反应,降低丙二醛、S1100β水平,而增加超氧化物歧化酶水平。

3.4 其他 

由于人工TKA是剔除人体原本产生病变的膝关节,重新安装上人工合成的膝关节假体,因此该手术对人体创伤大。使用气压止血带在术中能有效地提供清晰的手术视野和良好的骨-骨水泥结合面,减少出血,但会增加DVT 发生风险。熊涛等通过研究得出,在术后使用低分子肝素能有效进行抗凝治疗,对减少术后DVT发生具有非常重要的意义。

4.小结

综上所述,由于不同患者生理功能可能存在个体差异,因此术中止血带充气压力应进行个体化设置。2002年美国手术室护理协会制定的术中充气止血带使用指南建议:止血带的充气压力应保持为能产生无血手术视野的最小压力,术中要综合考虑患者的病情及手术者经验,在不影响手术进程的情况下尽可能地缩短止血带使用时间;术中止血带使用时间为下肢应低于90min,上肢应低于60min;如果止血带需要更长时间使用,可在达到上述时间后放尽气囊气体10~15min后重新充气恢复至原有压力,即在达到有效止血的同时使组织损伤减轻到最低限度,减轻患肢术后早期的肿胀不适,促进患肢的功能康复,降低围手术期并发症发生率,提升患者依从性及满意度。

来源:陈刚,王蕊,曾庆繁.气压止血带在人工TKA中的应用研究进展[J].现代医药卫生,2020,36(06):866-870.

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关键词:
TKA,气压,止血,研究

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