全膝关节置换术围手术期异体输血率及其影响因素

彭慧明，翁习生，翟吉良，林 进，金 今，钱文伟，赵丽娟

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院骨科， 北京 100730

·论 著·

全膝关节置换术围手术期异体输血率及其影响因素

彭慧明，翁习生，翟吉良，林 进，金 今，钱文伟，赵丽娟

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院骨科， 北京 100730

目的 调查全膝关节置换术(total knee arthroplasty，TKA)围手术期异体输血率并分析其相关影响因素。方法 回顾性分析北京协和医院骨科2005年1月至2011年12月临床资料完整的初次TKA患者共1165 例，其中男217例，女948例；平均年龄62.4岁(16～92岁)。调查患者围手术期异体输血率。对纳入研究的617例单侧TKA病例的自变量(包括34个影响因素)和因变量(住院期间异体输血)进行统计分析，用多因素Logistic回归分析确定住院期间异体输血的影响因素。结果 1165例TKA手术患者总异体输血率为 58.2%(678/1165)，平均异体输血量为2.7 U(1～13 U)。其中695例单侧TKA患者异体输血率为40.0%(278/695)；470例一期双侧TKA患者异体输血率为85.1%(400/470)。共617例单侧TKA病例进入统计分析，单因素分析显示患者年龄(P<0.0001)、术前血红蛋白水平(P<0.0001)、术前血细胞比容(P<0.0001)、美国麻醉医师学会(American Society of Anesthesiologists，ASA)评分≥3分(P=0.004)、手术时间(P=0.004)和止血带时间(P=0.050)与异体输血呈显著相关；多因素Logistic回归分析证实异体输血和年龄(P<0.0001)、术前血红蛋白水平(P<0.0001)、手术时间(P<0.0001)之间呈显著相关。结论 TKA围手术期异体输血率较高。一期双膝同期置换更需注意术后贫血事件的发生。通过评估患者年龄、血红蛋白水平及手术时间，有利于预测术后异体输血的需求。

膝关节；关节成形术；围手术期；异体输血；影响因素

MedJPUMCH,2014,5(2):135-141

资料和方法

资料

回顾性收集2005年1月至2011年12月北京协和医院骨科初次行TKA手术且有完整临床资料的患者共1165例(1635膝)，其中行单侧TKA 695例，一期双侧TKA 470例；主刀医生分别为4位副主任医师以上职称医师，并由其独立作出异体输血与否决定。进行异体输血多因素Logistic回归分析的病例纳入标准：(1)单侧全膝关节表面置换手术；(2)患者年龄≥18岁；(3)病例资料完整。排除标准：(1)人工膝关节翻修手术者；(2)多关节一期手术者；(3)单髁置换手术/肿瘤型假体置换手术者；(4)术前预存自体输血者。

相关因素统计指标

统计指标的选择主要基于4点：文献报道中的相关因素；临床工作中的经验与心得；事先假设可能有关但尚待求证的一些因素；各指标之间相对独立，或可有一定的相关性，但不能有直接的因果关系。在此基础上，选择以下四方面指标进行统计：(1)患者因素：性别、年龄、体重、身高、体重指数(body mass index，BMI)、诊断、合并症(高血压、糖尿病、冠心病、出血性疾病、贫血、慢性阻塞性肺疾病)，美国麻醉医师学会(American Society of Anesthesiologists，ASA)评分；(2)术前化验检查：血细胞比容(hematocrit，Hct)、血红蛋白(hemoglobin，Hgb)；血小板计数(blood platelet count，Plt)、凝血酶原时间(prothrombin time，PT)、国际标准化比值 (international normalized ratio，INR)、活化部分凝血活酶时间(activated partial thromboplastin time，APTT)；(3)术前用药史：肝素、华法林、阿司匹林、氯吡格雷、非甾体抗炎药(nonsteroidal anti-inflammatory drugs，NSAIDs)、糖皮质激素、利尿剂、铁剂；(4)手术因素：主刀医生(A、B、C、D)、麻醉方式、手术时间、止血带时间、术后引流放置与否。BMI是WHO推荐的国际统一使用的肥胖分型标准参数，BMI=体质量(kg)/身高2(m2)；ASA根据患者体质状况和对手术危险性进行分级，于麻醉前将患者分为5级：Ⅰ级(1分)为正常健康，除局部病变外，无系统性疾病；Ⅱ级(2分)为有轻度或中度系统性疾病；Ⅲ级(3分)为有严重系统性疾病，日常活动受限，但未丧失工作能力；Ⅳ级(4分)为有严重系统性疾病，已丧失工作能力，威胁生命安全；Ⅴ级(5分)为病情危重，生命难以维持的濒死患者。

手术方法

采用区域阻滞麻醉、硬膜外麻醉、腰硬联合麻醉或全身麻醉。术前30 min静脉输入预防性抗生素。手术均采用膝前正中切口，内侧髌旁入路。股骨侧采用髓内定位，胫骨侧采用髓内/髓外定位。均使用后稳定型假体，采用骨水泥固定。若放置引流，于膝关节腔留置伤口引流管一根，术后常规夹闭3～4 h再开放。

围手术期观察指标

经Pearson相关性检验，联合用药组IL-2和IFN-γ与PR和SD呈显著正相关，而与PD呈负相关(P均<0.05)；TNF-α和IGF-1与PR和SD呈显著负相关，而与PD呈正相关(P均<0.05)。见表3。

血常规：所有患者术前及术后3 d均进行血常规检查，记录Hct、Hgb及Plt。术中失血量及输血量：手术全程使用气囊式止血带，几乎无出血；记录术中异体输血量。术后可见失血及术后输血量：记录所有患者术后的切口渗出，辅料重量变化；若放置引流管，于术后24～48 h内拔除，记录总引流量。

术后处理

综合临床症状和化验结果决定异体输血指征，如果出现明显的面色苍白、结膜及唇黏膜苍白、心慌、气促或血常规结果提示Hgb低于80 g/L，则给予异体输血，并记录输血量。术后6 h开始常规使用半量低分子肝素皮下注射，之后每天一次预防剂量注射预防深静脉血栓，共应用7～14 d。麻醉恢复后患者即开始活动踝关节，进行肌肉等长收缩锻炼。部分患者术后24 h开始使用CPM机进行康复锻炼，每天间断锻炼2 h，持续3～5 d；同时协助患者进行膝关节自主功能锻炼。患者通常于术后2～3 d在助行器辅助下行走，术后约14 d拆线。

统计学处理

通过病例资料的收集与整理，建立原始数据表并进行赋值，采用SPSS建立标准化数据库。计算TKA围手术期异体输血率。本组数据连续性变量采用t检验，分类变量采用χ2检验，将相关因素作为自变量、异体输血作为因变量进行因果效应研究，先对相关因素进行单因素分析，筛选出有统计学意义的危险因素进入Logistic回归进行多因素分析。P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

一般资料

1165例TKA手术患者中，男217例，女948例；平均年龄62.4岁(16～92岁)。按照纳入及排除标准，纳入多因素Logistic回归分析的单侧TKA共617例，平均年龄68.4岁(16～92岁)；平均身高161.5 cm(131～187 cm)，平均体重68.3 kg(38～120 kg)，平均BMI(26.18 ± 6.54)kg/m2(16.47～42.55 kg/m2)。诊断为原发骨关节炎(osteoarthritis，OA)531例，类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)59例，血友病性关节炎(hemophilic arthritis，HA)12例，创伤性膝关节炎9例，其他6例；患者合并症比例：高血压69.8%，糖尿病22.5%，冠心病11.3%，贫血2.1%，慢性阻塞性肺疾病4.5%，出血性疾病(含血友病)1.9%；ASA评分平均2.7分(2～4)；术前用药：肝素0.3%，华法林2.1%，阿司匹林27.8%，氯吡格雷3.4%，NSAIDs 21.8%，糖皮质激素10.0%，含利尿成分药物8.9%，铁剂5.5%。术前实验室检查：平均PT为(13.8±2.0)s(9.7～32.9 s)，平均INR为(1.07±0.6)(0.8～10.7)，平均APTT为(29.5±4.2)s(20.0～52.2 s)，平均Hgb为(126±15)g/L(76～187 g/L)，平均Hct为(34.5%±4.1%)(24.5%～46.1%)，平均Plt为(247.5±72)×109/L(65×109/L～623×109/L)。按主刀医生划分，4位主刀医生实施的TKA数量分别为200、80、135、202例；麻醉方式：连续硬膜外麻醉(continuous epidural anesthesia，CEA)84.9%，全身麻醉(general anesthesia，GA) 7.6%，区域阻滞麻醉(regional block，RB)6.8%，联合方式(区域阻滞麻醉联合全身麻醉)0.1%。平均手术时间为(98.6 ± 28.0)min (65～315 min)，止血带的应用平均时间为(90.0±26.6)min(27～195 min)。222例患者未放置伤口引流。

TKA异体输血发生率

本研究中1165例TKA手术总异体输血率为58.2%(678/1165)，平均异体输血量为2.7 U(1～13 U)。其中单侧TKA异体输血率为 40.0%(278/695)；一期双侧TKA异体输血率为85.1%(400/470)。

异体输血相关因素的Logistic回归分析结果

单因素分析结果显示，患者年龄、术前Hgb水平、术前Hct水平、ASA≥3分、手术时间、止血带时间与异体输血相关(P<0.05)；值得注意的是，术者、身高、体重、BMI、凝血功能指标、引流管放置与否与异体输血无明显相关性(表1)。

随后多因素Logistic回归分析证实输血和年龄(P<0.0001)、术前血红蛋白(P<0.0001)、手术时间(P<0.0001)之间的关系有统计学意义(表2)。术前Hct和止血带时间被认为是混杂变量。年龄的比值比(odd ratio，OR)为1.06。虽然OR接近1，但95%置信区间大于1，范围从1.03至1.09。另外，将年龄作为连续变量进行分析，结果表明年龄每增加10岁，患者输血概率增加3.3倍。手术时间是一个预测输血的显著因素，手术时间每增加30 min，异体输血的概率增加1.8倍。

表 1 全膝关节置换术异体输血各相关参数的单因素方差分析结果±s)/例(%)]

BMI:体重指数；OA：骨关节炎；RA：类风湿关节炎；NSAIDs：非甾体抗炎药；ASA：美国麻醉医师学会；PT：凝血酶原时间；INR：国际标准化比值；APTT：活化部分凝血活酶时间；Hgb：血红蛋白；Hct：血细胞比容；Plt：血小板计数；CEA：连续硬膜外麻醉；GA：全身麻醉；RB：区域阻滞麻醉；联合：全身麻醉联合区域阻滞麻醉

表 2 全膝关节置换术患者住院期间异体输血率和 影响因素的Logistic回归分析结果

讨 论

异体输血发生率分析

国外报道单侧TKA术后异体输血率从11%到最高53%不等[7- 11]。但目前国内鲜见TKA术后(特别是一期双侧TKA手术)异体输血率大宗病例报道。苗兵等[12]的随机对照研究中，空白对照组单侧TKA术后异体输血率为100%，而氨甲环酸药物干预组则为28.5%；鞠洪斌等[13]的研究中单侧TKA手术异体输血率70.5%；曹学伟等[14]的研究中单侧TKA手术异体输血率56.6%；本研究中总异体输血率为58.2%(678/1165)，其中单侧TKA异体输血率为40.0%(278/695)；一期双侧TKA异体输血率为85.1%(400/470)；与国外报道类似，较国内报道略低。近年来，随着血液管理措施的改进，本院TKA术后异体输血率在逐年降低。

本研究结果表明，相比单侧TKA，一期双侧TKA异体输血率明显增高。这是因为在进行完一侧手术后，由于止血带和创伤的协同作用致使全身凝血系统处于应激状态，凝血因子释放减少，另外，体温的下降会使血小板功能受损，均可能致使第二膝的出血量增多。Bould等[15]通过凝血块分析认为同期双侧全膝置换术在第一次松放止血带后凝血时间延长，部分促凝血酶原激酶时间延长及凝血酶时间延长，导致第二侧膝关节手术失血量较第一侧平均多323 ml，主要以软组织渗血为主，因此双膝同期置换隐性失血比例增多。Lane等[16]对比71例一期双膝、单膝置换术，结果显示尽管应用引流液自体回输和自体输血，双膝组仍有17%的患者需要进行异体输血。因此，双膝同期置换更加需要注意术后贫血事件的发生。

异体输血影响因素分析及意义

TKA围手术期隐性失血占总失血量的50%以上[3- 4]，这常导致对术后失血量的低估。依据2000年我国卫生部颁发的《临床输血技术规范》中规定：Hgb>100 g/L时，一般不必输血；Hgb< 70 g/L时需要输血；Hgb 为70～100 g/L时，应根据患者的贫血程度、心肺功能情况、有无代谢率增高以及年龄决定是否输血。但是，隐性失血是一个动态的过程，如果仅仅根据术后某个固定时间的Hgb值来决定需不需要输血会不够客观。加之接受TKA手术的人群普遍年龄大，合并症多，心肺功能差。这无疑增加了作出异体输血决策的困难性与复杂性。本研究发现患者年龄、术前Hgb水平、手术时间及ASA≥3分是异体输血的危险因素。

对于老年患者，ASA≥3分是预测异体输血的危险因素，这是因为高龄及合并症增加往往意味着患者基础疾病增多，对术后贫血耐受能力下降；其次，由于输血相关感染风险有较长潜伏期，考虑输血风险—获益比，这一人群相比年轻患者异体输血获益更大，所以更易作出异体输血的决策。手术时间延长是预测异体输血的显著危险因素。因为时间延长意味着手术难度增加，并存在广泛的手术切除松解，导致术后失血的增加。为此，笔者建议：(1)限制切口及剥离范围；(2)细致全面止血；(3)骨水泥固定；(4)应用止血带；(5)彻底迅速关闭切口。术前贫血的患者可能受益于干预措施，如刺激红细胞生成的促红细胞生成素、铁剂、术中自体血回输等。术前通过详细评估患者术后输血的可能性，有助于术前对相关因素进行针对性的处理，从而减少术后输血的需求。而对于失血量过多的病例，也可以通过谨慎地进行异体输血得到有效处理。

减少异体输血的策略

如何减少TKA术后出血并降低输血率，一直是关节外科医师关注的重点问题之一。现在，可采取术前预存式自体输血(autologous blood predonation，ABP)、术后自体血回输等一系列措施。其中ABP优点包括：降低传染性疾病的传播风险、降低免疫性溶血反应的发生率、减少异体输血相关的检验和储存费用等。但ABP也有其相应的缺点，包括：失血导致的贫血、输血频次的增加，可能因为核对错误而导致溶血反应等；此外，ABP容易出现采血量过大而导致不必要的浪费。有研究显示在美国有45%～47%的术前自体献血未被回输，而85%的医疗机构对未回输的血液进行销毁处理[17]。故Noticewala等[10]所在中心不支持进行ABP，其报道2002年至2010年间接受单侧TKA手术的患者术后异体输血的比例为11%，该比例在所有文献报道中为最低。而本研究中患者平均年龄为 62.4岁(16～92岁)，合并症较多，适宜进行ABP的人数较少，故笔者认为并无必要常规进行ABP。另一有前景的措施为术后自体血回输，其临床效果仍存在争议。Tellisi等[18]认为使用自体血回输可以减少异体血的使用量，而Mauerhan等[19]认为是否收集全部的引流血液回输，对患者的术后血红蛋白水平没有影响。Grønborg等[20]的研究表明回输的自体血仅有数量而无质量。北京协和医院骨科的回顾性研究中[21]以136 例TKA患者为研究组，使用Consta VacTMCBCⅡ自体血回输器(Zimmer公司)，伤口血液经回输器过滤后回输；以历史上同样行TKA术116 例患者作为对照组。结果显示使用自体血回输器可以显著减少TKA术后异体输血的比例和输血量。近来，还出现了关节腔周围给予鸡尾酒镇痛药物(混有肾上腺素)、富血小板血浆(platelet-rich plasma，PRP)和血纤维蛋白黏合剂等三种止血策略。但Bernasek等[22]的研究显示该3种新型TKA术后止血策略并未表现出明显的止血效果，其唯一的优势体现在术后引流量的减少，但这种效应并未降低术后输血率或延缓血红蛋白水平的下降。由于3种止血策略均需增加术后治疗费用，所以其并不具有成本效应优势。越来越多的研究重视止血药物的使用，大量文献报道氨甲环酸的使用能明显减少TKA术后异体输血率[12,23]。

本研究局限性

本研究为回顾性研究，循证医学等级不高。其次，异体输血与否的最终决定是建立在主刀医生综合考虑基础上，不同医生的选择会使本研究的结果产生偏倚。但本文通过严格纳入与排除标准，纳入617例患者的大样本进入多因素Logistic回归分析，仍可得出有效结论。第三，并未对患者出院后的血红蛋白情况进行随访，有可能患者在外院或康复机构接受了异体输血，从而导致了异体输血率被低估。

[1]Mylod Jr AG, France MP, Muser DE, et al. Perioperative blood loss associated with total knee arthroplasty. A comparison of procedures performed with and without cementing[J]. J Bone Joint Surg Am,1990,72:1010- 1012.

[2]Knight JL, Sherer D, Guo J. Blood transfusion strategies for total knee arthroplasty: minimizing autologous blood wastage, risk of homologous blood transfusion, and transfusion cost[J]. J Arthroplasty,1998,13:70- 76.

[3]Maslovitz S, Barkai G, Lessing JB, et al. Improved accuracy of post partum blood loss estimation as assessed by simulation[J]. Acta Obstet Gynecol Scand,2008,87:929- 934.

[4]Shaw A, Lewis RB. Methods of measuring blood loss during surgery[J]. J Med Eng Technol, 1981，5:196- 197.

[5]Tebruegge M, Misra I, Pantazidou A, et al. Estimating blood loss: comparative study of the accuracy of parents and health care professionals[J].Pediatrics,2009,124:e729- e736.

[6] Sehat KR, Evans RL, Newman JH. Hidden blood loss following hip and knee arthroplasty. Correct management of blood loss should take hidden loss in to account[J].J Bone Joint Surg Br,2004,86:561- 565.

[7] Bong MR, Patel V, Chang E, et al. Risks associated with Blood transfusion after total knee arthroplasty[J].J Arthroplasty, 2004,19:281- 287.

[8] Bierbaum BE, Callaghan JJ, Galante JO, et al. Ananalysis of blood management in patients having a total hip or knee arthroplasty[J]. J Bone Joint Surg Am,1999,81:2- 10.

[9]Rosencher N, Kerkkamp HE, Macheras G, et al. Orthopedic Surgery Transfusion Hemoglob in European Overview(OSTHEO)study: blood management in elective knee and hip arthroplasty in Europe[J].Transfusion, 2003,43:459- 469.

[10] Noticewala MS, Nyce JD, Wang W, et al. Predicting need for allogeneic transfusion after total knee arthroplasty[J].J Arthroplasty, 2012,27:961- 967.

[11] Parvizi J, Chaudhry S, Rasouli MR, et al.Who needs autologous blood donation in joint replacement? [J]. J Knee Surg, 2011,24:25- 31.

[12]苗兵,毕晓扬,任凯晶,等. 氨甲环酸对全膝关节置换术围手术期失血量的影响及安全性评估[J].中华骨科杂志,2009,29：864- 867.

[13]鞠洪斌,覃健,余存泰,等.全膝置换患者围手术期输血原因分析[J].中国现代手术学杂志，2007,11：50- 52.

[14]曹学伟,杨伟毅,梁比记,等.不同止血带使用方法对TKA围手术期失血量影响的临床研究[J].中国骨与关节外科,2011,4:455- 459.

[15] Bould M， Freeman BJ, Pullyblank A, et al. Blood loss in sequential bilateral total knee arthroplasty[J]. J Arthroplasty,1998,13:77- 79.

[16] Lane GJ, Hozack WJ, Shah S, et al. Simultaneous bilateral versus unilateral total knee arthroplasty. Outcomes analysis[J]. Clin Orthop Relat Res, 1997，(345):106- 112.

[17] Etchason J, Petz L, Keeler E, et al. The cost effectiveness of preoperative autologous blood donations[J]. N Engl J Med, 1995,332:719- 724.

[18] Tellisi N, Kakwani R, Hulse N,et al.Autologous blood transfusion following total knee arthroplasty: is it always necessary? [J]. Int Orthop, 2006,30:412- 414.

[19] Mauerhan DR, Nussman D, Mokris JG,et al.Effect of postoperative reinfusion systems on hemoglobin levels in primary total hip and total knee arthroplasties. A prospective randomized study[J]. J Arthroplasty, 1993,8:523- 527.

[20] Grønborg H, Otte KS, Jensen TT, et al.Survival of autotransfused red cells. 51Cr studies in 10 knee arthroplasty patients[J]. Acta Orthop Scand, 1996,67:439- 442.

[21]黄志峰,翁习生,林进,等.人工膝关节表面置换术后自体引流血回输的效用[J].实用骨科杂志，2007,13：385- 387.

[22] Bernasek TL, Burris RB, Fujii H,et al.Effect on blood loss and cost-effectiveness of pain cocktails, platelet-rich plasma, or fibrin sealant after total knee arthroplasty[J]. J Arthroplasty, 2012,27:1448- 1451.

[23] Yang ZG, Chen WP, Wu LD.Effectiveness and safety of tranexamic acid in reducing blood loss in total knee arthroplasty: a meta-analysis[J]. J Bone Joint Surg Am, 2012,94:1153- 1159.

Allogeneic Transfusion Rate and Related Factors in Primary Total Knee Arthroplasty

PENG Hui-ming, WENG Xi-sheng, ZHAI Ji-liang, LIN Jin, JIN Jin, QIAN Wen-wei, ZHAO Li-juan

Department of Orthopedics, Peking Union Medical College Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences &Peking Union Medical College, Beijing 100730, China

WENG Xi-sheng Tel: 010-69152812，E-mail：xshweng@medmail.com.cn

Objective To evaluate the transfusion rates and identify perioperative factors associated with allogeneic blood transfusion (AllTx) after primary total knee arthroplasty (TKA) with routine use of low-molecular-weight heparins. Methods We retrospectively studied the transfusion rate of 1165 consecutive patients who underwent primary TKA between January 2005 and December 2011. Totally 34 independent variables were analyzed in 617 primary unilateral TKAs without autologous blood predonation for requirement of AllTx. Multiple regression analysis model was used to identify risk factors associated with perioperative blood transfusion. ResultsOverall, 58.2%(678/1165) of patients required AllTx. The median number of units transfused was 2.7 U (range: 1 to 13 U). The AllTx rate was 40.0% (278/695) in unilateral TKA procedures and 85.1% (400/470) in one-stage bilateral TKA procedures. Univariate analysis demonstrated the risk of transfusion was independently

predicted by the patients’ age at surgery (P<0.0001), preoperative hematocrit(P<0.0001), preoperative hemoglobin concentration (P<0.0001), American Society of Anesthesiologists (ASA) score ≥3 (P=0.004), surgical time (P=0.004), and tourniquet time (P=0.050). Multivariate Logistic regression analysis confirmed significant relationship between allogeneic blood transfusion and age (P<0.0001), preoperative hemoglobin(P<0.0001), and surgical time (P<0.0001). Conclusions AllTx rate is high in TKA procedures, especially in one-stage bilateral TKA procedures. Patient’s age, preoperative hemoglobin level, and surgical time are helpful in identifying high-risk patients who require postoperative blood transfusion.

knee joint; arthroplasty; perioperation; allogeneic transfusion; influencing factor

卫生部部属(管)医疗机构临床学科重点项目建设专项资金 (2012002005)

翁习生 电话：010-69152812，E-mail：xshweng@medmail.com.cn

R684；R457.1

A

1674-9081(2014)02-0135-07

10.3969/j.issn.1674-9081.2014.02.002

2013- 05- 01)