对糖尿病患者骨科围手术期影响预后因素的探讨

李雪琼+母义明

[摘要] 糖尿病患病率在逐年攀升，骨科手术中糖尿病患者比率也大幅提高，糖尿病患者不良手术结局风险较非糖尿病患者高。该文擬就骨科手术的特点，探讨骨科手术对糖尿病患者血糖的影响及血糖控制不佳对手术预后的影响。

[关键词] 糖尿病；骨科手术；血糖控制

[中图分类号] R587.1 [文献标识码] A [文章编号] 1672-4062（2016）12（b）-0192-05

[Abstract] The morbidity rate of diabetes gradually increases， and the ratio of patients with diabetes in the orthopedic surgery also greatly increases， and the adverse operation outcome risks of patients with diabetes are higher than those of non-diabetes patients， and the paper discusses the effect of orthopedic surgery on the blood sugar of patients with diabetes and effect of worse blood sugar control on the operative prognosis.

[Key words] Diabetes； Orthopedic surgery； Blood sugar control

糖尿病是一种多系统的代谢功能阻碍导致的慢性疾病，近年来糖尿病患者数量急剧上升[1]。长期糖尿病所致的末梢血管/神经病病变、心脑血管病变、眼底损害和服用噻唑烷二酮类药物导致的副作用均可造成患者行动能力、反应协调能力的下降，更加容易出现损伤，导致骨折[2]。有研究表明[3]，无论是1型或是2型糖尿病患者，一旦发生神经病变，则其骨强度下降，骨折的危险性明显增高。在外科手术病人中约有2%～4%左右合并有糖尿病[4]，在骨科糖尿病患者尤其多见。骨科围手术期并发症包括伤口开裂，骨折不愈合，伤口感染（表面和深部），尿道感染，硬件和植入物失败，肺栓塞，心肌梗死，中风，肠梗阻，出血、输血需求增加，住院时间增加和死亡等[5-7]；患糖尿病的骨折患者围手术期可使血糖急剧升高，术后并发症发生率大大提高，导致患者延迟出院[8]。骨科手术与其他手术比较，有术前等待时间长[9]、术前和术后疼痛较重且持续时间长[10]、术中放置人工植入物会增加感染[11]、术后制动或卧床时间较长、遗留各种残疾或畸形的可能性较大等特点。该研究也主要针对骨科手术的这些特点探讨糖尿病患者骨科手术中影响手术结局的因素，尤其是血糖水平对于结局的影响。

1 骨科手术的特点与糖尿病患者血糖的相关性

由于糖尿病及其并发症的影响使糖尿病患者易患骨科疾病，在术前患者的活动能力就已减弱，可能影响到血糖的控制[12]。当发生骨折时，由于疼痛、精神紧张、失血、失液等一系列对机体的剌激，使患者处于应激状态，糖尿病患者较非糖尿病患者术前和术后疼痛评分较高。Sakellariou等[13]研究表明糖尿病是全膝关节置换术后疼痛的独立危险因素（OR=0.430）。骨科手术术前等待时间较长，在国外，髋部骨折术前平均等待时间为5.4 d[9]，因为髋部骨折手术创伤性大，术前评估十分重要，若患者同时存在并发症，此时术前等待时间会进一步延长[14-15]。术前等待时间较长，加之骨折疼痛等不适，均可能加重患者术前焦虑，使机体产生神经内分泌和代谢的综合反应，这使得下丘脑垂体肾上腺轴兴奋增加，众多胰岛素负调节激素分泌增加，包括糖皮质激素、胰高血糖素、生长激素、儿茶酌胺等，可抑制胰岛素分泌，增加胰岛素的拮抗，使糖原异生和糖原分解加强，胰岛素介导的葡萄糖摄取和利用减少，使血糖升高。同时对交感神经肾上腺髓质系统的激活和下丘脑垂体性腺轴的抑制可导致糖代谢素乱[16]。因此，手术时机是影响髋部骨折手术疗效的独立因素，越来越多的观点主张早期手术[17]。

有报道[18]术中切皮后1 h至术后2 h，血糖明显高于术前，中、小型手术可使血糖升高1.12 mmol/L左右，大型手术可使血糖升高2.05～4.48 mmol/L，麻醉剂可使血糖升高0.55～2.75 mmol/L[19]。麻醉剂导致的血糖升高考虑是儿茶酚胺和皮质醇等分泌所致，也是组织细胞对胰岛素发生阻碍和对抗作用，葡萄糖利用率下降即可能存在胰岛素抵抗的结果[20-21]，且手术创伤大小决定其胰岛素抵抗的时间和程度[22]。Uchid 等[23]的研究认为，胰岛素抵抗是受体后葡萄糖利用障碍引起的，行硬膜外阻滞可减缓胰岛素敏感性的下降，减轻代谢紊乱。然而，单纯胸段硬膜外麻醉后，只阻滞大部分交感神经通路，不阻断由迷走神经核发出支配腹腔脏器的迷走神经，因此不能抑制手术进入腹腔后牵拉痛导致的应激反应[24-25]；单纯全麻，只能抑制大脑皮质边缘系统和下丘脑对大脑皮质的投射系统，而不能有效地阻断手术区域的伤害性刺激向交感神经低级中枢的传导，因此在上腹部手术时，当插管、拔管、探查及麻醉渐浅时，局部强烈刺激引起机体应激反应，血浆儿茶酚胺水平明显升高。复合硬膜外阻滞后，既阻断交感传入神经，使各种非生理刺激和干扰不能传入低级交感中枢，同时也阻断交感传出神经使肾上腺素能神经末梢释放去甲肾上腺素减少，使血糖升高不明显[26]。有研究结果提示硬膜外复合全麻相比于全身麻醉更好的控制术中血糖于较低水平[26]。

骨科手术与普外科室手术相比，术后疼痛程度较重和时间较长，制动或卧床时间较长[11]。Rajamaki等[27]研究发现糖尿病是关节置换手术后长期疼痛的独立危险因素（OR=8，95%CI 2～38）。然而，有研究发现给予全膝关节置换后的患者，疼痛评分在糖尿病组和非糖尿病组未见明显差别[28-29]，这可能是因为没有校正混杂因素，在校正年龄、性别等混杂因素后糖尿病患者疼痛评分较非糖尿病患者高[29]。由于骨科手术常需要在患者体内放置人工植入物， 它们作为一种异物留在体内相当长时间，甚至终生；而糖尿病患者的抗感染能力以及组织修复愈合能力较差， 一旦发生感染，非手术治疗效果往往不佳， 一般均需再次手术取出人工植入物， 导致本次手术失败， 后果严重[10]。骨科糖尿病患者术后疼痛、制动及感染均会影响血糖的控制。

2 糖尿病患者血糖与骨科并发症的相关性

2.1 感染

骨科手术因组织破坏范围大，且大部分涉及骨膜的剥离和二次手术，使手术感染率大大升高[30]；骨科手术与与其他手术不同，术中会放置人工植入物，这是导致切口感染的重要的风险因素，会引发更高的感染率[31]。研究表明[32]手术部位感染约占骨科病房全部医院感染的20%，可延长住院时间12～20 d、明显提高再次入院率、医疗费用增加至3倍。糖尿病患者术后切口周围毛细血管、成纤维细胞、多形核巨细胞和胶原含量均较一般伤口少[33-34]，这使得肉芽组织生成减少或减慢，术后伤口愈合速度减缓或脆性较大[31]；而且糖尿病患者的免疫功能受损[35]，这都大大增加的感染的几率。一项包含13 476例脊柱手术患者的荟萃分析[36]显示，糖尿病是术后伤口感染的独立危险因素（RR=2.22，95%CI 1.38～3.60，P=0.001）。一项回顾性队列分析发现胸/腰椎手术患者术前糖化血红蛋白与术后切口感染发生率成正相关[37]。但是有些关注于切口感染危险因素的研究[38-39]认为糖尿病不是切口感染的危险因素，这可能是因为在这些研究中的糖尿病患者都经过了严格的血糖控制。Falcao等[39]将血糖控制好的糖尿病患者与非糖尿病患者分成两组，研究全髋关节置换术后的并发症发生情况，结果两组间并没有明显的统计学差异。Sadoskas等[40]发现在进行足或踝关节手术的糖尿病患者，血糖控制较好的患者（血糖<11.1 mmol/L）较血糖控制较差的患者（血糖≥11.1 mmol/L）切口感染率较低。Marchant等[5]发现不管是1型糖尿病还是2型糖尿病患者在全膝/髋关节置换术后，血糖未控制组较血糖控制良好组术后出现切口感染几率增加1.18倍、尿路感染几率增加1.47倍、死亡率增加2.23倍。Freitas等[41]发表的荟萃分析共纳入26项研究，发现 HbA1c<7%或血糖<11.1 mmol/L或术后平均血糖<8.3 mmol/L）的糖尿病患者可使切口感染发生率下降。切口感染不仅可使骨折康复延迟，造成患者心理、生理及经济上的压力，更可诱发患者其他部位的感染，如骨髓炎等，十分不利于患者预后[44]。因此，降低患者术后伤口感染率可有效提高手术治疗效果。血糖控制是降低患者术后伤口感染率的重要措施，但也必须考虑其他因素，如吸烟，酒精滥用，患者免疫状态，类固醇治疗，营养状况，估计的失血量，使用同种异体移植物或器械，引流及其持续时间，以及美国麻醉医师协会术前评估分数等[43-44]，这样才能更有效地控制术后伤口感染率。

2.2 骨折愈合延迟，影响功能

糖尿病患者骨折愈合延迟的机制尚未完全明确[45]。普遍认为，高血糖状态使患者体内存在代谢紊乱，造成组织细胞所需蛋白质合成减弱、抗感染能量下降、组织修复能力明显减弱，容易导致各种感染及创口不易愈合。由于体内蛋白质缺乏，骨有机基质合成不良，胶原合成障碍，肠道钙吸收减少，出现骨量减少，最终也会影响骨折的愈合进程[2，46]。Monnier等[47]认为高血糖可以通过增加糖基化的终末产物来促进胶原的交联，这使得胶原的溶解度降低，最终会增加胶原蛋白分子所形成的立体骨架（如肌腱）的结构硬度，从而限制他们的活动，造成挛缩、骨折不愈合。糖尿病患者骨愈合过程中形成的软骨痂较小[48]，且循环中/骨折创面处促进骨组织愈合所需的胰岛素水平降低[49]，导致糖尿病患者骨折愈合困难。McMurry等 [50]发现人体内巨噬细胞对成纤维细胞的成熟和胶原合成有推动作用，在高血糖时，这个作用会受到抑制，但胰岛素会使这个抑制作用逆转。Gandhi等[50]在动物试验中将胰岛素直接注入骨折部位，可促进骨折处细胞增殖、软骨组织形成。Pscherer等[51]在控制了糖尿病治疗、骨质疏松、慢性肾病等诸多混杂因素的前瞻性研究中指出，糖尿病患者中骨重塑的趋势比在非糖尿病患者中降低约70%。

有研究发现[52-53]，骨折手术后糖尿病患者较非糖尿病患者可能具有更差的功能恢复。WUkich等[7]發现，踝关节骨折后92%的非糖尿病患者恢复其术前功能的90%以上，而只有71%的糖尿病患者恢复超过90%的术前功能。Armaghani等[54]报道的关于糖尿病患者进行脊柱手术的前瞻性队列研究结果显示，糖尿病患者较非糖尿病患者Oswestry功能障碍指数（Oswestry Disability Index， ODI）、颈椎功能障碍指数（Neck Disability Index， NDI）和疼痛数字评定量表（Numeric Rating Scale， NRS）都明显增高。ODI是常用来评价腰背部功能障碍的量表；NDI评价方法属循证医学中的一级证据，并且广泛用于测评颈痛患者的功能障碍的量表。WUkich等[7]对进行踝关节手术的糖尿病患者进行了1年多的随访发现，有周围神经病变、肾病或外周血管病变等并发症的糖尿病患者比没有以上并发症的糖尿病患者总的并发症发生率增加3.8倍，非感染性并发症（骨折不愈合、畸形愈合或Charcot关节病）发生率增加3.4倍，重新手术的几率增加5倍。为了减少术后并发症的发生，建议除了积极控制血糖外，还要对糖尿病患者的神经血管状态进行仔细的术前评估[55]许多糖尿病患者不知道他们患有神经病变和/或外周血管疾病；并且，还要对于骨折处进行额外的固定和延长非负重时间[56]。

2.3 高凝状态

髓部骨折术前活动减少及术后制动导致血流缓慢，创伤和手术造成凝血酶原1降低、纤溶系统抑制使术后血液处于高凝状态，糖尿病和手术创伤等导致的血管内皮损伤、血液高凝状态、血流减慢与静脉血栓形成有关。韩锋等[57]发现糖尿病组血栓的发生率高于非糖尿病组，而且糖尿病组发生了2例致死性肺栓塞，血管彩超检查发现了高血糖糖尿病患者DVT发生率高于糖尿病血糖控制组，提示控制术前血糖水平有利于降低血栓的发生率。Mraovic等[6]发现在全膝/髋关节置换术后患者中血糖控制不良组（血糖>11.1 mmol/L）较血糖控制良好组（血糖<6.1 mmol/L）肺栓塞发生风险增加3.19倍。

3 结论

进行骨科手术的糖尿病患者因长时间的疼痛和卧床、放置人工植入物等原因，增加了糖尿病患者血糖控制的难度；血糖升高又会影响骨科手术的预后（如切口感染、骨折不愈合等），所以加强对糖尿病患者并发症的术前评估和血糖管理，减少患者术前等待时间是减少术后并发症的有效措施。

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（收稿日期：2016-09-24）