超声引导下腰丛坐骨神经阻滞对老年人全膝关节置换术炎症反应的影响

陈慧娜，郝玉民，杨立峰，刘骐毓，王莹

河南大学第一附属医院麻醉科，河南 开封 475001

全膝关节置换术(total knee arthroplasty，TKA)是治疗终末期膝关节骨性关节炎的金标准，对于大多数骨性关节炎患者，TKA能显著改善生活质量[1-2]。随着社会老龄化的加剧，在老年患者中行TKA的越来越多。虽然全身麻醉常用于TKA，但全身麻醉后相关肺部和意识障碍等并发症，影响患者的康复、出院和早期的物理治疗[3-4]。膝关节手术区域神经分配主要是腰丛和坐骨神经，其中腰丛的分支股神经、闭孔神经和股外侧皮神经分别支配膝关节的前、中、外侧区域，坐骨神经支配膝关节后侧[5]。腰丛坐骨神经阻滞同样可以满足手术需求，同时避免全身麻醉一些相关并发症[3，6-8]。有证据表明，区域麻醉对神经内分泌系统、免疫细胞功能、基因表达以及包括细胞因子在内的炎症介质的分泌有影响[9-11]。然而，目前关于腰丛坐骨神经阻滞在TKA中对局部和全身炎症反应影响的研究并不多。本研究旨在评估超声引导下腰丛坐骨神经阻滞对TKA患者局部和全身炎症反应的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2018年10月至2020年5月在河南大学第一附属医院行TKA的患者40例，按照随机数表法分为观察组和对照组，每组20例。观察组在超声引导下行腰丛坐骨神经阻滞麻醉，对照组行全身麻醉。纳入标准：①美国麻醉医生协会(American Society of Anesthesiologists，ASA)分级Ⅰ～Ⅱ；②择期手术行单侧全膝关节置换术；③年龄50～70岁。排除标准：肥胖(体质指数＞30 kg/m2)；代谢综合征；糖尿病；凝血功能障碍；局部或全身性炎症疾病；使用类固醇或免疫抑制剂；长期使用非甾体抗炎药；手术侧膝关节既往做过手术；困难气道；术前白细胞计数异常。两组患者的一般情况比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性，见表1。本研究得到了河南大学第一附属医院伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

表1 两组患者的一般情况比较

1.2 麻醉方法 所有患者术前1 d指导使用视觉模拟量表(visual analog scale，VAS)，0代表无疼痛，10代表能想象到的最严重疼痛[12]。手术当天，患者入室，常规监测各项生命体征，包括心电图(ECG)、脉搏氧饱和度(SpO2)、无创血压(NBP)。为缓解患者焦虑紧张情绪，所有患者从入室开始到手术结束过程中持续泵注小剂量右美托咪定0.4μg/(kg·h)。对照组患者采用全身麻醉，患者静脉注射咪达唑仑0.03～0.05 mg/kg、丙泊酚1.5～2.5 mg/kg、舒芬太尼0.3～0.5μg/kg、顺式阿曲库铵0.15 mg/kg行麻醉诱导，可视喉镜辅助下行气管插管，术中使用七氟烷0.8%～1.5%、瑞芬太尼1.0～1.5μg/(kg·min)和丙泊酚3.0～5.0 mg/(kg·h)行静吸复合麻醉维持，按需间断追加顺式阿曲库胺，根据心率、血压、脑电监测及手术刺激强度调节麻醉深度。观察组患者采用腰丛坐骨神经阻滞麻醉，具体方法：①腰丛阻滞：患者膝胸侧卧位，健侧朝下，使用超声弧形探头长轴平行于脊柱，在两侧髂脊最高点连线与脊柱的交叉点向患侧旁开3～4 cm处扫描，找到L2～5横突，横突之间下方亮回声为腰大肌，腰丛神经即位于横突前方腰大肌深面。穿刺针在超声引导下经L3～4横突间隙到达腰大肌，继续进针，在腰丛神经附近回抽无血无脑脊液后注入缓慢注射0.375%罗哌卡因20 mL。②坐骨神经阻滞：患者取仰卧位，髋关节屈曲45°，膝关节屈曲90°，超声探头置于大腿后端向大腿近端移动，确认坐骨神经。穿刺针从髂胫束后缘穿刺，在神经鞘周围回抽无血，缓慢注射0.375%罗哌卡因15 mL。

1.3 观察指标 在手术开始前(D0)、术后1 d(D1)、术后2 d(D2)、术后3 d(D3)测量膝关节周长和局部皮肤温度、静息和活动时VAS疼痛评分，根据患者膝关节肿、热、痛，评估局部炎症反应。抽取D0、D1、D2、D3时患者静脉血测量白细胞计数、C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)、白细胞介素-6(Ιnterleukin-6，ΙL-6)水平，评估患者全身炎症反应。

1.4测量方法 测量时患者采用仰卧下肢中立位。其中膝关节周长为下肢伸直位沿髌骨中央一周的长度。膝关节局部皮肤温度为髌骨中心的皮肤温度，每位患者每次局部皮肤温度测量时均测量两次，取平均值。活动时VAS疼痛评分为膝关节被动伸直和弯曲时的疼痛评分。膝关节的周长和温度及VAS评分由同一位不知情分组情况的麻醉医生进行测量和评估。

1.5 统计学方法 应用SPSS24.0统计软件进行数据统计分析。计量资料以均数±标准差(±s)表示，组间比较采用独立样本t检验，计数资料比较采用χ2检验；以P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者不同时间的膝关节周长和温度比较 两组患者在D0时间点膝关节周长和温度比较差异无统计学意义(P＞0.05)。在D1、D2、D3时间点，观察组患者膝关节周长与对照组相比均显著减小，膝关节温度与对照组相比均明显降低，差异均有统计学意义(P＜0.05)，见图1和图2。

2.2 两组患者静息VAS疼痛评分比较 与D0时间点比较，观察组患者静息VAS疼痛评分在D1、D2时均升高，对照组静息VAS疼痛评分在D1、D2、D3时明显升高，差异有统计学意义(P＜0.05)。与对照组比较，观察组静息VAS疼痛评分在D1、D2、D3时明显降低，差异有统计学意义(P＜0.05)，见表2。

2.3 两组患者活动VAS疼痛评分比较 与D0时间点比较，观察组患者活动VAS疼痛评分在D2、D3时降低，对照组活动VAS疼痛评分在D2时升高、D3时降低，差异有统计学意义(P＜0.05)。与对照组比较，观察组活动VAS疼痛评分在D1、D2、D3时明显降低，差异均有统计学意义(P＜0.05)，见表3。

图1两组患者膝关节周长随时间变化折线图

图2 两组患者膝关节温度随时间变化折线图

表2 两组患者静息VAS疼痛评分比较(±s，分)

表2 两组患者静息VAS疼痛评分比较(±s，分)

注：与组内D0时间点比较，a P＜0.05。

组别观察组对照组t值P值例数20 20 D0 2.1±0.6 2.1±0.5-0.282 0.786 D1 3.7±1.1a 4.6±0.9a 4.064 0.010 D2 3.4±1.1a 4.3±1.0a 6.141 0.017 D3 2.4±0.9 3.4±0.9a 3.787 0.001

表3 两组患者活动VAS疼痛评分比较(±s，分)

表3 两组患者活动VAS疼痛评分比较(±s，分)

注：与组内D0时间点比较，a P＜0.05。

组别观察组对照组t值P值例数20 20 D0 6.7±1.0 7.2±0.8 1.532 0.135 D1 6.4±0.8 8.1±0.8a 6.979 0.001 D2 5.6±0.8a 7.6±0.7 8.991 0.001 D3 4.6±1.4a 6.5±1.1a 9.505 0.001

2.4 两组患者全身炎症指标比较 与D0时间点比较，观察组患者的白细胞计数在D1、D2时升高，CRP水平在D1、D2、D3时明显升高，ΙL-6水平在D1时明显升高，差异均有统计学意义(P＜0.05)；对照组患者白细胞计数在D1、D2、D3时升高，CRP水平在D1、D2、D3时明显升高，ΙL-6水平在D1、D2时明显升高，差异均有统计学意义(P＜0.05)。与对照组比较，观察组患者白细胞计数和CRP水平在D1、D2、D3时明显降低，差异均有统计学意义(P＜0.05)；ΙL-6水平在D1时明显降低，差异有统计学意义(P＜0.05)，在D2、D3时与对照组比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，见表4。

表4 两组患者全身炎症指标比较(±s)

表4 两组患者全身炎症指标比较(±s)

注：与组内D0时间点比较，a P＜0.05。

指标白细胞计数(×109/L)CRP(mg/L)ΙL-6(pg/mL)组别观察组对照组t值P值观察组对照组t值P值观察组对照组t值P值例数20 20 20 20 20 20 D0 6.8±0.4 7.0±0.8 0.762 0.759 3.9±1.5 4.2±1.1 0.741 0.467 48.0±7.5 48.8±8.1 0.326 0.744 D1 8.6±0.8a 12.4±3.9a 4.281 0.001 54.2±22.3a 80.5±24.0a 3.848 0.001 81.9±9.2a 88.4±10.4a 2.069 0.045 D2 7.2±0.7a 9.2±1.7a 4.709 0.001 78.2±23.4a 143.6±38.6a 6.494 0.001 50.0±6.3 54.9±9.2a 1.947 0.058 D3 7.0±0.4 8.7±1.4a 5.053 0.001 49.4±22.4a 117.3±37.4a 6.958 0.001 46.1±7.5 49.3±6.6 1.431 0.159

3 讨论

膝关节置换术是终末期骨性关节炎治疗的有效手段，多应用于老年患者。老年患者通常伴随多种基础性疾病，全身麻醉的应用常可引起术后呼吸循环功能障碍、应激反应、认知功能障碍等并发症。有研究表明，麻醉操作是影响骨科老年患者死亡率的独立因素，区域神经阻滞可降低患者围术期并发症发生率和死亡率[13-14]。腰丛坐骨神经阻滞麻醉在TKA中具有血流动力学影响小、术后镇痛效果好等优点[6]。

正常情况下术后机体产生免疫炎症反应，分泌细胞因子进行免疫调节，避免过度的炎症反应对机体造成伤害[15-16]。围术期细胞因子的表达和平衡不仅与手术创伤有关，还取决于麻醉方式和药物的选择。区域神经阻滞通过抑制手术区域伤害性感受器的传入减少应激反应[9-10]，同时局部麻醉药的使用，如罗哌卡因、利多卡因等具有抗炎作用，可减少炎症部位多核中性粒细胞的黏附、迁移和聚集，减少巨噬细胞和单核细胞的修饰功能[17]。过度的炎症反应可影响患者术后早期功能恢复，同时与术后各种不良事件发生密切相关，包括疼痛、感染、器官衰竭等[18]。因此，围术期限制或控制炎症反应可能有利于患者的术后恢复。

局部组织炎症反应通常表现为局部的红、肿、热、痛，本研究通过膝关节术后的周长、温度、疼痛变化，来反映膝关节局部炎症。膝关节周长是评价炎症性水肿的指标之一，本研究中，观察组膝关节周长在D1、D2、D3时均明显小于对照组，说明腰丛坐骨神经阻滞麻醉减轻了术后膝关节的水肿。有研究认为在神经纤维或炎症区域的邻近组织中使用局部麻醉药可减轻水肿的形成，是由于神经元的传入和传出受到阻滞所致[19]，之前有研究使用了相似的标准评估炎症反应[16，18]。本研究中，观察组膝关节温度在D1、D2、D3时均明显小于对照组，静息和活动VAS疼痛评分在D1、D2、D3时也均明显低于对照组，通过把膝关节周长与膝关节局部温度、疼痛程度的研究结果相结合，更好的判断炎症反应的程度。结果充分说明了腰丛坐骨神经阻滞麻醉在TKA中对局部炎症反应的控制。

本研究选择白细胞计数、CRP、ΙL-6作为全身炎症反应指标。白细胞计数作为常见的炎症指标之一，在急性期蛋白的影响下动员到循环当中，聚集在局部炎症部位，通过释放内源性阿片类物质、细胞因子和其他促炎、抗炎介质来增强局部抗菌防御、调控痛觉[20]。CRP作为一种炎症急性期的反应物，可以激活补体，加强吞噬细胞吞噬作用，在机体天然免疫过程中发挥重要作用，是公认的全身炎症标志物[21]。ΙL-6作为一种免疫调节因子，可通过增加糖皮质激素的合成来控制局部或全身急性炎症反应，具有抗炎特性[22-23]。ΙL-6还通过抑制T细胞有丝分裂、ΙL-2产生和可溶性ΙL-2表达，诱导巨噬细胞释放前列腺素E2，与此同时，巨噬细胞和单核细胞释放的促炎因子又可刺激ΙL-6的产生。ΙL-6被认为是最强大的内源性免疫应答抑制因子[22]。

本研究结果显示，无论是对照组还是观察组，术后白细胞计数和CRP水平均增加，但对照组对患者的影响更大。由于两组患者接受的为同一类型手术，因此炎症指标升高程度的差异可能是由麻醉方法引起的。在MARTΙN等[16]的研究中通过与全身麻醉对比，结果显示外周神经阻滞对血浆ΙL-6水平的高低无明显影响，这与本研究结果相反。在本研究中，观察组患者术后ΙL-6水平在D1明显低于对照组。但本研究中，观察组和对照组ΙL-6水平在D2、D3点比较差异无统计学意义，同时观察组ΙL-6水平在D2恢复术前水平，对照组在D3恢复术前水平。这可能是因为本研究中使用了右美托咪定，右美托咪定的抗炎作用抑制了ΙL-6水平升高[17]，提前削弱了两种麻醉方法的差异。

术后痛觉过敏可以激活免疫细胞，释放促炎细胞因子，刺激神经末梢，激活脊髓和脑背侧角[11]。神经阻滞可以抑制手术区域伤害性感受器的传入，减少机体应激反应[9-10，24]。已有研究表明在膝关节手术患者中，腰丛坐骨神经单次阻滞或持续阻滞均可减少围术期阿片类药物的使用和术后疼痛强度，提高患者的满意度[7，25-27]。本研究中腰丛坐骨神经阻滞同样减轻了患者术后疼痛，这对于减少术后阿片类药物使用和相关副作用、降低感染风险、提供更快的功能恢复具有潜在的临床意义。

综上所述，使用罗哌卡因进行腰丛坐骨神经阻滞麻醉减少了TKA患者术后局部和全身炎症反应，同时也有良好的术后镇痛作用。