超声引导外周神经阻滞在膝关节手术中的应用进展

李青青, 杨敏

(成都市双流区第一人民医院麻醉科, 四川 成都 610200)

在我国膝关节手术常见于全膝关节置换术(total knee arthroplasty, TKA)、膝关节镜手术, 多见于老年患者。 老年患者对麻醉药物的敏感性增加, 代谢率降低, 常合并有基础疾病, 因此, 麻醉方式可能是影响围手术期病死率的独立危险因素之一[1]。 TKA术中由于止血带压迫、定位截骨、扩髓、关节假体固定等操作可引起术中血压升高、心率加快等高血流动力学反应, 增加了围手术期心血管事件的风险; 术后早期, 30%～60%的患者要经受中重度疼痛[2-3], 严重的疼痛影响早期关节功能锻炼和恢复[4]。 疼痛管理是加速康复外科成功的关键组成部分[5], 最佳的术后疼痛缓解是避免应激反应和发生术后慢性疼痛的前提。 临床常用围术期镇痛方式有作用于全身的药物、硬膜外、局部浸润、外周神经阻滞(peripheral nerve blocks, PNB)镇痛。 单纯全身药物镇痛用量大, 副作用也大, 部分患者难以耐受; 硬膜外镇痛虽然效果好, 但要求较高, 潜在并发症多, 并且术后同时阻滞双下肢感觉及运动, 不利于术后早期肢体活动。 目前, PNB已成为麻醉领域的研究热点, 尤其适用于老年或合并严重系统疾病患者。 因此, PNB在膝关节手术中的应用被逐渐推广。

1 膝部相关神经解剖

膝关节手术涉及的解剖结构有皮肤、脂肪垫、韧带、肌腱、髌骨、股骨远端、胫骨平台、关节囊等。 支配膝关节的神经主要由前内侧方的股神经和后方的坐骨神经分支组成错综复杂的网络。 股神经沿途发出4～5支股中间皮神经、隐神经和关节支(股内侧肌支、股中间股支、股外侧肌支、膝关节肌支); 隐神经于股内侧下端可发出上下两支, 上支为股内侧皮神经(60%出现), 下支为髌下支(100%出现); 坐骨神经于腘窝处发出腓总神经和胫神经[6]。 此外, 还受股外侧皮神经、股后皮神经和闭孔神经分支支配。 膝部神经可分为浅层皮神经和深层关节支两层。

1.1 浅层皮神经

膝部浅层结构为皮肤和浅筋膜内脂肪垫。 膝前部为股中间皮神经支配, 膝后部(腘窝区)为股后皮神经、闭孔神经支配, 膝内侧部为股内侧皮神经、隐神经分支分布, 膝外侧部为股外侧皮神经分支, 股四头肌腱由股外侧皮神经和股中间皮神经远端分支支配[6]。

1.2 深层关节支

余正红等[6]研究结果得出将深层关节支分为4个区, 即髌上区由股神经的关节支和闭孔神经前支支配, 膝内侧及髌下区主要由隐神经分支支配, 膝后外侧区由腓总神经关节支支配; 腘窝区由坐骨神经、胫神经、闭孔神经后支的关节支支配。 Vanneste等[7]研究将前方膝关节分为4个象限, 即外上象限, 由股外侧肌肌支、股中间肌肌支、膝外上神经(来源于坐骨神经分叉处或腓总神经分支)和腓总神经分支支配; 内上象限, 由股内侧肌支、股中间肌支和膝内上神经(来源于股神经)支配; 外下象限, 由膝外下神经和腓神经膝返支支配; 内下象限, 由隐神经的髌下肢和膝内下神经(胫神经分支)支配。

2 膝关节相关的PNB

PNB主要是作为术前、术后的一种镇痛方法, 或在全身麻醉中辅助镇痛, 可以减少术中全麻药物的用量。 结合膝关节周围的神经解剖分布来看, 股神经和坐骨神经或其分支是膝关节阻滞镇痛的重要靶点。 因此, 目前常用于膝关节手术围术期镇痛的超声引导下PNB技术有股神经/髂筋膜间隙、收肌管/隐神经、坐骨神经、腘动脉与膝关节后囊间隙浸润阻滞及其各神经阻滞间的联合阻滞等方式。

2.1 前方膝关节神经阻滞

股神经阻滞(Femoral nerve blocks, FNB)是TKA最常用的神经阻滞镇痛方式。 《外周神经阻滞与超声介入解剖》一书中推荐FNB常用0.2%～0.5%罗哌卡因0.5～1.0 mL/kg, 最大剂量为40 mL(80 mg), 可以提供长达8 h的区域麻醉, 注入局麻药后, 一般 8～10 min开始有反应, 20～30 min完全被阻滞。 研究发现0.5%罗哌卡因起效时间为15～30 min, 持续5～12 h, 最大剂量为3 mg/kg[8]。 Casati等[9]研究发现超声引导下0.5%的罗哌卡因最小有效麻醉容量(MEAV 50)为15 mL。 Taha等[10]研究发现使用15 mL 罗哌卡因, 能使90%的患者中FNB有效的最小有效麻醉浓度为0.167% w/v。 彭丽等[11]研究发现超声引导下罗哌卡因FNB感觉运动分离的半数有效浓度为0.186%。 连续神经阻滞常用的镇痛配方为0.2%罗哌卡因100 mL, 负荷量15 mL, 背景剂量4 mL/h, 单次给药剂量10 mL, 间隔时间1 h。 一项关于FNB用于 TKA 术后镇痛的系统评价发现, 与PCA相比, 单次或连续FNB在术后3 d内的疼痛感明显减轻, 降低了术后24 h内的阿片类药物的使用, 降低了术后恶心呕吐的发生率, 增加了膝关节的伸屈活动度, 更有利于膝关节功能的恢复[12]。

髂筋膜阻滞(fascia iliaca block, FIB)不仅能阻滞股神经, 还能阻滞股外侧皮神经。 Wang等[13]对截至2017年5月发表的关于FNB和FIB在全膝关节和全髋关节置换术疼痛控制进行了系统分析, 共纳入5个随机对照研究308例受试者, 发现FNB和FIB在术后12～48 h内患者的疼痛评分和阿片类药物的用量无统计学意义, 认为FIB和FNB对TKA术后镇痛有相同的效果, 但是由于该分析样本量少, 研究结果有一定的局限性。

收肌管阻滞(adductor canal block, ACB)主要阻滞隐神经, 是股神经最大的皮神经支, 为感觉神经, 主要支配膝关节囊前下份、膝内侧、小腿前内侧的皮肤感觉[14]。 Bendsten等[15]研究发现ACB的镇痛范围还包括股内侧肌支(运动加感觉)、闭孔神经后支、股内侧皮神经(61%)及少数闭孔神经前支(21%)控制的区域, 这一现象可能与大剂量局麻药向近端股三角区扩散, 远端通过收肌腱裂孔扩散至腘窝有关。 但是Bendsten等[16]研究又发现低容量的局麻药行收肌管阻滞时, 能可靠的阻滞隐神经, 对其他神经阻滞效果差, 这一现象可能与Runge等[17]在尸体上的研究结果有关, 即发现隐神经始终存在于收肌管内, 股内侧肌肌支不在收肌管内, 而是走行与收肌管外的筋膜间隙中。 ACB临床常用罗哌卡因浓度为0.2%～0.5%, 容积为15～30 mL[18]。 陶岩等[19]研究发现0.5%罗哌卡因用于超声引导收肌管隐神经阻滞的ED50为10.7 mL, 95%可信区间为(8.8～12.2)mL, 其观察指标为注药后30 min针刺无感觉。 目前还没有研究来确定ACB的最低有效罗哌卡因浓度和容积。 从解剖上来看, ACB理论上能明显保留股四头肌的肌力, 因此其临床应用正在被逐渐推广。 并且Karkhur等[20]经分析证实ACB与FNB在镇痛、阿片类药物的用量、阻滞成功率和术后并发症方面的效果相当。

2.2 后方膝关节的神经阻滞

坐骨神经阻滞(sciatic nerve block, SNB)临床上单独使用于TKA较少, 一般是与FNB联合镇痛。 坐骨神经位置较深(6 cm左右), 根据其走行, 可以有多种阻滞方式, 常用的是经臀肌和腘窝入路。 《外周神经阻滞与超声介入解剖》一书中推荐成人常用局麻药浓度为0.2%～0.5%, 常用剂量为15～20 mL。 马浩南等[21]研究发现0.375%罗哌卡因用于超声引导经臀肌入路老年患者SNB的ED50为13.4 mL。 0.5%罗哌卡因超声引导侧入路腘窝SNB的ED50为13.0 mL[22]。 一项基于12个随机对照试验和600例患者的荟萃分析, 结果显示, 在FNB的基础上, SNB可在术后12 h内提供有效镇痛, 且不影响膝关节的功能预后[23]。 Sinha等[24]报道了在腘窝处选择性胫神经阻滞, 与SNB相比, 胫神经阻滞不仅能为TKA患者提供类似的镇痛效果, 还可以避免腓总神经运动阻滞而引起垂足。

超声引导下腘动脉与膝关节后囊间隙浸润(infiltration of the interspace between popliteal artery and the capsule of posterior knee, IPACK)被认为是在TKA术后通过阻滞支配关节后侧的关节分支来缓解膝关节后侧疼痛的一种新的镇痛技术。 Kukreja等[25]认为IPACK阻滞是以腘区坐骨神经末端关节支和支配膝关节后囊的闭孔神经的后分支为目标, 以达到对后膝镇痛的效果。 Tran等[26]在对14例尸体的解剖研究中同样观察到了在供给膝关节后囊的4个关节支中, 闭孔神经后段膝支均被染色剂染色, 其他关节分支染色不一; 膝上内侧神经、膝上外侧神经和腓总神经前支也有部分被染色。 另有尸体研究表明, 局部麻醉药扩散到腘窝, 避开了坐骨神经的近端, 也可扩散到胫神经[27]。 李敏等[28]研究表明, 与单纯ACB比较, ACB联合IPACK更能降低术后24 h静息痛和动态痛, 减少术后纳布啡用量, 提升了下床活动步数和最大膝关节活动度。

该阻滞技术有近端和远端穿刺2种方法[26], 即选用低频(2～5 MHz)凸阵探头, 近端进针: 患者仰卧位, 探头置于大腿前内侧髌骨上方1～2指宽处, 穿刺针向前内至后外侧方向进入股骨后间隙; 远端进针技术: 患者俯卧位, 将超声探头置于股骨髁的后上方, 穿刺针从内侧向外侧进入膝后动脉和膝关节后囊之间的髁间窝。 在此间隙内注入0.25%罗哌卡因20 mL。 Tran等[26]在尸体解剖研究中发现近端和远端IPACK注射技术在腘窝区提供了相似的染色区, 并对供应后囊的关节分支进行了广泛染色; 近端注射技术有更大的前内侧染色扩散, 而远端注射技术有更多的前外侧染色扩散。 Tran等[29]在尸体解剖中观察到近端技术针尖离股内侧神经远端分支有一定距离, 但离股内侧神经远端分支很近, 在针向前进的过程中可能接触和损伤; 远端技术针尖离隐神经较近, 在前进过程中可能会发生意外损伤。 有关IPACK阻滞的有效性、安全性需要更多研究来进一步阐明。

2.3 局部浸润

最近有研究表明, 在膝关节周围注射罗哌卡因行局部浸润麻醉能给FNB带来好的镇痛效果, 能有效处理TKA术后疼痛, 促进术后早期膝关节活动度的恢复和疼痛的缓解[30]。 Mei等[31]对2000年到2015年发表的关于FNB和局部浸润用于TKA术后镇痛的研究进行了系统评价, 共纳入6篇随机对照研究306例受试者, 结果显示局部浸润和FNB在全膝关节置换术后24 h内休息时疼痛强度和阿片类药物消耗方面无显著差异, 但是运动时有明显差异, 认为FNB能减轻运动时的疼痛。

3 神经阻滞在全麻术中的应用

PNB不仅能为术后提供良好的镇痛, 还能在术中辅助镇痛, 以减少术中麻醉药物的用量, 减少全麻药物对患者(特别是老年患者)心脑血管的抑制作用, 维持术中血流动力学平稳, 减少术后老年患者脑功能障碍的发生率。 Nora[32]研究结果显示, 在靶控全凭静脉麻醉联合FNB用于关节镜下膝关节半月板切除术中, 瑞芬太尼平均输注剂量为0.12 μg/(kg·min), 大约是全身麻醉推荐剂量的1/3, 瑞芬太尼的使用剂量降低了60%, 但是丙泊酚的剂量8.5 mg/(kg·h)(BIS维持在40-50之间)与文献报道的6～10 mg/(kg·h)接近。 陈小波等[33]研究得出, 股神经联合SNB(0.5%罗哌卡因各10 mL)能够明显降低TKA中患者止血带充气后切皮时的七氟醚MACBAR, 联合神经阻滞时七氟醚MACBAR(4.03±0.19)%、全麻组为(1.93±0.22)%。

4 神经阻滞的争议与展望

FNB能够减少TKA术中全身麻醉药的用量, 改善术后疼痛, 减少术后吗啡等的用量, 增加术后膝关节屈曲和伸膝功能, 有助于膝关节功能的恢复[12]。 然而有研究认为FNB会影响股四头肌肌力, 影响患者术后早期功能锻炼, 增加患者跌倒风险[34]。 对此持不同观点的研究认为单次FNB似乎不会增加跌倒的风险, 持续FNB可能会增加跌倒的风险[35]。 理论上ACB能明显保留股四头肌的肌力和维持患者的身体平衡能力。 Jaeger等[36]在一项随机对照双盲研究中发现, ACB患者术后股四头肌力更高, ACB保留了52%的肌力, 而FNB只有18%, 2组术后镇痛效果无明显差异。 随后的一项评估股四头肌力量和行走能力差异的荟萃分析发现, ACB和FNB在股四头肌和内收肌的肌力强度和住院时间方面没有显著差异, ACB并不优于FNB[37]。 但是近期研究还是支持Jaeger等的结论, 认为接受ACB的TKA患者比接受FNB的患者有更好的股四头肌力量, 不易跌倒, 可及早进行功能锻炼, 缩短住院时间[20]。 虽然很多研究表明ACB与FNB都能为TKA提供良好的镇痛, 且ACB能保留大部分股四头肌肌力, 但是目前并没有研究证明ACB能够代替FNB。 因为ACB主要针对隐神经, 其镇痛范围及可预期效果有限, ACB能获得良好的镇痛效果可能是由于大剂量局麻药扩大了局部阻滞范围[38]。 因此需要更进一步的实验来证实ACB能否代替FNB。

SNB可以为膝关节后方提供良好的镇痛, 但它也会对下肢产生运动阻滞。 腘窝处SNB是否能减少对运动功能的影响而能达到有效的镇痛, 需要进一步证实。 有研究认为, IPACK阻滞是一种简单的方法, 在保留运动功能的同时对膝关节后囊提供有效的镇痛作用, 可成为SNB的一种替代方法[39]。 但近期的对TKA术后镇痛双盲研究对上述结论持否定性意见, 不支持IPACK的常规使用[40]。

目前有研究提出ACB+IPACK是一种很有前途的神经阻滞技术, 它可以在不影响膝关节周围运动功能的情况下即刻改善术后疼痛[41]。 与采用股神经联合SNB的患者相比, IPACK和ACB联合应用可改善早期下床活动, 减少阿片类药物的使用和住院时间[42]。 另有研究指出ACB联合IPACK和股外侧皮神经阻滞较单纯ACB能够有效改善膝关节前内、后外侧疼痛, 且不会增加并发症和影响早期康复[43]。 两个部位或多部位联合神经阻滞可能会增加镇痛效果, 然而多处神经阻滞也可能会增加感染、神经损伤等相关并发症的发生几率。 另外, FNB联合膝关节囊周围的局部浸润也不失为一种有效的术后镇痛方式。 该方式操作简单, 局部浸润直接由外科医生在缝合时完成, 镇痛效果良好, 其有效性可以进一步验证。

5 结语

下肢PNB能减少术中麻醉药物的用量, 减轻患者术后的疼痛, 减少术后镇痛药物的使用, 对于普遍为老年患者、ASA分级较高的下肢骨科手术尤为适用。 超声可视化技术的发展极大限度的降低了神经损伤的发生率。 传统的股神经和SNB因其能降低肌力, 可能会影响膝关节的功能运动, 新的穿刺技术(ACB和IPACK阻滞)因具有其独特的优势被逐渐发现运用于临床。 但是目前仍然没有足够的证据证明ACB和IPACK阻滞能完全代替传统的神经阻滞技术, 其有效性、安全性、量效关系等有待进一步研究。