气压止血带在膝关节置换术中应用的研究进展

姜泽宇 综述，王文波 审校

气压止血带如今常规应用于膝关节置换(KA)术中，有减少术中出血量、良好显露解剖结构、获得相对无血的手术区域以及更佳的假体置入环境的作用[1]。但使用气压止血带不可避免地会产生许多潜在的不利影响，如：早期膝关节活动范围下降，股四头肌肌力减弱，神经麻痹，皮肤、血管、肌肉损伤，下肢肿胀，局部缺血代谢产物增加，围手术期疼痛增加，更高深静脉血栓形成的风险等[2-6]。本文就KA术中是否应用气压止血带以及气压止血带的优化应用方法的相关研究进展进行综述。

1 是否应该使用气压止血带

是否应该使用气压止血带的争论一直存在，支持者[1, 7-9]认为，使用气压止血带能获得更好的术中无血视野和操作区域，减少术中出血量；同时，由于没有血液渗入到骨与假体的接触面，为置入假体提供了良好的环境，使得假体的使用寿命更长；此外，省去了术中止血操作的步骤，减少了手术时间。Pfitzner et al[10]将90例单侧KA患者随机分为使用气压止血带组与不使用气压止血带组，通过测量术后第4天正、侧位X线片发现，平均胫骨骨水泥厚度使用气压止血带组比不使用气压止血带组多1.2 mm。而骨水泥厚度的增加有助于改善假体的稳定性。Goel et al[8]通过对200例KA患者的随机对照双盲试验发现，使用气压止血带明显为手术带来了优质的术中视野和更少的围手术期失血量。

反对者[11-13]认为，通过恰当的止血操作同样可以获得良好的手术操作区域，也并没有增加手术时间；使用气压止血带会导致围手术期隐性失血量和总出血量增加，血红蛋白丢失增加，以及更多的术后并发症和疼痛的发生。Dennis et al[2]报道了28例双侧KA患者的随机对照研究，对患者的一条腿全程使用气压止血带而另一条腿不使用或仅在安置假体时使用气压止血带。结果表明，使用气压止血带会导致术后3个月的股四头肌肌力下降，而对腘绳肌肌力、单侧下肢的平衡、手术时间和总出血量则并没有明显影响。这可能因为当短暂的气压止血带被解除后，到达局部真皮的血流量增加到原来的4倍，而这种反应性充血会引起局部的肿胀以及炎症介质的大量灌注。这些不良的影响可能会导致术后下肢的疼痛与深静脉血栓的形成。可见气压止血带造成的疼痛、肿胀会对术后早期的活动与功能锻炼产生一定影响，这与现今关节置换强调的快速康复理念相悖[14-15]。

我们认为，气压止血带使用的主要意义就是便捷地为手术提供无血的视野和优良的操作区域，而现在大多数研究往往忽略了对气压止血带带来的优质视野和便捷操作的量化评估。大多数试验没有评估无血区域，少部分通过差(血液充满了术区)、一般(有血液存在但对手术影响不严重)、好(有血液但对手术无影响)、极好(完全没有血液存在)进行简单的评价。而且研究过多地聚焦在气压止血带引发的各种术后的并发症上，实际上这些并发症可能并不严重或对于长期置换效果没有影响[16]，这也是尽管越来越多的文献报道气压止血带可能带来不良影响，但许多关节外科医师仍将气压止血带作为手术常规惯例的原因。

2 气压止血带的压力设置

以往很多骨科医师通常将大腿气压止血带压力设置为40.0～46.7 kPa,但这种标准化的设置对于一些患者来说过高。文献[17-20]表明，固定气压止血带压力值对于基础血压较低的患者过高，过高的气压止血带压力会增加潜在皮肤、肌肉、血管神经以及切口感染等并发症的风险，并且术后疼痛也可能更加严重；而固定气压止血带压力值对于基础血压较高的患者来说可能不足，这可导致患者血液流入手术区域，肢体被动充血，休克与神经出血性浸润。因此，依据患者自身血压来确定气压止血带压力的方法近年来被广泛研究，主要包括根据心脏收缩压、肢体闭塞压力、动脉闭塞压力加上安全裕度(即对抗术中潜在血流动力学变化的额外添加值)来确定最终气压止血带压力。不同医师对安全裕度的选择意见并不统一，这与术中血压较术前心脏收缩压波动大小有关。如果通过控制性降压和对术中血流动力学变化的积极处理将术中血压维持在较低的水平，则可以使用较低的安全裕度[21]；相反，一些试验证明，其他医师尝试有效的安全裕度却失败可能与术中血压波动过大有关。

2.1 通过心脏收缩压确定气压止血带压力Kim et al[22]对160例膝关节骨关节炎患者进行随机对照研究，因气压止血带压力值通常由心脏收缩压加上13.3～33.3 kPa为安全裕度而确定，他们对80例患者应用其医院传统的心脏收缩压加20 kPa,其余80例应用更低的心脏收缩压加16 kPa,气压止血带被全程使用直到假体置入后。结果表明，两组均获得了相似的无血手术区域，在血红蛋白下降、引流量、失血量、术后疼痛、并发症方面两组比较差异均无统计学意义。通过心脏收缩压确定气压止血带压力的方法简便易行，但也有研究[21]表明，因为肢体闭塞压力受到多方面因素影响，心脏收缩压与肢体闭塞压力之间并没有足够的关联。

2.2 通过肢体闭塞压力确定气压止血带压力肢体闭塞压力是恰好使动脉血流动脉完全停止的止血带充气压力，通常采用多普勒听诊器或超声等仪器测量[23-24]。2007年美国手术室护士协会对肢体闭塞压力的安全裕度推荐：肢体闭塞压力低于17.3 kPa时加5.33 kPa、肢体闭塞压力在17.3～25.3 kPa时加8 kPa、肢体闭塞压力压力在25.3 kPa以上加10.7 kPa作为最终的气压止血带充气压力。近年来为了提高精确度，许多医师开始使用彩超观察动脉血流完全消失时压力来确定肢体闭塞压力，也有一些医师开始使用气压止血仪直接测定肢体闭塞压力的系统。Masri et al[23]通过配合使用具有测量、充气双重功能的袖带与气压止血仪，可以测量出患者肢体闭塞压力值并通过此仪器直接进行充气止血。他们通过对143例患者的随机研究发现，这种测量方法与传统的多普勒听诊方法测得的数值仅有(0±2)kPa差异。这不仅可以简化测量所需的额外仪器并且减少了测量过程中医护人员判读误差。但这种双重功能袖带测量技术并未普及，而通过听诊器、血流量计、超声等方式获得肢体闭塞压力所需的时间和技术培训制约了其在临床中的应用。

2.3 通过动脉闭塞压力确定气压止血带压力Tuncali et al[20]通过测量袖带充气压力与袖带下组织压力关系发现袖带下组织的压力总是低于袖带充气压力的设定数值，通过测量袖带充气13.3、26.7、40.0 kPa时袖带下组织压力与充气压力的关系,得出公式：动脉闭塞压=(心脏收缩压+10)/组织填充系数，组织填充系数可通过肢体周长来估测。同时他们通过随机双盲对照试验比较应用肢体闭塞压力与动脉闭塞压力确定气压止血带压力的手术效果与气压止血带压力值的大小，结果表明两者都可以获得较好的无血手术区域的效果，并且未发生与气压止血带相关的并发症，且通过估算动脉闭塞压力确定气压止血带压力所需的时间与压力值的方法较测量肢体闭塞压力简单。但这种方法的组织填充系数是应用固定11 cm宽气压止血带测量获得，对其他类型的袖带无法使用，限制了其应用范围。

随着医疗技术的不断发展，个体化地确定气压止血带压力必将成为未来手术的主流选择。肢体闭塞压力是获得最低阻断肢体压力的精准方法，而根据心脏收缩压估算动脉闭塞压力确定最终气压止血带压力更为便捷，如果能够实现气压止血带压力与实时血压的同步变化则可以更精确地控制并降低气压止血带压力。

3 气压止血带的使用时机

除外气压止血带压力设置过高，更长的气压止血带使用时间也会增加并发症的产生[25]。对于下肢手术气压止血带的安全使用时间至今没有定论。文献[24]报道无其他合并症的患者最长可以使用2 h气压止血带，但如果本身高龄或创伤患者或本身具有外周血管疾病患者在应用时间上则应当更加小心。Olivecrona et al[26]报道了一项纳入577例初次KA和46例膝关节翻修的前瞻性研究，结果表明，当气压止血带每额外使用10 min时并发症的风险就会增加，而超过100 min时，各种并发症的风险明显增加。目前临床上行KA使用的气压止血带策略[27]主要包括：① 全程使用气压止血带：从手术开始直到弹力带包扎完毕;② 上半程使用气压止血带：从手术开始直到假体置入完毕; ③ 下半程使用气压止血带：从截骨开始直到弹力带包扎完毕;④ 仅在置入假体步骤使用气压止血带。Ozkunt et al[28]通过对69例KA患者的前瞻性随机研究发现,相较于只在安装假体步骤时使用或全程不使用气压止血带的患者，全程使用气压止血带的患者在影像学上并没有表现出骨水泥渗入的优势，同时还会导致术后疼痛VAS评分增高、KSS评分降低。Wang et al[25]通过对44例KA患者的随机对照研究发现，相较于全程使用气压止血带，仅在置入假体步骤使用气压止血带不会增加输血例数和手术时间，并可以使患者术后第1天疼痛减轻，更早地进行直腿抬高训练，并且减少轻微的并发症产生。Fan et al[29]、Chen et al[30]也发现半程使用气压止血带相较于全程使用可以减少术后出血量以及总出血量，减轻肢体肿胀程度并且有助于早期进行康复训练。

关节外科医师对于气压止血带的松解时机也有不同的看法。Tie et al[31]通过对16篇随机对照研究的文献回顾性分析发现，相较于切口关闭并加压包扎后松解气压止血带，切口关闭前松开气压止血带会造成总失血量和术后输血率的明显增高。理论上，在假体置入完毕后释放气压止血带可以对术区的明显出血点进行有效止血，从而减少失血量,但实际上由于快速反应性充血和纤溶系统的激活在松开气压止血带的第一时间段会导致过度出血。而闭合切口和加压包扎可以使这种由于纤溶系统亢进造成的出血得到控制[32-33]，所以在假体置入完毕立刻松开气压止血带相较于切口闭合后再松解气压止血带会造成更多出血。同时Tie et al[31]还发现，虽然切口关闭并加压包扎后松解气压止血带会减少失血量和降低输血率，但会明显增加术后并发症的风险。

4 气压止血带的袖带选择

气压止血带袖带的长度应当个性化选择，通常重叠7.6～15.2 cm。过长的袖带会增加压力和软组织滚动或起皱的风险，而过短的袖带会使充气效果变差，同时可能引起意外的释放和不合适的紧缩。袖带的宽度应当比肢体的半径更宽，更宽的半径可以通过在更大的表面积上分散压力使袖带下组织损伤的可能性最小化。但Tuncali et al[34]认为，肥胖患者使用宽的气压止血带袖带会缩短气压止血带袖口远端到切口的距离，减小了手术区域。漏斗状的袖带能更好的与近远端直径不等的下肢相匹配从而降低袖带边缘过高的压力、袖带的移位和对袖套内组织的剪切损伤，同时降低了气压止血带所需的压力。

5 通过不同方式减少气压止血带缺血再灌注损伤

在KA术中使用气压止血带造成骨骼肌缺血再灌注损伤的主要损伤机制包括:① 大量氧自由基生成与细胞膜上的不饱和脂肪酸作用产生脂质过氧化物，损伤细胞和线粒体的功能。② 缺血期细胞内pH降低引起细胞内钙超载，钙超载激活磷酸化反应使细胞内蛋白质功能改变，同时可促使黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶, 从而导致氧自由基生成增多。此外，还可以破坏细胞和线粒体膜, 最终导致细胞凋亡。③ 中性粒细胞的激活释放与血管内皮细胞相互作用, 释放大量的细胞因子和炎性介质, 引发炎症的级联反应。因此，各类可以抑制氧自由基生成和炎症因子的药物被人们广泛研究。

右旋美托咪啶是一种有效的α2受体激动剂，具有镇静、镇痛和抗焦虑作用，其抗炎作用近年来被愈发重视。Kim et al[35]通过对68例单侧TKA患者的随机对照试验发现，应用右旋美托咪啶可显著降低术后血清肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6水平，同时对镇痛药用量、疼痛评分、心率都有明显改善。Abd El-mottaleb et al[36]对大鼠骨骼肌缺血再灌注模型应用大蒜提取液发现其有助于改善组织水肿，对血清肌酸激酶、白细胞介素-1β、白细胞介素-10等炎症因子均有明显的抑制作用，同时可以抑制半胱天冬酶-3，减少细胞凋亡。此外氯胺酮-异丙酚、伊洛前列素、前列地尔等药物也有助于改善骨骼肌缺血再灌注损伤[37-40]。

6 小结

气压止血带作为一种有效的术中止血手段广泛应用于KA中，良好的术中视野和解剖结构显露、无血的操作空间、良好的假体置入环境是众多关节置换医师偏爱使用的原因。随着快速康复理念的不断发展，气压止血带的缺点也不断被挖掘并放大，KA术后早期肌肉力量和关节活动度的影响使其被很多人摒弃。对于气压止血带的使用标准如今并没有统一标准，虽然美国手术室护士协会2007年发表过关于气压止血带的应用指南，但距今已经相当久远，现在外科医师们对气压止血带的压力设置很多还是凭借个人习惯。学者们一直在研究个体化气压止血带压力设置，但由于所使用仪器、手术者操作流程、评价指标不同等并未能达成共识。气压止血带的研究远未完善，结合现今的围手术期疼痛控制与康复策略，制定统一的评价标准，标准化仪器与规范手术操作，高质量的术后随访都是未来研究的基本方向。