血栓弹力图和旋转血栓弹力图在创伤患者围术期的应用进展

秦冠伦，丁玉美

1. 内蒙古医科大学 研究生院，内蒙古 呼和浩特 010010；2. 内蒙古医科大学第二附属医院 麻醉科，内蒙古 呼和浩特 010010

引言

根据世界卫生组织数据，全世界每年约有580 万人因创伤疾病而死亡，其中约30%～40%的死亡由相关出血引起[1]，失血过多会造成细胞、组织、器官缺血缺氧和血液高凝，增加输血率、致残率及死亡率，因此，对患者血液状态及时检测、评估、处理十分重要[2-3]。临床常规凝血功能检测需在实验室进行，检测时间长，不能及时反映患者凝血的变化，而血栓弹力图（Thromboelastography，TEG）和旋转血栓弹力图（Rotational Thromboelastometry，ROTEM）操作简单，检测时间短，可进行床旁操作，通过快速评估血块的物理性能来动态反映凝血级联反应全过程，不仅考虑了凝血的血浆成分，还考虑了细胞成分及其相互作用，目前已被国内外广泛应用于肝移植、心脏手术、创伤和重症监护等，对于临床意义重大[4-5]。本文将介绍TEG 和ROTEM 在创伤患者围术期的临床应用进展，以期促进其在临床的进一步应用。

1 TEG和ROTEM概述

通过全血监测凝集过程的动力学方法，称为TEG，ROTEM 由TEG 技术发展而来，两者提供的血凝块形成动力学和强度信息基本相同，但由于操作特性有差异，结果不可互换[6]。20 世纪60 年代中期，TEG 进入我国并逐渐应用于临床，而ROTEM 在国内应用较少。TEG/ROTEM 仪器主要由37℃恒温水槽、金属探针、电子传感器和分析软件组成。在TEG 系统中，由装有340 μL 全血样本的水槽以4°45'转动，上方金属探针固定悬浮在血液中。在ROTEM 系统中，含有340 μL 全血样本的水槽保持固定，而悬挂在上方的探针以4°75'转动。ROTEM 最突出的优点包括检测结果的快速可用性，对机械运动和振动的敏感性降低，提高检测结果的真实性以及增强检测可重复性，同时保持了与传统TEG 的良好相关性[7]。两者均通过测量和显示血凝块传递给机电转导系统连续施加的旋转力的量来评估血凝块形成或溶解的动力学和强度，再经过软件分析形成曲线[8]。

2 TEG和ROTEM参数及其意义

根据激活剂和抑制剂的不同，TEG 检测分为普通杯检测、快速TEG、肝素酶对比检测、功能性纤维蛋白原检测、血小板图试验（Platelet Mapping，PM），主要参数包括反应速率（R）、动力学时间（K）、α 角、最大振幅（MA）、凝血指数（Clotting Index，CI）、血块稳定性等。ROTEM 分为内在激活弹力图、外在激活弹力图、肝素血栓弹力图、抑肽酶血栓弹力图、基于纤维蛋白的血栓弹力图，主要参数包括凝血时间（Clotting Time，CT）、凝块形成时间（Clot Formation Time，CFT）、α 角、最大值凝块硬度（Maximum Clot Firmness，MCF）等。以上参数的含义如下：① R 和CT 均指放置血液标本后检测到第一块血凝块振幅到达2 mm 的时间，反映了凝血系统的反应时间，主要受凝血因子功能的影响；② K 和CFT 均指振幅从2 mm 到达20 mm 的时间，反映纤维蛋白原功能，代表血凝块形成的速度；③ α 角指从曲线的R 末端与血凝块形成曲线切线所成的角度，数值大小主要受纤维蛋白及血小板功能影响；④ MA 和MCF均指两条曲线之间的最大距离，反映纤维蛋白和血小板相互作用形成的凝块的最大强度和稳定程度，主要受血小板的功能和数量影响；⑤ CI 是综合分析后得到的能够全面分析患者全血状态的指标，计算公式为：CI=-0.2454R+0.0184K+0.1655MA-0.0241α-5.0220；⑥ 血块稳定性包括LY30 和LY60，分别表示达到MA后30 和60 min 时曲线下面积减小的百分比，反映患者血液纤溶系统的活性高低[9]。

3 TEG和ROTEM在创伤患者围术期的应用

3.1 TEG围术期指导输血

创伤患者可通过蛋白C 活化、血管内皮破坏、纤维蛋白原消耗和血小板功能障碍导致凝血功能障碍，相对于常规凝血功能检测，TEG 可快速对全血的血液凝固过程和纤维蛋白溶解进行检测，再根据快速TEG 定向输血策略[10]进行目标导向治疗，在患者抵达后数分钟内可以对抗特定的生理凝血紊乱以降低创伤后的死亡率，同时减少输血量[11-12]。既往研究[13]发现R 时间的缩短（提示凝血系统启动较快，凝血因子活性高）和高凝状态是创伤患者最典型的凝血变化，也是严重创伤后死亡率的主要驱动因素，通过TEG 检测可快速分析凝血因子活性和血液高凝状态，麻醉医生可据此综合判断患者是否需要输注新鲜冰冻血浆或全血。Cotton 等[14]研究证明与常规凝血检测相比，快速TEG 预测大量出血和红细胞输血需求优于血浆凝血酶原时间或部分活化凝血活酶时间（Activated Partial Thromboplastin Time，APTT），α 角在预测血浆输血方面优于纤维蛋白原，MA 在预测血小板输血方面优于血小板计数，有望成为指导成分输血的个体化指标，但现在并没有指南推荐TEG 完全代替常规凝血检测，仍需进一步临床验证。

3.2 ROTEM围术期指导输血

创伤患者早期血液生理改变主要是由于机体凝血因子活性升高，凝血系统被激活。若患者不能及时得到救治会导致消耗大量凝血因子，诱发凝血障碍和降低血小板数量，患者极易发生“致死性三联征”，即低体温、酸中毒和凝血功能障碍。ROTEM 与TEG 均是一种实时血液检测的功能性粘弹性测试方法，可尽早识别创伤患者凝血功能障碍并改善输血实践，已有研究证实这一点[15-16]。在创伤患者围术期中，ROTEM 与常规凝血检测相比发挥出独特检测优势，可早期识别低纤维蛋白原血症（CFT 升高），通过积极预防管理血液凝血状态可减少失血和总血液制品输注量[17]，且不受年龄的影响[18]。ROTEM 中的MCF 已被用作判断是否进行输血的指标，其主要受血小板的功能和数量影响。MCF 升高提示血小板功能强、数量多或血小板与纤维蛋白相互作用增强，降低则反之。由于检测时间需要25 min 左右，为缩短临床救治时间，临床工作者研究发现，外在激活弹力图 A10（10 min 时的凝块硬度）是可快速判断的替代指标。最近有研究[19]通过对1146 例创伤患者的回顾性观察分析，发现A5（5 min 时的凝块硬度）和A10 均与MCF 有强相关性，皮尔逊系数分别为r=0.92 和r=0.96。最终发现无论是针对高灵敏度还是强预测值，A5不劣于A10，且A5 在预测需要大量输血时更准确。因此推荐A5 作为血块硬度的早期测量值，低A5 值强烈预示需要大量输血，为ROTEM 的临床应用提供了又一可靠参数。

3.3 性别对创伤患者凝血功能的影响

动物研究表明，雌激素对创伤后机体具有保护作用，可通过增强机体免疫反应改善心功能，增加微循环血量，改善重要器官血液灌注。关于性别是否会影响创伤患者的凝血功能，一直以来都存在争议。既往研究[20]发现，性别不同，创伤后的血液状态也不同，严重创伤的女性比男性具有更高的凝血特征，这种高凝状态在血凝块强度降低的情况下对生存有一定的益处。最近的一项研究[21]回顾性分析了2013—2018 年1565 例严重出血外伤患者接受大量输血的粘弹性曲线分析，结果显示TEG 中女性的R 时间更长（提示缺乏凝血因子或凝血因子活性低）、α 角更大和MA 值更高（提示纤维蛋白与血小板功能增强），ROTEM 中女性的CT 时间延长（提示缺乏凝血因子或凝血因子活性低）和CFT 有所增大，但按性别进行比较时，TEG 或ROTEM 组患者的住院死亡率无差异。这表明通过TEG 和ROTEM 检测均能发现女性创伤患者的血液确实比男性具有更高的凝血特征，主要是凝血因子数量或活性的差别，但也有不同参数的差异需要进一步进行临床验证。

3.4 药物疗效监测

3.4.1 TEG对氨甲环酸的监测

氨甲环酸（Tranexamic Acid，TXA， 国药准字H20057547）是目前临床常用抗纤溶药，其通过竞争性与纤溶酶和纤溶酶原上的赖氨酸结合，抑制纤溶酶原激活，从而抑制纤维蛋白分解，达到止血目的。创伤患者常常伴随着大量失血，通过早期应用TXA 治疗可显著降低因出血导致的死亡风险[22]。TEG 被证明可用于检测输注TXA 后的血液状态，证明了TXA 在显著减少总失血量、输血量，降低输血率方面的作用[23]，并有研究[24]推荐TEG 作为常规凝血检测的替代项目，可用于术后监测预防深静脉血栓的形成。

TXA 在骨科及创伤患者中的应用逐渐增多，具有较好的止血效果。为更加详尽地研究其对于血液状态的影响和主要影响指标，近些年临床上应用TEG 进行了一系列研究。Xu 等[25]研究了207 例初次接受全髋关节置换术 （Total Hip Arthroplasty，THA）的患者，将其随机分为TXA 局部应用组、TXA 静脉注射组和对照组，发现TXA 局部给药与静脉注射具有相同的止血效果，但TEG 可分析出更丰富的信息，且发现静脉应用TXA 比局部应用TXA 更能增强凝血功能。最近有研究[26]用TEG 检测纤溶亢进和纤溶抑制剂缺乏的外伤患者，通过使用TXA 可增加血凝块强度，且他们开发出一种纤溶酶TEG，5 min 内纤溶酶TEG 可对需要大量输血和死亡率、纤溶亢进风险最高的患者进行分层，通过与组织纤溶酶原激活剂的TEG 相结合，得出纤溶酶TEG 在预测需要大量输血方面优于快速TEG，速度快4 倍。纤溶酶TEG 的快速预测有助于患者个体化服用TXA 以发挥药物最大效用，缩短临床救治时间。

3.4.2 ROTEM对TXA的监测

ROTEM 在TXA 监测方面同样可以发挥优势，且与TEG 分析出的血液状态信息相似。Tsantes 等[27]选取61 例行手术治疗的骨肿瘤患者，通过TXA 组内激活弹力图、基于纤维蛋白的血栓弹力图和外在激活弹力图60 min 时的裂解指数（LI60）证实了TXA 抗纤维蛋白溶解特性。ROTEM 结果表明，虽然TXA 给药导致纤维蛋白溶解活性降低，但并未导致纤维蛋白溶解关闭，凝块硬度也不受影响，同样可以解释为什么TXA 没有增加静脉血栓形成的风险，这表明TXA 在围术期应用的安全有效性，以及ROTEM 监测的真实有效性，通过对数据的解读可以获得更加丰富的血液信息。ROTEM也可用于儿童患者围术期监测TXA[28]。虽然现已证明了TEG 和ROTEM 在TXA 监测方面的作用，但有研究发现TXA的用药时间会对结果产生影响，Dixon等[29]在中、重度创伤性脑损伤患者入院前给予TXA 后，入院时检测D-二聚体和纤溶酶-抗纤溶酶复合物水平，结果反映了较低程度的纤维蛋白溶解，但入院时和6 h 后获得的TEG 并未显示出纤维蛋白溶解的任何差异，这说明创伤性脑损伤患者早期给予TXA 后TEG 可能无法检测到纤维蛋白溶解，仅根据TEG 做出抗纤溶治疗决定时应慎重考虑，尚需更多高质量临床实验研究进行验证。

3.4.3 TEG对口服抗凝药物监测

口服抗凝药物主要包括直接凝血酶抑制剂、Xa 抑制剂、维生素K 拮抗剂（Vitamin K Antagonist，VKA）。日常需口服抗凝药物治疗的患者越来越多，当这类患者遇到创伤时，术前凝血功能评估及术后抗凝药物的使用往往是难点问题，需要准确评估血液凝血功能，判断围术期出血风险和深静脉血栓形成的风险，及时调整用药，降低手术风险，降低术后不良反应的发生率。

Dias 等[30]收集健康志愿者血液后分别加入不同浓度抗凝药物，结果表明rTEG 和TEG 均能够用于检测和监测口服抗凝药物，TEG 也有助于提供关于静脉血栓形成患者服用口服抗凝剂影响的预后信息[31]。Philpott 等[32]分享了一例病例，一例因心房颤动而接受利伐沙班（国药准字HJ20220101）治疗的78 岁女性患者，因跌倒导致腰椎T4 爆裂性骨折伴严重椎管狭窄和脊髓水肿急需手术治疗，在连续TEG 实时监测下输注逆转药物，阻止了围术期严重凝血功能障碍的发生，这表明TEG 是对接受口服抗凝剂治疗患者研究其止血和逆转策略的有效工具。Bai 等[33]招募了228 例初次接受THA 的患者，根据抗凝药种类分成利伐沙班组和依诺肝素（国药准字H20150009）组，术前1 天，术后1 天、7 天进行TEG及常规凝血检测。TEG 分析显示利伐沙班组的R 时间显著高于依诺肝素组，而MA 值和CI 值显著低于依诺肝素组，表明接受利伐沙班和依诺肝素作为术后预防血栓的药物就可从不同方面影响凝血功能，论证了TEG 可用于调整术后防止静脉血栓形成药物的剂量和种类。但有研究[34]发现TEG 对急诊创伤患者服用Xa 抑制剂的检测不敏感，尚需大样本高质量回顾性实验研究证明其可靠性。

3.4.4 ROTEM对口服抗凝药物监测

ROTEM 可作为常规凝血检测的替代项目。最近的一项研究[35]将ROTEM 与临床常规凝血检测进行了比较，以监测体外支持情况下的比伐卢定（国药准字H20140056）抗凝治疗，发现内在激活弹力图-CT 与APTT 存在中等相关性，APTT 与肝素血栓弹力图-CT具有较强相关性。通过服用药物前后ROTEM 结果的对比判断治疗是否有效、剂量是否合理对患者预后至关重要。Klages 等[36]通过检测给药[达比加群（国药准字HJ20170148）、利伐沙班]前后血浆，发现CT-外在激活弹力图和CT-内在激活弹力图延长，表明药物发挥作用使血凝块形成延迟，还可在参考范围内调整用药剂量使患者血液凝血功能达理想状态。该研究还发现CT-外在激活弹力图有助于达比加群的定性监测，是在紧急情况下评估达比加群浓度的有效监测，其中一系列研究[37-38]也支持此观点。VKA 作为预防血栓形成的常用药，常规凝血检测往往敏感度不足，对出血和血栓形成的评估造成困难，而ROTEM 优于常规检测。Schmidt等[39]通过比较凝血酶生成以及ROTEM 在华法林治疗的有静脉血栓形成的患者和无血栓形成患者的结果，发现VTE 后VKA 抗凝患者出现血浆凝血酶生成减少，这可由ROTEM 准确监测，且ROTEM 为凝血酶的产生提供了额外的信息，包括凝块形成动力学和强度，证明了ROTEM 在抗凝药物监测方面发挥的独特优势。

3.4.5 TEG/ROTEM对肝素和鱼精蛋白监测

肝素（国药准字H20153264）和低分子肝素（国药准字HJ20140282）是临床常用的抗凝药物，其用药注重个体化，创伤会导致患者血液呈高凝状态，若使用剂量不足使血栓形成风险增加，会增加患者并发症发生率及死亡率。若剂量过大可导致凝血功能障碍，尤其对于创伤患者，会增加患者出血风险、影响伤口愈合等，所以对药物疗效的动态监测至关重要。肝素治疗常通过APTT 进行监测，APTT 主要取决于试剂敏感度和血浆浓度，但实验室试剂不同会造成较大差异，且已经有文献[40-41]证明了肝素水平与APTT 之间的相关性较弱，应用TEG 或ROTEM 检测创伤患者血液是很好的选择。Bai 等[33]招募了228 例接受原发性THA 的患者，TEG和常规凝血检测分别在术前1 天和术后1、7 天进行，两组在常规凝血检测方面差异无统计学意义，然而在TEG 检测中利伐沙班组的R 显著高于依诺肝素组，MA和CI 显著低于依诺肝素组，这表明TEG 在检测肝素方面可获得更有价值的血液状态信息。

临床上广泛应用肝素的原因之一是可使用鱼精蛋白（国药准字H11020246）进行中和，用于药物过量时的挽救措施，但中和剂量往往难以把控，TEG 和ROTEM可用来实时监测鱼精蛋白和肝素是否充分中和。Hanke等[42]在体外试验中通过ROTEM 分析肝素和鱼精蛋白在不同过量条件下的相互作用，在体外加肝素、鱼精蛋白中和肝素、鱼精蛋白过量和两种剂量的再肝素化，以评估鱼精蛋白过量条件下的肝素作用。结果再次确认ROTEM 能够区分肝素和鱼精蛋白对凝血的影响。并检测鱼精蛋白过量的凝血损害作用，还能够在纠正鱼精蛋白过量的情况下显示出肝素对凝血的积极影响。由于这是一项体外研究，这些发现需要在体内确认，有必要进一步开发特定的测试试剂和验证研究，以优化检测LMWH 剂量的ROTEM 装置[43-44]。

3.4.6 TEG/ROTEM对抗血小板药物监测

目前临床针对检测血小板功能的实验方法有光学比浊法（Light Transmittance Aggregometry，LTA）、电阻抗法血小板聚集测定、血小板功能分析仪、Plateletworks 法、锥板式分析、TEG 等。虽然LTA 法具有步骤较多、检测时间长、检测结果受影响因素多等缺点，但目前仍是检测血小板功能的“金标准”。为了更加快速准确地反映患者的血液状态，TEG 和ROTEM 的应用越来越普遍。TEG 和ROTEM 分别用MA、MCF 来反映凝块坚硬程度，以此反映血小板计数和功能状态，但普通TEG 和ROTEM 检测的激活剂产生的凝血酶与蛋白酶激活受体强烈相互作用，蛋白酶激活受体是血小板激活的强大触发因素，因此普通的TEG 和ROTEM 不能全面或敏感地反映服用抗血小板药物患者的血小板功能监测，临床上的一系列研究已经证明了这一点。为了使TEG 能够发挥作用，一种改良的血小板图实验TEG（TEG-PM）被研发应用[45]。TEG-PM 共分为两步：首先进行普通TEG 的测量，相应的MA 认为是100%的血小板功能状态；然后在第2 次测试中，将肝素添加到血液中，并通过添加激活剂直接将纤维蛋白原转化为纤维蛋白，对应的MA认为是血小板功能状态的0% ；最后加入不同血小板激活剂（AA/ADP），计算出血小板抑制率，从而反映不同抗血小板药的疗效。但Karon 等[46]通过LTA、电阻抗聚集测定法、VerifyNow 和TEG-PM 评估AA 诱导的血小板功能，通过相同的方法和流式细胞术评估ADP 诱导的血小板功能，评估了40 名健康志愿者和10 名每日服用阿司匹林（国药准字H46020480）或氯吡格雷（国药准字H20203616）的志愿者，比较了组内精度、组间精度和可靠性。结果发现TEG-PM 最不适合监测抗血小板药物的使用，这一结果与Ferguson 等[47]的研究相同，其检测抗血小板药物作用的能力仍然存在争议，目前并没有指南推荐TEG-PM 用于此类药物的监测，尚需针对TEG-PM 在临床的应用进行高质量研究。

4 总结与展望

TEG 和ROTEM 可对血液凝固和纤维蛋白溶解进行全面和快速检测，有助于更及时、更准确地靶向血液治疗及指导围术期抗凝药物的使用。TEG 和ROTEM 在国外研究中已被证明在血液监测中的巨大优势。与传统TEG 相比，ROTEM 在国内应用较少，其具有检测结果快速可用性、对机械运动和振动的敏感性降低、提高检测结果的真实性以及可重复性增强的优势，为全面准确的血液状态分析提供了另一种检测方式，见表1。

表1 ROTEM与传统TEG临床应用比较

同时，TEG 和ROTEM 检测也存在一定的局限性：① TEG 和ROTEM 均未提供有关血管或原发性止血机制信息，忽略了血管破裂时引发的血液状态变化；② 对于服用抗血小板药物的患者，普通TEG 不能反映出血小板的真实功能状态，TEG-PM 在这方面的检测仍需高质量的研究进行论证；③ 参考范围尚未制定统一标准，为临床诊断带来困难；④ 在临床试验中存在争议，需要更多高质量的研究。TEG 和ROTEM 在指导输血、监测止血药物和抗凝药物使用方面已得到临床验证，本文将为ROTEM 在国内的进一步应用提供参考，未来有望根据TEG 和ROTEM 建立统一标准的创伤患者联合治疗模式，在临床上对患者进行个体化治疗，更迅速准确地进行血液状态的调整，降低病死率并减少并发症的发生，更好地对患者进行临床救治。