一種骨科術后下肢靜脈泵運行模式的研究

苗壯，劉培來，盧群山，張蒙，李松林，羅德素

(山東大學齊魯醫(yī)院骨科，山東 濟南 250012)

靜脈血栓栓塞癥(venous thromboembolism，VTE)是骨科手術后常見的并發(fā)癥，也是患者圍手術期意外的常見原因之一[1-2]。VTE包括深靜脈血栓(deep vein thrombosis，DVT)和肺動脈血栓栓塞癥(pulmonary thromboembolism，PTE)兩種類型。根據(jù)流行病學研究，骨科手術術后歐美洲D(zhuǎn)VT發(fā)生率為2.22%～3.29%，PTE發(fā)生率為0.87%～1.99%，致死性PTE發(fā)生率為0.30%；亞洲D(zhuǎn)VT發(fā)生率為1.40%，PTE發(fā)生率為1.10%；中國DVT發(fā)生率為1.8%～2.9%[3]。Virchow三聯(lián)征，即活動減少血流緩慢、高凝狀態(tài)及潛在的靜脈損傷，任何因素均可能導致DVT的發(fā)生[4]。足底靜脈泵、間歇充氣加壓裝置(Intermittent pneumatic compression，IPC)及梯度壓力彈力襪等物理預防措施，可利用壓力改變促使下肢靜脈血流加速，減少血液瘀滯，降低術后下肢DVT形成的風險，且不增加肺栓塞事件的發(fā)生率[3]。但目前對足底靜脈泵、間歇充氣加壓裝置的研究主要集中于治療頻次、加壓部位、壓力大小，且沒有統(tǒng)一的結(jié)論，指南中也沒有給出建議的使用方法[3]，各醫(yī)療機構對其的使用大多時按照設備說明書或臨床經(jīng)驗使用[5]，現(xiàn)有的文獻對運行模式的比較較少，缺乏深入研究與探討。本研究主要探討一種骨科術后下肢靜脈泵運行模式，在健康成年人測試運行，并與目前臨床應用的IPC對比，比較其效果及安全性。

1 資料與方法

1.1 下肢靜脈泵

1.1.1 靜脈泵運行模式 設計一種骨科術后下肢靜脈泵運行模式(山東大學機械工程學院制造)。該裝置靜脈泵主要由主機(見圖1a)和加壓帶(見圖1b)兩部分組成，其間由充氣管連接。主機采用可編程邏輯控制器(programmable logic controller，PLC)進行邏輯控制，PLC通過模擬量輸出控制氣泵的氣壓，通過數(shù)字量輸出控制電磁閥的開關，PLC的運行通過觸摸屏控制。按下觸摸屏上的開始按鈕，根據(jù)壓力梯度的設置，PLC依次控制給各個加壓帶充氣。加壓帶采用橫向方向設置，共有6條，其中足部2條，小腿4條。

靜脈泵運行模式如下：采用持續(xù)性加壓，各加壓帶壓力不同，相互獨立，壓力值自足部向小腿逐一遞減，互不影響。自足部至小腿，各壓力帶的壓力值依次為120 mm Hg、100 mm Hg、80 mm Hg、60 mm Hg、40 mm Hg、20 mm Hg。主機開始運行后，PLC從足部至小腿依次控制給各個綁帶充氣，充氣速率較慢，每條加壓帶充氣加壓耗時約30 s。所有加壓帶一次循環(huán)充氣完成后，均不釋放加壓帶內(nèi)氣體，繼續(xù)從第1條綁帶開始循環(huán)充氣，以彌補閥門口少量氣體流失，維持每條加壓帶壓力，直到按下結(jié)束，耗時約3 s同時釋放所有加壓帶內(nèi)氣體。這種運行模式已經(jīng)申請發(fā)明專利，專利號ZL201410139386.4。

a 主機 b 加壓帶，自上至下依次從足部至小腿

1.1.2 目前臨床IPC運行模式 間歇脈沖加壓抗栓系統(tǒng)(規(guī)格型號3OBI)結(jié)合正常的充氣功能與逐級加壓功能，模擬肌肉靜脈泵功能，增加靜脈血流峰速。采用快速不對稱加壓模式，加壓時遠端氣囊瞬間充氣，近端氣囊較遠端晚0.3 s充氣。遠端和近端壓力達到峰值后，穩(wěn)定壓力維持6 s后開始放氣，間歇24 s后再次充氣，30 s循環(huán)1次。

1.2 測試者一般資料 選取健康成年人30名，隨機分為AB兩組，A組使用研發(fā)的下肢靜脈泵運行模式，B組使用目前臨床應用的IPC，兩組測試者的一般資料差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05，見表1)。

表1 兩組受試者一般資料比較

1.3 測量儀器 使用同一型號彩色多普勒超聲(GE Logiq E9)進行，所有測量均由同一名超聲科醫(yī)生完成。

1.4 測量方法 測試前靜息15 min，以保證靜息狀態(tài)，排除運動等因素對結(jié)果的影響。測量時取仰臥位，雙下肢同時使用機器加壓，先測量靜息時股靜脈血流速，后運行機器，測量機器運行時指標。

1.5 觀察指標 收集測試者的一般資料，測量其雙側(cè)股溝區(qū)股靜脈血流速，取平均值[6]。記錄彩色多普勒超聲下股靜脈血流速變化曲線，以分析對比機器運行前靜息值血流速、加壓時血流速最大值、A組壓力梯度穩(wěn)定后股靜脈血流速的變化及B組壓力穩(wěn)定6 s中股靜脈血流速的變化、放氣時血流速變化。

2 結(jié) 果

兩組股靜脈血流速靜息值比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。機器運行穩(wěn)定后，A組股靜脈血流速穩(wěn)定值(37.00±1.51)cm/s，穩(wěn)定值與靜息值差值(9.60±1.59)cm/s。B組股靜脈血流速穩(wěn)定值(32.07±1.98)cm/s，穩(wěn)定值與靜息值差值(5.60±1.30)cm/s。A組B組在穩(wěn)定值及穩(wěn)定值與靜息值差值上差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。在充氣加壓時，A組股靜脈血流速最大值約(49.67±2.87)cm/s，放氣時無血液反流。B組加壓瞬時血流速超過多普勒彩色超聲血流速顯示上限(>100 cm/s)。放氣瞬間B組15名測試者均觀察到血液反流(見表2)。

3 討 論

VTE是骨科手術后常見的并發(fā)癥，也是患者圍手術期意外的常見原因之一[1]。骨科手術為有創(chuàng)操作，手術操作造成患者靜脈壁損傷，凝血和纖溶系統(tǒng)平衡受到破壞，血液處于高凝狀態(tài)，血流速度緩慢，符合DVT形成的三大因素[5]。因此，對術后患者須采取一定的措施進行血栓預防。預防措施包括基本預防、物理預防和藥物預防三大類。物理預防措施主要有足底靜脈泵、間歇充氣加壓裝置及梯度壓力彈力襪等方式[3]。英國國家健康與臨床卓越研究所推薦所有外科住院患者都要采取物理預防措施[7]。IPC預防DVT原理主要有以下三點：(1)促進下肢血液循環(huán)，預防凝血因子的聚集及對血管內(nèi)膜的黏附，防止血栓形成；(2)減少纖維蛋白溶酶原活化素抑制因子21，使組織型纖維蛋白溶酶原活化素活性增加，從而增加血液纖溶系統(tǒng)的活性，起到清除已形成血栓的作用；(3)誘導下肢被擠壓和未被擠壓骨骼肌的血管源性一氧化氮合成酶異構重整，分泌更多一氧化氮，預防血栓的形成[8-9]。目前，臨床多使用物理與藥物聯(lián)合預防的方式。有研究對44篇報道IPC預防血栓效果的文獻進行meta分析表明，IPC對住院患者血栓的預防比未使用IPC預防或梯度壓力彈力襪對降低靜脈血栓栓塞癥的預防更有效，IPC預防與低分子肝素預防的作用相當，IPC結(jié)合藥物預防血栓形成比單獨使用作用更強[10]。此外，IPC在術后康復方面亦有積極效果。Tessari等[11]的研究認為IPC治療能有效減輕水腫，改善活動度，同時對一些血漿炎癥標志物進行調(diào)節(jié)。Abdul等[12]在148例隨機對照實驗中得出結(jié)論，跟腱斷裂患者肢體制動期間輔助性使用IPC可通過上調(diào)I型膠原合成有效增強早期愈合反應。另外，IPC在動物實驗中證明可以促進骨折愈合[13-14]。但IPC的應用仍有相應的禁忌，陳劍偉等[15]認為使用前需進行彩色多普勒超聲檢查，以掌握下肢深靜脈血液的流速和是否已有血栓形成，若超聲檢查發(fā)現(xiàn)有血栓形成的患者則嚴禁使用間歇充氣加壓裝置預防深靜脈血栓，否則會造成血栓脫落，引起嚴重后果。同時使用時需注意下肢顏色、腫脹程度及肢體末端血運情況，定時測量下肢溫度[16]。

表2 兩組各階段血流速比較

目前臨床使用的IPC根據(jù)加壓部位、壓力大小、加壓頻率、膨脹時間的不同而分為很多種，使用方式也各有不同。此前的研究主要集中于使用方法，但并沒有得出一致的結(jié)論。骨科手術一般雙側(cè)使用IPC，以預防DVT的發(fā)生[17]。但在使用時機上，有學者認為術后早期應用IPC可能會導致患者出血量增加，建議術后第2天開始使用[18]。趙宇馳等[19]等在對400例患者進行前瞻性隨機對照實驗后建議術中即開始持續(xù)應用IPC，術后48 h將IPC改為間斷使用并聯(lián)合藥物抗凝。厲駒等[20]則建議超早期(術前3 d)使用IPC。在加壓部位方面，Lurie等[21]認為足部加壓主要增加腘靜脈的流量流速，而小腿加壓主要增加深靜脈的流量流速。丁健[22]對比了6種加壓部位組合后認為，足部+小腿+大腿的加壓模式效果最佳。在按壓序貫方面，Koo等[23]比較后認為兩個分級序貫按壓組(交替序貫按壓裝置與同步序貫按壓裝置)之間的靜脈血流動力學變化及其臨床影響上表現(xiàn)出相似的結(jié)果。Keisuke等[24]探究IPC在小腿石膏固定患者中使用效果時得出結(jié)論，仰臥位與坐位均可顯著提高下肢深靜脈血流速。目前沒有指南對IPC具體使用方法做出明確的推薦[5，9]，各醫(yī)療機構使用的運行模式大多時按照設備說明書或各自臨床經(jīng)驗使用。

本研究旨在探討一種骨科術后下肢靜脈泵運行模式，并與目前臨床應用的IPC對比，比較其效果及安全性。研究表明，靜脈血流速度增加的幅度是衡量裝置有效性的一個很好的血液動力學指標，因為較高的速度可能會導致靜脈血栓栓塞率下降[25]，但尚無相關文獻探究血流速增加量的安全范圍。對比研發(fā)的靜脈泵運行模式與目前臨床應用的間歇脈沖加壓抗栓系統(tǒng)應用時血流速，二者均可以加快股靜脈血流速，從而促進下肢靜脈回流，減少血液的瘀滯，預防DVT的發(fā)生，但二者加快血流速的模式不同。研發(fā)的靜脈泵運行模式通過持續(xù)性加壓，在下肢由遠端至近端形成人為的梯度壓力差，當動脈血到達肢體遠端后，在梯度壓力差的持續(xù)作用下，靜脈血加速從遠端流向近端，促進下肢靜脈的回流。在加壓時，股靜脈血流速最大值約(49.67±2.87)cm/s。壓力梯度建立穩(wěn)定后，股靜脈血流速穩(wěn)定值(37.00±1.51)cm/s，較靜息時可穩(wěn)定提高股靜脈血流速(9.60±1.59)cm/s。目前臨床應用的IPC主要通過模擬肌肉靜脈泵功能，以擠壓的方式促進下肢靜脈的回流，在充氣擠壓瞬間，血流速可達到100 cm/s以上，后以較快速度回落，壓力維持的6 s中股靜脈血流速穩(wěn)定在(32.07±1.98)cm/s，穩(wěn)定后血流速較靜息時增加(5.60±1.30)cm/s，即其加快血流速的效果主要作用在擠壓時。比較兩種儀器在運行穩(wěn)定后股靜脈血流速，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，說明研發(fā)的靜脈泵運行模式，在加壓時血流速的增加較IPC加壓時少，但穩(wěn)定運行后血流速的增加較IPC穩(wěn)定時多。

從安全角度考慮，Lee等[26]在探究靜脈泵運行模式時認為患者血流速突然改變可能出現(xiàn)危險。他們認為在放氣過程中減壓效應會帶來瞬時的血流速變化，健康人靜脈內(nèi)存在靜脈瓣，極強的減壓效應會破壞靜脈瓣的功能。同時在這種情況下，血細胞可能被破壞，形成血凝塊。因此要在保持總流量基本不變的情況下盡量減少峰流速。Kesieme等[27]的研究認為，在靜脈曲張的人群中，產(chǎn)生負壓的靜脈內(nèi)會產(chǎn)生血液的湍流，進而增加血栓風險。在我們的測試中，對于IPC的測試結(jié)果與Lee等人的相仿，目前臨床應用的IPC在充氣擠壓瞬間，血流速可瞬間達到100 cm/s以上，在放氣瞬間15名測試者均觀察到瞬間的血液反流。我們認為瞬間的血液反流是由于放氣時負壓吸引造成的。這種血流速突變引起的靜脈負壓可能對患者帶來一定危險。而研發(fā)的靜脈泵運行模式在加壓時充氣速率較慢，加壓時血流速最大值約(49.67±2.87)cm/s，較IPC充氣時增加值較小。在壓力梯度建立后，血流速峰值穩(wěn)定，變化較小，表明其在安全性上有一定程度的優(yōu)勢。

綜上所述，研發(fā)的靜脈泵運行模式運行時可以增加下肢股靜脈血流速，且較目前臨床應用的IPC相比血流速增加較穩(wěn)定，無血流反流現(xiàn)象發(fā)生，進一步應用于臨床后可預防骨科手術術后下肢靜脈血栓的形成。本研究有一定的局限性：首先，本研究的測試對象為健康成年人，且年齡段略集中，在各年齡段患者身上是否能達到相同效果尚待臨床研究；第二，本研究針對使用過程中股靜脈血流速的變化，在儀器使用后的其他長期效果有無其他變化未進行觀察。未來還需要進行樣本量更大的臨床前瞻性隨機對照實驗，以觀察研發(fā)的靜脈泵運行模式的有效性和安全性，并探究其最佳使用方法。