氣壓止血帶在骨科手術中的應用：理論研究與技術進展

顧文方，田沖，王培，于昌玉

(承德醫(yī)學院附屬醫(yī)院手足外科，河北 承德 067000)

0 引言

從布帶纏繞肢體止血到橡皮管止血帶，再到馬丁橡膠止血帶，而后逐漸發(fā)展為手動氣壓止血帶，直至目前廣泛使用的電動氣壓止血帶，止血帶的演變伴隨著手術技術的發(fā)展[1]。1864年Joseph Lister 首次使用止血帶創(chuàng)造了無血的手術視野，極大的促進了四肢骨科手術的進步[2]。1904 年Harvey Cushing 發(fā)明了可以控制壓力的手動充氣氣壓止血帶[3]。1981 年James A McEwen 推出了由輸入顯示系統(tǒng)，電腦控制系統(tǒng)，壓力檢測系統(tǒng)，傳感器和報警系統(tǒng)構成的自動氣壓止血帶，如今使用的氣壓止血帶基本上由以上部分構成[4]。氣壓止血帶被廣泛應用于創(chuàng)傷緊急止血、急診手術與擇期手術等醫(yī)護人員的臨床工作之中，是一種簡便、實用的止血工具[5]?，F(xiàn)將氣壓止血帶在骨科手術中的應用和近來止血帶的發(fā)展綜述如下。

1 止血帶的適用范圍

氣壓止血帶在四肢手術中發(fā)揮著重要的作用，氣壓止血帶不僅用于外傷止血、骨折內(nèi)固定、清創(chuàng)縫合、神經(jīng)血管及肌腱修復等手術，還應用于膝關節(jié)鏡等手術[5]。但并非所有手術都適合應用氣壓止血帶，2020 年止血帶應用達成專家共識，當患者存在：鐮狀細胞型貧血，患肢止血帶縛扎部位皮膚損傷，四肢嚴重的血管疾病(如血栓性靜脈炎)和患有嚴重的高血壓糖尿病等情況時應避免止血帶[6]。Hosam 等[7]薈萃分析了403 組隨機對照實驗(共47,675 例患者)后得出結論，在標準的全膝關節(jié)置換術中，無論使用止血帶與否，都可以獲得滿意的止血效果。一些研究者認為，WALANT(wide awake local anaesthesia no tourniquet)技術應用在如正中神經(jīng)、尺神經(jīng)松解，屈、伸肌腱修復，手指骨折復位固定等相較于傳統(tǒng)應用止血帶的手術方式更具優(yōu)勢[8-10]。Tahir 等[11]在一項橈骨遠端骨折手術的隨機對照實驗中發(fā)現(xiàn)，不使用止血帶的局麻手術具有術后恢復較快，住院費用低，患者滿意度高等優(yōu)點，并且臨床手術效果及預后與使用止血帶組比較無明顯差異。止血帶雖然是效果較好的止血儀器，但是某些特殊的四肢手術是否使用止血帶還存在爭議[12]。手術醫(yī)師應根據(jù)手術方式，難易程度，禁忌適用征等因素在術前制定縝密的手術計劃，綜合決定是否使用止血帶。

2 氣壓止血帶相關副損傷和發(fā)病機制

盡管氣壓止血帶在骨科手術中應用十分廣泛，但是關于止血帶使用的相關副損傷方面的報道也很多。大多數(shù)學者將止血帶副損傷歸為以下幾類：①神經(jīng)損傷：目前認為造成此種損傷的原因主要是：袖帶中點到邊緣存在一定的壓力梯度，神經(jīng)纖維束被周圍的纖維結締組織固定，可移動范圍有限，骨骼肌等周圍組織擠壓神經(jīng)造成急性神經(jīng)卡壓[13]。再者，缺血再灌注導致神經(jīng)水腫和脫髓鞘，再灌注后的氧化作用會使受損的內(nèi)皮細胞產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化物(LOP)，使得氧自由基攻擊含有大量不飽和脂肪酸的髓鞘[14]。目前認為止血帶導致的神經(jīng)損傷屬于Sunderland 分型Ⅰ度或Seddon 分型神經(jīng)震蕩型，即神經(jīng)軸索仍保持完整或有部分脫髓鞘改變，神經(jīng)發(fā)生腫脹，但無明顯的組織結構改變，不發(fā)生瓦勒式變性[14]。止血帶致神經(jīng)損傷主要表現(xiàn)為暫時失去傳導功能，手術后肢體運動麻痹，肢體運動遲緩或喪失，受損神經(jīng)支配區(qū)域?qū)μ弁?、冷熱感覺的遲鈍或喪失，這種神經(jīng)損傷從輕度短暫功能喪失到永久性不可逆損傷不等，但大多數(shù)神經(jīng)損傷數(shù)日可完全恢復[15]。②肌肉損傷：造成此種損傷的原因主要是止血帶應用壓力過大，時間過長。骨骼肌對缺血的耐受力較差，長時間應用止血帶可致骨骼肌長期處于缺血缺氧狀態(tài)[16]。橫紋肌組織纖維基質(zhì)水腫，線粒體可見空泡變性和絮狀變性，細胞核可見早期凋亡表現(xiàn)[17]。黎筆熙等[18]發(fā)現(xiàn)止血帶放氣后的短暫時間內(nèi)，患者會短暫的出現(xiàn)肌酸激酶(CK)和乳酸脫氫酶(LDH)升高，心率加快，平均動脈壓(MAP)升高。③止血帶休克：止血帶休克是指肢體使用止血帶完畢后，由于肢體缺血再灌注，出現(xiàn)的有效循環(huán)血量減少，血壓進行性降低的全身反應[19]。輕度止血帶休克機體可以代償，表現(xiàn)為一過性血壓降低，心率加快；重度止血帶休克表現(xiàn)為口唇肢體發(fā)紺，脈搏細速、血壓進行性下降，呼吸增快，甚至出現(xiàn)意識模糊[20]。其發(fā)病原因可能是由于止血帶放氣后，血液迅速充盈止血的肢體，短時間內(nèi)引起血容量重新分布，重要臟器有效循環(huán)血量相對突然減少[21]。另外，肢體長時間缺血缺氧產(chǎn)生的組胺等有毒代謝物返回循環(huán)導致全身代謝功能障礙，其特征為代謝性酸中毒、高鉀血癥、肌球蛋白血癥、肌紅蛋白尿癥和急性腎衰竭[22,23]。為了預防止血帶休克的出現(xiàn)，止血帶的放氣速度必須放緩，最好分批次緩慢放氣，有利于降低止血帶休克的發(fā)生[24]。④止血帶疼痛：止血帶使用一段時間后，止血帶壓迫部位和肢體遠端出現(xiàn)劇烈的麻木、脹痛、燒灼感。其發(fā)生可能是因為機械性壓迫和局部缺血缺氧導致代謝產(chǎn)物聚積，刺激無髓神經(jīng)纖維和C類神經(jīng)纖維傳導至神經(jīng)中樞有關[25,26]。增加止血帶袖帶的寬度、減少止血帶使用時間、根據(jù)患者個體化設置最低充氣壓力可能會降低止血帶疼痛的發(fā)生[27]。⑤其他：止血帶副損傷還常見皮膚瘀斑和壓痕，嚴重者可出現(xiàn)皮膚水皰。止血帶壓痕幾乎無法避免，止血帶覆蓋手術貼膜防止消毒液滲漏至袖帶可避免皮膚出現(xiàn)化學性損傷。

3 止血帶的壓力設定

止血帶充氣壓力的問題一直存在爭議，目前國內(nèi)醫(yī)院大部分按照氣壓止血帶廠家推薦的壓力范圍設定止血帶壓力。但是患者個體情況存在差異，每個人的血壓、肢體周徑、年齡、肌肉厚薄程度不一，若止血帶壓力設置達不到合理的止血帶壓力，則只能閉塞肢體靜脈而無法閉塞肢體動脈，會導致術中出血量增加，達不到理想的止血效果；若設置的止血帶壓力過高，則會明顯升高止血帶副損傷發(fā)生的概率[28]。如何確定合適的止血帶壓力，國內(nèi)外學者對此進行了大量的研究。劉延錦等[29]研究發(fā)現(xiàn)，小兒止血帶壓力與收縮壓、肢體周長、年齡具有相關性，他認為用四肢周徑預測小兒手術氣壓止血帶壓力與實際需要壓力值最接近，上肢止血帶壓力與肢體周長的關系：Y=8.116+0.830 X2(Y=止血帶壓力；X2：肢體周徑);下肢止血帶壓力與肢體周徑的關系：Y=0.793+1.078 X2(Y=止血帶壓力；X2：肢體周徑)。林淑俐等[30]報道對152 例骨科四肢手術患者采用動脈搏動消失法設定止血帶充氣壓力，主張在動脈搏動消失壓力基礎上個體化設置止血帶壓力，上肢加壓2～3 kPa(15～22.5 mmHg)，下肢加壓3～5 kPa(22.5 mmHg～37.5mmHg)。在保證止血效果的前提下設置越低的止血帶壓力越有利于減少止血帶副損傷的發(fā)生。止血帶壓力應當根據(jù)患者的年齡、收縮壓、止血帶袖帶寬度、患肢肢體周徑等因素，尤其是在肢體動脈血流阻斷壓力的基礎上個性化設定[31]。肢體動脈血流阻斷壓力(Limb occlusion pressure,LOP)的概念是在特定時間通過特定止血帶袖帶在特定位置施加到特定患者肢體上以阻止動脈血液流入袖帶遠端肢體所需的最小壓力[32]。2009 年美國圍手術期執(zhí)業(yè)護士協(xié)會根據(jù)LOP 推薦的氣壓止血帶充氣壓力為：成年人肢體動脈血流阻斷壓(LOP)＜17.3kPa(130mmHg)者為LOP+5.3kPa(40mmHg)，LOP:17.3kPa～25.3kPa(130mmHg～190m mHg) 者 為LOP+8.0kPa(60mmHg)，LOP＞25.3 kPa(190mmHg) 者為LOP+10.7 kPa(80mmHg)；兒童則為LOP+6.7 kPa(50mmHg)[33]。近年來，有研究者提出使用激光多普勒血流灌注成像儀個體化調(diào)節(jié)止血帶充氣壓力，這些方法可能優(yōu)于固定參數(shù)的LOP 設置法，但使用的安全性和可行性有待于進一步的臨床驗證[35]。

4 止血帶袖帶寬度與壓力的研究

夏霆等[16]認為當袖帶寬度一定時，動脈管壁受到的血流壓力越大需要的止血帶壓力越大；當止血帶壓力一定時，袖帶寬度越寬肢體遠端動脈血流越小。Shaw 等[34]在尸體上使用直型袖帶測量了氣壓止血帶下肢體的組織壓力分布，氣壓止血帶施加到袖帶下方肢體的實際壓力變化較大。在肢體表面軸向觀察時，位于止血帶袖帶中間位置的皮下組織壓力最高，越靠近袖帶邊緣位置皮下組織壓力越低，從袖帶中間部位壓力最高點到袖帶邊緣位置壓力下降約90%。止血帶壓力隨著組織深度的增加同樣會降低，固定袖帶位置測量，從肢體表面到動脈周圍的壓力降低2%左右。在不影響手術操作的前提下，較寬的袖帶僅需要較低的止血帶壓力阻止血液流動，止血帶應用副損傷較少。止血帶袖帶向著更寬和壓力更均勻的止血帶袖帶發(fā)展，推動了如弧形氣壓止血帶，均壓氣囊止血帶等新型止血帶的出現(xiàn)[37,38]。

5 止血帶的縛扎位置

上肢手術一般選擇上臂中上1/3 處，下肢手術一般選擇大腿中上1/3 處縛扎止血帶，為了符合無菌要求，止血帶袖帶的位置至少距離手術部位15cm 以上[39]。Natalie 等[40]認為區(qū)域神經(jīng)阻滯麻醉配合前臂止血帶對腫物切除等門診手術比上臂止血帶更具有優(yōu)勢。James 等[38]認為足踝區(qū)域神經(jīng)阻滯后將止血帶置于踝上方，有利于前足和中足部的門診手術開展。張敬等[19]設計了捆扎于腋肩部的氣壓止血帶，解決了上肢中上段無法使用止血帶的問題。但對于大腿中上端的手術，目前仍然沒有好的解決方案。止血帶縛扎位置需要手術醫(yī)生根據(jù)手術方式合理選擇。

6 止血帶應用時間的研究

沒有完全安全的止血帶時限，所以普遍接受的觀點是在院前急救和手術中最大限度地精確監(jiān)控和減少止血帶時間，以期降低止血帶副損傷發(fā)生的風險[39]。研究表明，隨著止血帶應用時間的增加，止血帶袖帶遠端的肢體因缺血缺氧對細胞的損傷和釋放的有害物質(zhì)也隨著時間增加[41]。氣壓止血帶的充氣時間是止血帶安全使用的重要因素。2020 年止血帶應用專家共識給出指導意見：止血帶的使用時間應盡量控制在60min 左右；若60min 內(nèi)無法完成手術，則在術中壓迫性止血的情況下松開止血帶10min 左右，隨后再次驅(qū)血加壓；術中應用止血帶的時間不宜超過3h[6]。潘凡武等[32]認為在高原地區(qū)低壓、低氧、寒冷等條件下，肢體對缺血缺氧的耐受能力明顯降低，止血帶的應用時間應嚴格限制在1h 以內(nèi)，并盡可能的縮短使用時間。

綜上所述，止血帶是四肢骨科手術中不可缺少的工具，是手術順利進行的可靠保證。止血帶使用所帶來的副損傷可能無法完全避免，但是隨著對氣壓止血帶使用時間、壓力設置、副損傷及其防治的認識不斷加深，可以通過研制新型止血帶、個體化使用、嚴格執(zhí)行操作規(guī)范和加強護理等措施，使止血帶的使用達到止血效果滿意和副損傷降低的最佳平衡點。目前對止血帶的使用時間、副損傷及其防治有了較為統(tǒng)一的認識，但是對止血帶的使用部位、使用范圍、充氣壓力還存在爭議。隨著研究的深入和臨床驗證，未來設計的止血帶應具有合適的形狀和寬度，個體化使用最低的充氣壓力達到滿意的止血效果，進一步提高止血帶的使用安全性和有效性。