与骨水泥相关的肺栓塞防治进展

关于关节置换手术中、后的并发症甚至死亡的报道屡见，对其可能的机制和防治进展进行综述。

骨水泥（ PMMA） 应用在人工关节置换中已有50余年历史。多年的临床应用已证明骨水泥固定人工关节的疗效确切， 在应用的过程中逐渐注意到一些公认的并发症， 如低血压、低氧血症、心肺功能障碍、心脏骤停、猝死等， 称之为骨水泥植入综合征。引起骨水泥植入综合征最可能的原因是由于插入股骨假体时进入肺循环的栓塞程度不同所造成， 严重的肺栓塞可以造成患者的死亡。在人工髋关节置换过程中， 通过检测右心室射血分数和经食道动态心动图， 发现当插入股骨假体时， 右心室的血液动力学都会发生改变， 并且经食道动态心电图发现右心室内有异常物质通过， 但是大多数患者并无临床表现， 仅少数患者发生死亡。通过肺灌注扫描和尸检都证实了肺栓塞的存在[1-2]。Parvizi J通过对22 666例行骨水泥型髋关节置换的患者进行回顾性分析， 有11例死于肺栓塞， 死亡率为0.05%[3]。

1 肺栓塞栓子来源

现代骨水泥技术通过采取低粘度的骨水泥和加压技术来获得最大程度的骨水泥微交锁效果， 从而使假体和骨之间达到最大的稳定， 同时在股骨髓腔内造成极大的髓内压。高髓内压破坏了股骨髓腔薄壁的静脉， 骨髓、脂肪、骨颗粒等通过破坏的小静脉进入了循环系统， 从而发生肺栓塞[4]。Hayakawa M 通过在人工髋关节置换手术过程中， 应用经食道超声心动图检测右心血流， 当发现有异常物质进入右心房时，迅速从右心房抽血检验， 在标本中发现了一些非结晶的、嗜红细胞的规则的颗粒状物质。病检结果提示栓子来源于操作中造成的骨颗粒[5]。Koessler MJ 则认为在插入假体时造成较大的髓内压， 使脂肪和骨髓进入静脉， 从而形成肺的栓塞，具有良好心功能的患者可能不表现出临床症状， 心功能较差的患者出现临床症状， 甚至死亡[6]。

2 肺栓塞的病理生理

2.1凝血系统的激活 肺血管内血液的凝血和纤溶系统在这一过程中起重要的作用， 当进行股骨颈截骨时， 凝血酶-抗凝血酶复合物（ TAT） 、纤维蛋白A、D - 二聚体（DD） 无明显变化； 当插入骨水泥型股骨假体时， 上述指标明显上升， 且平均肺动脉压升高， 提示肺栓塞。在插入股骨假体前给予1 000单位低分子肝素， 凝血指标就无明显上升， 说明当插入股骨假体时， 凝血过程被激活， 增加了肺栓塞的发生率。动物试验提示骨创伤周围， 凝血和纤溶系统激活， 骨创伤周围的凝血酶-抗凝血酶复合物（TAT） 和组织型纤溶酶原激活剂（ tPA）增长了7倍。含激活的凝血物质通过血液循环进入了肺组织微循环， 而且进一步发现在手术中， 骨髓腔进行准备时系统血小板因子凝血酶增加200倍。Sokolowska B等把68例行全髋关节置换的患者分为对照组和血液稀释组， 在术前、术中、术后监测凝血指标， 包括TAT、凝血酶原、抗纤溶酶复合物（ PRP） ， 发现两组患者中凝血和纤溶功能都被活化， 且两组患者间凝血和纤溶活化差异不大[7]。骨水泥单体的化学毒性引起单核细胞释放组织因子， 并引起内皮细胞的变形和分离， 这一过程引起本无血栓形成的内皮表面覆盖了纤维蛋白原， 并且纤维蛋白原活化为纤维蛋白同时释放血小板因子A， 导致血栓的形成， 可引起肺组织中毛细血管阻塞， 肺动脉压升高。Bunescu A等通过对30例行全髋关节置换的患者通过监测一系列的凝血、血小板活化和炎症指标， 发现全髋关节置换手术中血小板激活， 同时与炎症反应具有协同作用[8]。E. Cenni等通过试验提示在骨水泥型关节置换手术过程中， 血浆中血小板的数目并未增加，但是血浆中血小板释放转化生长因子和β血栓球蛋白增多，导致血小板的活性增加， 容易形成血栓[9]。

但也有文献报道， 当骨水泥浸出液加入体外培养的静脉内皮细胞时， 在不同时间段测凝血指标， 并未发生内外源性凝血途径的激活[9，10]。

2.2骨水泥单体的毒性作用 骨水泥聚合时将发生聚合反应， 其过程分为粥状期、拔丝期、成团期、固定期。成团期大部分单体被释放， 是临床上进行假体固定的最佳时期。骨水泥单体可被局部血管吸收入血， 高浓度的骨水泥单体可以破坏血中粒细胞和单核细胞， 使它们释放出蛋白水解酶而发生细胞和组织溶解， 同时使组织因子暴露并与血管内皮结合促进血栓形成。骨水泥单体对单核细胞、粒细胞、内皮细胞都有毒性作用[11]。研究发现5～10mg/L的骨水泥单体可以使细胞释放乳酸脱氢酶和被美兰染色， 扫描电镜发现10mg/L骨水泥单体作用细胞30min后， 大多数细胞将发生分解。骨水泥单体还可作用于血管平滑肌的钙通道， 导致血管的放松， 血压下降， 血流速度变慢， 血液淤积， 容易形成血栓。

2.3补体作用 骨水泥单体进入血液后激活补体系统， 增加细胞因子产生和释放， 从而增加肺血管通透性， 并使术后产生较长时间凝血活动增强。补体激活后还可引起过敏反应。

3 肺栓塞的预防

术前做好评估， 高龄、既往肺动脉高压、右心室功能异常和冠状动脉疾病的患者， 这类患者心肺代偿能力低， 容易发生心肺并发症。其次是骨质疏松、股骨粗隆间骨折、螺旋型骨折的患者。脂肪、骨髓等组织更容易通过股骨的静脉回流系统， 从而到达血液循环中。骨恶性肿瘤也是高危因素之一。患恶性肿瘤的患者髓腔内血管可能异常， 在植入骨水泥时可能有更多的栓塞物质进入血流， 肿瘤细胞团也可以作为肺栓塞的成分， 且肿瘤细胞活化凝血系统， 血液处于高凝状态， 更容易形成血栓。既往无髓腔手术史、年轻患者在植入骨水泥时有更多的物质可以作为形成栓子的材料。采用长柄假体可以将骨水泥涂布到更大面积的骨面， 从而在体积方面加大栓塞的负荷[12]。对于高危患者，可采用非骨水泥型假体减少肺栓塞的发生率。在不影响患者预后的条件下， 尽量选择非骨水泥型假体， 以减少肺栓塞的发生率。手术中降低髓内压和减少髓腔内物质对于预防与骨水泥相关的肺栓塞尤为重要。为了降低髓内压， 术中可采取在股骨上钻孔或胶管引流以排出留在髓腔内的空气， 采用骨水泥枪逆行植入骨水泥， 在股骨干髓腔内用一塞子限制股骨远端的骨水泥漏出， 也可用止血纱布， 不仅可以限制股骨远端的骨水泥露出， 还可以止血。为了减少髓腔内物质， 术中扩髓后脉冲式冲洗髓腔， 清除血块， 骨髓、脂肪和小骨渣， 保持髓腔干燥。麻醉管理必须支持心血管功能和能治疗急性右心功能衰竭的手段， 术中需监测各种血液动力学指标， 维持合适的有效循环容量， 当监测指标发生变化时， 要迅速根据情况做出相应的调整[13]。真空骨水泥技术是一个非常有效的方法， 它通过在股骨大小粗隆间的股骨粗线上和股骨假体柄远端2mm骨皮质上各钻一个4.5mm直径的管道， 插入多空真空负压吸引装置， 吸引装置的孔径1～2mm， 以确保吸出的是血液和空气。注入骨水泥时启动此装置， 以达到降低股骨髓腔内压力的作用。真空骨水泥技术可以很好的预防术中低血压， 对平均肺部分流量的改变也不明显， 所以真空骨水泥技术可以很好的预防肺损害的发生[14]。姚长海等治疗了5例骨科手术后发生肺栓塞的患者， 3例经溶栓治疗后痊愈出院， 2例死亡， 指出必须提高对肺栓塞的认识， 早期发现， 早期行溶栓、抗凝、介入、手术等治疗， 注意预防， 特别是预防下肢深静脉血栓的发生[15]。

4 手术中心血管活性药物的准备

抗过敏的药物：地塞米松、肾上腺素；升压药物：多巴胺、去氧肾上腺素、麻黄素；降低肺动脉压、扩冠的药物：硝酸甘油；抗心律失常的药物：利多卡因、可达龙。

5 麻醉方式的选择

该类手术多数是老年患者，为了不干扰患者的生理状态主要以腰麻-硬膜外联合麻醉：可以减少患者的应激反应，进行术后硬膜外腔持续镇痛预防下肢深静脉血栓形成。

6 麻醉监测

有创动脉压持续监测，监控瞬间的血压变化，及早对循环的变化进行调整或预防性治疗。准确监控SpO2的变化，它可以间接的反应肺动脉压及右心功能。

7 骨水泥置入综合征紧急处理

作者所在暨南大学附一院，在2004年12月～2008年12月，遇到16例严重骨髓泥置入综合症患者（其中有3例心脏停跳），均抢救成功，我们的经验是，患者置入骨髓泥之前预防性静脉注射地塞米松5～10mg或者 甲基强的松龙20～40mg。如果患者SpO2下降，患者面色苍白、口唇发绀、胸闷、烦躁或意识消失，应马上给患者按急性过敏反应进行救治。面罩加压吸氧。肾上腺素20～50μg静脉注射，之后微量注射泵0.02～0.1μg/kg.min静脉维持；对抗肺动脉压的升高引起的肺氧合不足、右心输出受阻：硝酸甘油0.5mg静脉注射，之后微量注射泵0.2～2.0μg/kg.min静脉维持。如出现室性心律：静脉注射可达龙50～150mg，之后微泵150mg/h静脉维持；或利多卡因50mg静脉注射，之后微泵1～2mg/min静脉维持。如果血压低心率快给予去氧肾上腺素50～100μg静脉注射。

通过对股骨假体的改进， 患者的选择， 术前评估，术中手术方式、麻醉的改进，手术后患者自控持续镇痛的应用，与骨水泥相关的肺栓塞发生率已明显下降。相信通过对骨水泥并发症的进一步研究，及围手术期患者管理水平的提高，肺栓塞的发生率会进一步下降，随着医疗技术的进步治愈率会越来越高。

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