一種骨科術(shù)后下肢靜脈泵運(yùn)行模式的研究

苗壯，劉培來(lái)，盧群山，張蒙，李松林，羅德素

(山東大學(xué)齊魯醫(yī)院骨科，山東 濟(jì)南 250012)

靜脈血栓栓塞癥(venous thromboembolism，VTE)是骨科手術(shù)后常見(jiàn)的并發(fā)癥，也是患者圍手術(shù)期意外的常見(jiàn)原因之一[1-2]。VTE包括深靜脈血栓(deep vein thrombosis，DVT)和肺動(dòng)脈血栓栓塞癥(pulmonary thromboembolism，PTE)兩種類(lèi)型。根據(jù)流行病學(xué)研究，骨科手術(shù)術(shù)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(guó)DVT發(fā)生率為1.8%～2.9%[3]。Virchow三聯(lián)征，即活動(dòng)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(dǎo)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(yù)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(shù)后下肢DVT形成的風(fēng)險(xiǎn)，且不增加肺栓塞事件的發(fā)生率[3]。但目前對(duì)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(méi)有統(tǒng)一的結(jié)論，指南中也沒(méi)有給出建議的使用方法[3]，各醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)其的使用大多時(shí)按照設(shè)備說(shuō)明書(shū)或臨床經(jīng)驗(yàn)使用[5]，現(xiàn)有的文獻(xiàn)對(duì)運(yùn)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(shù)后下肢靜脈泵運(yùn)行模式，在健康成年人測(cè)試運(yùn)行，并與目前臨床應(yīng)用的IPC對(duì)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(yùn)行模式 設(shè)計(jì)一種骨科術(shù)后下肢靜脈泵運(yùn)行模式(山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院制造)。該裝置靜脈泵主要由主機(jī)(見(jiàn)圖1a)和加壓帶(見(jiàn)圖1b)兩部分組成，其間由充氣管連接。主機(jī)采用可編程邏輯控制器(programmable logic controller，PLC)進(jìn)行邏輯控制，PLC通過(guò)模擬量輸出控制氣泵的氣壓，通過(guò)數(shù)字量輸出控制電磁閥的開(kāi)關(guān)，PLC的運(yùn)行通過(guò)觸摸屏控制。按下觸摸屏上的開(kāi)始按鈕，根據(jù)壓力梯度的設(shè)置，PLC依次控制給各個(gè)加壓帶充氣。加壓帶采用橫向方向設(shè)置，共有6條，其中足部2條，小腿4條。

靜脈泵運(yùn)行模式如下：采用持續(xù)性加壓，各加壓帶壓力不同，相互獨(dú)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(jī)開(kāi)始運(yùn)行后，PLC從足部至小腿依次控制給各個(gè)綁帶充氣，充氣速率較慢，每條加壓帶充氣加壓耗時(shí)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(kāi)始循環(huán)充氣，以彌補(bǔ)閥門(mén)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(shí)約3 s同時(shí)釋放所有加壓帶內(nèi)氣體。這種運(yùn)行模式已經(jīng)申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利，專(zhuān)利號(hào)ZL201410139386.4。

a 主機(jī) 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(yùn)行模式 間歇脈沖加壓抗栓系統(tǒng)(規(guī)格型號(hào)3OBI)結(jié)合正常的充氣功能與逐級(jí)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(duì)稱(chēng)加壓模式，加壓時(shí)遠(yuǎn)端氣囊瞬間充氣，近端氣囊較遠(yuǎn)端晚0.3 s充氣。遠(yuǎn)端和近端壓力達(dá)到峰值后，穩(wěn)定壓力維持6 s后開(kāi)始放氣，間歇24 s后再次充氣，30 s循環(huán)1次。

1.2 測(cè)試者一般資料 選取健康成年人30名，隨機(jī)分為AB兩組，A組使用研發(fā)的下肢靜脈泵運(yùn)行模式，B組使用目前臨床應(yīng)用的IPC，兩組測(cè)試者的一般資料差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，見(jiàn)表1)。

表1 兩組受試者一般資料比較

1.3 測(cè)量?jī)x器 使用同一型號(hào)彩色多普勒超聲(GE Logiq E9)進(jìn)行，所有測(cè)量均由同一名超聲科醫(yī)生完成。

1.4 測(cè)量方法 測(cè)試前靜息15 min，以保證靜息狀態(tài)，排除運(yùn)動(dòng)等因素對(duì)結(jié)果的影響。測(cè)量時(shí)取仰臥位，雙下肢同時(shí)使用機(jī)器加壓，先測(cè)量靜息時(shí)股靜脈血流速，后運(yùn)行機(jī)器，測(cè)量機(jī)器運(yùn)行時(shí)指標(biāo)。

1.5 觀察指標(biāo) 收集測(cè)試者的一般資料，測(cè)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(xiàn)，以分析對(duì)比機(jī)器運(yùn)行前靜息值血流速、加壓時(shí)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(shí)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(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。機(jī)器運(yùn)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(jì)學(xué)意義(P<0.05)。在充氣加壓時(shí)，A組股靜脈血流速最大值約(49.67±2.87)cm/s，放氣時(shí)無(wú)血液反流。B組加壓瞬時(shí)血流速超過(guò)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(cè)試者均觀察到血液反流(見(jiàn)表2)。

3 討 論

VTE是骨科手術(shù)后常見(jiàn)的并發(fā)癥，也是患者圍手術(shù)期意外的常見(jiàn)原因之一[1]。骨科手術(shù)為有創(chuàng)操作，手術(shù)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(duì)術(shù)后患者須采取一定的措施進(jìn)行血栓預(yù)防。預(yù)防措施包括基本預(yù)防、物理預(yù)防和藥物預(yù)防三大類(lèi)。物理預(yù)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(guó)國(guó)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(yù)防措施[7]。IPC預(yù)防DVT原理主要有以下三點(diǎn)：(1)促進(jìn)下肢血液循環(huán)，預(yù)防凝血因子的聚集及對(duì)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(dǎo)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(gòu)重整，分泌更多一氧化氮，預(yù)防血栓的形成[8-9]。目前，臨床多使用物理與藥物聯(lián)合預(yù)防的方式。有研究對(duì)44篇報(bào)道IPC預(yù)防血栓效果的文獻(xiàn)進(jìn)行meta分析表明，IPC對(duì)住院患者血栓的預(yù)防比未使用IPC預(yù)防或梯度壓力彈力襪對(duì)降低靜脈血栓栓塞癥的預(yù)防更有效，IPC預(yù)防與低分子肝素預(yù)防的作用相當(dāng)，IPC結(jié)合藥物預(yù)防血栓形成比單獨(dú)使用作用更強(qiáng)[10]。此外，IPC在術(shù)后康復(fù)方面亦有積極效果。Tessari等[11]的研究認(rèn)為IPC治療能有效減輕水腫，改善活動(dòng)度，同時(shí)對(duì)一些血漿炎癥標(biāo)志物進(jìn)行調(diào)節(jié)。Abdul等[12]在148例隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)中得出結(jié)論，跟腱斷裂患者肢體制動(dòng)期間輔助性使用IPC可通過(guò)上調(diào)I型膠原合成有效增強(qiáng)早期愈合反應(yīng)。另外，IPC在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中證明可以促進(jìn)骨折愈合[13-14]。但I(xiàn)PC的應(yīng)用仍有相應(yīng)的禁忌，陳劍偉等[15]認(rèn)為使用前需進(jìn)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(yán)禁使用間歇充氣加壓裝置預(yù)防深靜脈血栓，否則會(huì)造成血栓脫落，引起嚴(yán)重后果。同時(shí)使用時(shí)需注意下肢顏色、腫脹程度及肢體末端血運(yùn)情況，定時(shí)測(cè)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(shí)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(méi)有得出一致的結(jié)論。骨科手術(shù)一般雙側(cè)使用IPC，以預(yù)防DVT的發(fā)生[17]。但在使用時(shí)機(jī)上，有學(xué)者認(rèn)為術(shù)后早期應(yīng)用IPC可能會(huì)導(dǎo)致患者出血量增加，建議術(shù)后第2天開(kāi)始使用[18]。趙宇馳等[19]等在對(duì)400例患者進(jìn)行前瞻性隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)后建議術(shù)中即開(kāi)始持續(xù)應(yīng)用IPC，術(shù)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(shù)前3 d)使用IPC。在加壓部位方面，Lurie等[21]認(rèn)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(duì)比了6種加壓部位組合后認(rèn)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(rèn)為兩個(gè)分級(jí)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(dòng)力學(xué)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(shí)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(méi)有指南對(duì)IPC具體使用方法做出明確的推薦[5，9]，各醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用的運(yùn)行模式大多時(shí)按照設(shè)備說(shuō)明書(shū)或各自臨床經(jīng)驗(yàn)使用。

本研究旨在探討一種骨科術(shù)后下肢靜脈泵運(yùn)行模式，并與目前臨床應(yīng)用的IPC對(duì)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(gè)很好的血液動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，因?yàn)檩^高的速度可能會(huì)導(dǎo)致靜脈血栓栓塞率下降[25]，但尚無(wú)相關(guān)文獻(xiàn)探究血流速增加量的安全范圍。對(duì)比研發(fā)的靜脈泵運(yùn)行模式與目前臨床應(yīng)用的間歇脈沖加壓抗栓系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)血流速，二者均可以加快股靜脈血流速，從而促進(jìn)下肢靜脈回流，減少血液的瘀滯，預(yù)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(yùn)行模式通過(guò)持續(xù)性加壓，在下肢由遠(yuǎn)端至近端形成人為的梯度壓力差，當(dāng)動(dòng)脈血到達(dá)肢體遠(yuǎn)端后，在梯度壓力差的持續(xù)作用下，靜脈血加速?gòu)倪h(yuǎn)端流向近端，促進(jìn)下肢靜脈的回流。在加壓時(shí)，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(shí)可穩(wěn)定提高股靜脈血流速(9.60±1.59)cm/s。目前臨床應(yīng)用的IPC主要通過(guò)模擬肌肉靜脈泵功能，以擠壓的方式促進(jìn)下肢靜脈的回流，在充氣擠壓瞬間，血流速可達(dá)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(shí)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(shí)。比較兩種儀器在運(yùn)行穩(wěn)定后股靜脈血流速，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，說(shuō)明研發(fā)的靜脈泵運(yùn)行模式，在加壓時(shí)血流速的增加較IPC加壓時(shí)少，但穩(wěn)定運(yùn)行后血流速的增加較IPC穩(wěn)定時(shí)多。

從安全角度考慮，Lee等[26]在探究靜脈泵運(yùn)行模式時(shí)認(rèn)為患者血流速突然改變可能出現(xiàn)危險(xiǎn)。他們認(rèn)為在放氣過(guò)程中減壓效應(yīng)會(huì)帶來(lái)瞬時(shí)的血流速變化，健康人靜脈內(nèi)存在靜脈瓣，極強(qiáng)的減壓效應(yīng)會(huì)破壞靜脈瓣的功能。同時(shí)在這種情況下，血細(xì)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(rèn)為，在靜脈曲張的人群中，產(chǎn)生負(fù)壓的靜脈內(nèi)會(huì)產(chǎn)生血液的湍流，進(jìn)而增加血栓風(fēng)險(xiǎn)。在我們的測(cè)試中，對(duì)于IPC的測(cè)試結(jié)果與Lee等人的相仿，目前臨床應(yīng)用的IPC在充氣擠壓瞬間，血流速可瞬間達(dá)到100 cm/s以上，在放氣瞬間15名測(cè)試者均觀察到瞬間的血液反流。我們認(rèn)為瞬間的血液反流是由于放氣時(shí)負(fù)壓吸引造成的。這種血流速突變引起的靜脈負(fù)壓可能對(duì)患者帶來(lái)一定危險(xiǎn)。而研發(fā)的靜脈泵運(yùn)行模式在加壓時(shí)充氣速率較慢，加壓時(shí)血流速最大值約(49.67±2.87)cm/s，較IPC充氣時(shí)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(shì)。

綜上所述，研發(fā)的靜脈泵運(yùn)行模式運(yùn)行時(shí)可以增加下肢股靜脈血流速，且較目前臨床應(yīng)用的IPC相比血流速增加較穩(wěn)定，無(wú)血流反流現(xiàn)象發(fā)生，進(jìn)一步應(yīng)用于臨床后可預(yù)防骨科手術(shù)術(shù)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(cè)試對(duì)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(dá)到相同效果尚待臨床研究；第二，本研究針對(duì)使用過(guò)程中股靜脈血流速的變化，在儀器使用后的其他長(zhǎng)期效果有無(wú)其他變化未進(jìn)行觀察。未來(lái)還需要進(jìn)行樣本量更大的臨床前瞻性隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，以觀察研發(fā)的靜脈泵運(yùn)行模式的有效性和安全性，并探究其最佳使用方法。