计算机导航结合微创技术对全膝关节置换失血的影响

2015-03-23   文章来源:北京大学第三医院 李锋 林雪林 张克 刘延青 刘岩 田华    点击量:915 我要说

  膝关节置换手术可以造成大量的失血,有效减少失血的方法包括:使用止血带、微创入路、封闭股骨髓腔、膝关节体位、使用抗纤溶药物、低压力吸引、引流管夹闭等。行人工全膝关节置换术的患者不但存在显性失血,还存在大量的隐性失血。截骨面和髓腔出血以及广泛而充分的软组织松解是膝关节置换术后失血量较大的主要原因。微创(minimally invasive surgery ,MIS)的技术可以减少创伤,从而减少失血。为了使微创膝关节置换术后下肢力线和假体位置更加精确,计算机辅助外科技术(Computer assisted surgery,CAS)逐渐被更多医生所接受,更精确的力线保证以及手术本身创伤的减少体现出了它的优势,同时避免髓内定位可能减少失血,而手术时间的延长又可能增加出血的风险。本文对2012年8月-2013年10月病例中抽取初次单侧行全膝关节置换的病例,来研究微创技术与导航结合与常规全膝关节置换术术后失血量的变化。

  资料与方法

  一、 研究对象

  我们采用回顾性的研究方法,选取2012年8月~2013年10月共40例导航下初次单侧膝关节置换(total knee arthroplasty,TKA)病例做为导航组,诊断均为骨性关节炎,男10例,女30例,最小53岁,最大78岁。对照组为同期骨性关节炎病例中随机抽取40例采用传统技术初次单侧TKA。详细资料见表1。纳入标准:初次置换,置换假体均选择髁间开放性假体。排除标准:其他原因需要进行膝关节置换,术前一周服用非甾体类抗炎药物,凝血功能障碍,长期使用抗凝药物,一期双侧TKA,翻修手术,术前血红蛋白水平低于80 g/L;合并糖尿病者经治疗后血糖高于10mmol/L;感染;凝血功能障碍;术后生命体征不稳,并发全身系统疾病者。
        表1     两组患者一般资料


  二、 研究方法

  1. 手术方法:采用硬膜外麻醉方式,手术由同一主刀医生完成。导航组均采用德国蛇牌导航(Aesculap Ortho-pilot 4.3),手术均在止血带(300mmHg)下进行,均采用膝前正中标准切口,皮下游离后经有限切开髌旁内侧入路,外翻髌骨显露膝关节。于股骨下端与胫骨上端分别固定红外感应器(双皮质螺钉,直径4mm),距关节线约10 cm;信号接受器及电脑工作台距手术床约2 米,与手术部位平行。术中根据导航系统的动态跟踪和数据报告决定截骨和平衡软组织,股骨未开通髓腔,采用髁间开放型假体(Columbus PS Aesculap),胫骨采用髓外定位,使用骨水泥固定假体,均未行髌骨置换。传统组病例采用常规髌旁内侧入路,胫骨采用髓外定位,股骨采用开通髓腔髓内定位,髓腔使用骨栓或者骨水泥封闭,术后弹力绷带加压包扎。

  2. 围手术期处理:所有患者均采用术后自体血回输系统(CBCⅡConstaVac美国史赛克公司),手术后伤口引流管连接自体血回输器,术后6h内的引流血经过滤回输,超过6h的引流血计量后丢弃,术后48h拔除引流管。两组术后常规应用下肢弹力绷带包扎及局部冰敷,术后常规口服利伐沙班10mg,持续2周。术后监测血红蛋白,以血红蛋白<80g/L为术后输血标准,输注悬浮红细胞,并记录输血量。麻醉恢复后患者即开始活动踝关节,进行肌肉收缩锻炼。患者术后2~3d在助行器辅助下行走,术后2周拆线。

  记录患者的年龄、性别、身高、体质量、体质量指数(BMI)、术前疾病诊断,观察指标包括术前及术后1~5d每天的血色素、红细胞压积(Hct)、止血带使用时间、术后抗凝方式、术后第1天和第2天的引流量、自体血回输量、异体血输注量,术后第5天行下肢彩超检查有无静脉血栓形成,选取术后第五天的红细胞压积(Hct)进行计算。
3. 隐性失血的计算:目前关于人工关节置换术后失血的相关计算主要采用Sehat等提出的方法。根据Ward等和Gross的方法计算隐性失血量,患者的血容量(blood volume,BV)通过Nadler等的方程来计算:
BV=kl×H(m)+k2×W(kg)+k3
Blood loss total=BV×(Hctpre-Hctpost)/Hctave
BV是患者的术前血容量(ml),H是身高(Height,m),W是体质量(Weight,kg),常数项男性患者k1=0.3669,k2=0.03219,k3=0.6041;女性患者kl=0.3561,k2=0.03308,k3=0.1833。
Hctpre与Hctpost分别表示手术前后的血细胞比容, Hctave 指Hctpre与Hctpost的平均值

  据此,患者术后隐性失血Blood loss hid的计算方法如下:Blood loss hid= Blood loss total—Blood loss dom +T异体血+T引流血。

  其中Blood loss total是根据血细胞比容变化差计算的失血总量,Blood loss dom是显性失血量,T异体血是异体血输注量,T引流血是自体血或者引流血回输量。患者术后伤口的引流液及回输的血液测量后也要通过围手术期平均Hct转换为红细胞容量。在计算实际失血量的时候,如果患者接受了库存血或回输了自体血,Hct会较没有输血的时候升高,此时通过Hct计算失血量将低于实际情况,所以实际失血量等于通过Hct变化差值计算的理论值加上额外的输血量和回输血量。隐性失血等于根据Hct变化计算的理论值减去可测量的显性失血,再加上输异体血或自体血回输的总量,计算出来的结果是隐性失血的红细胞容量,通过围手术期平均Hct可以再将其转换为全血容量;患者接受了输血也就意味着有新的红细胞进入了血液循环,Hct也随之发生了变化,在计算围手术期平均Hct的时候要包括输血发生后的Hct值。

  4.统计学分析

  分为导航组(40例)和传统组(80例),应用SPSS 16.0统计软件包对数据进行分析,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用独立样本t检验;计数资料以频数和率表示,组间比较采用x2检验;检验水准x=0.05。分析导航组和传统组两组间性别、年龄、BMI、止血带使用时间、术后抗凝、隐性失血、异体输血、DVT形成有无显著性差异。P<0.05为差异有统计学意义。

  结 果

  导航组和传统组患者性别、年龄、BMI、止血带使用时间、术后抗凝、隐性失血、异体输血、DVT形成分析结果见表2。分析结果显示导航组和传统组术后总失血量分别为1025±184ml和1494±201ml,隐性失血量分别为(404±179)ml和(732±204)ml,差异有统计学意义(P<0.05);两组术后异体输血率分别为12.5%与30%,差异有统计学意义(P<0.05);我们将超声检查出的肌间、胫后、腓静脉血栓都归为深静脉血栓,两组术后DVT形成率分别为25%与42.5%,差异有统计学意义(P<0.05)。两组间患者在性别、年龄、BMI比较差异无统计学意义。结果显示导航组患者术后隐形失血量少于传统组,可减少术后异体输血及DVT形成的机率。

表2   两组间独立样本t检验分析结果


  讨 论

  膝关节置换手术可以造成大量失血,文献报道平均的血色素下降可以达到3.85 g/dL。近年来,导航系统由于其精准的对线及其更加精确的软组织平衡,越来越多的应用于全膝关节置换手术。文献中报道将导航技术与微创手术相结合对于减少失血来讲,具有潜在的优势。

  1、计算机导航和微创技术的优势

  从入路来看,微创全膝关节置换可以分为有限切开髌旁内侧入路、股内侧肌下方入路、经股内侧肌入路、保护股四头肌入路(Quadriceps Sparing,QS)。手术当中使用移动视窗和改进的手术器械,其优点在于:更少的肌肉破坏,最大限度地保留伸膝功能;更轻的术后疼痛;更快的康复,减少所需的物理治疗。相对而言,微创TKA也存在缺点:由于手术视野较小,皮肤易拉伤形成较大的瘢痕;要求术者熟练掌握局部解剖和小切口操作技巧并有改良的手术工具和假体才能顺利完成手术;截骨锯路受限,易伤及没有被显露或保护的韧带;骨碎屑和骨水泥不易彻底清除;安装假体受限易引起偏移、力线不良及过早松动;不适合复杂和翻修病例;术者技术的掌握需要较长的学习曲线和严格的培训;非熟练者和初学者或未经正规训练者可能加重对组织的损伤,增加并发症的发生率。

  传统TKA术后下肢力线3°以上偏差的发生率可高达30%,从而可能影响假体的远期存活率。计算机辅助导航可以显著提高TKA术后的力线准确性,3°以上偏差的发生率可降到5%以下。导航技术的缺点包括设备昂贵、有学习曲线、手术时间相对延长等。为了使微创膝关节置换术后下肢力线和假体位置更加精确,我们将计算机辅助外科技术与MIS技术相结合,发挥各自的优势。使用计算机导航可以减少股骨扩髓的步骤,从而减少失血、减少脂肪栓塞的机率,这也是微创的理念;除此之外,导航技术还在关节附近有内固定物、关节外畸形等情况下具有更大的优势。因此我们选择将计算机导航和微创技术结合起来,这样即可保留微创手术的优势,同时可以获得良好的下肢力线。

  2、计算机导航结合微创技术对失血的影响

  2.1 手术创伤小,隐性失血的减少:Chauhan等报道了使用计算机导航在第一个24小时内的引流量要少于传统手术组;Kalairajah通过研究引流量及血色素的变化,证实导航组失血量比传统手术组明显减少;然而,其他的一些研究者包括Martin、Victor、Hoste的研究表明两者之间并没有明显的差异。Chandrasekaran等报告了30例导航和MIS技术结合的结果,平均Hb减少为3.09g/dL,平均24小时内的引流量为462.1ml。我们的数据中导航组总失血量平均达到了1025ml,相比常规手术组1494ml明显减少。我们采用的微创手术切口会小于传统术式,由于同时使用导航,术中股骨侧不需要髓内定位,不必打开髓腔,避免了破坏股骨髓腔内的血供,减少了出血和脂肪栓塞发生的风险。经食道超声证实使用髓内杆后,在止血带放松后有脂肪颗粒的释放。导航可以减少由此产生的呼吸系统、神经系统并发症。尽管在常规手术当中,我们常规采用骨栓来封闭股骨髓腔,但这与导航时完全不开髓是有区别的。我们认为这是术后失血减少的原因之一。McConnell等研究也表明骨栓可以减少显性失血量,但不能减少隐性失血量,作者认为导航的使用可以减少隐性失血量,本组病例中,显性失血和隐性失血两组均有显著的差别,导致了出血总量及输血率的差别,我们考虑显性及隐性失血的减少主要与微创技术的使用以及不扩髓有关。

  2.2 关于止血带应用时间:高福强等研究认为止血带使用时间和隐性失血量之间相关性较大,止血带时间延长可以造成机械性和缺血性组织损伤。Haaker等报告延长时间平均为10分钟,本组结果显示导航的确会延长止血带应用时间,随着对操作步骤的熟悉,手术时间也随之缩短。我们手术的体会是导航组较常规手术组延长平均约12分钟,随着学习曲线的完成,这个差异将会进一步缩小,对失血的影响也会降低。

  3、失血减少的意义

  在临床工作中,大量失血既会增加异体输血的风险,又使患者术后进行功能锻炼的开始就处于贫血状态,造成行走功能恢复障碍,卧床时间延长,下肢发生下肢静脉血栓(DVT)的风险随之增加。对失血较多患者补充异体血后,其行走距离和精神状态明显改善。我们的研究结果中,导航组DVT风险降低,传统手术组由于隐性失血及总失血量比导航组增加,隐性失血有一部分外渗到组织间隙,导致肢体肿胀而进一步影响下肢循环,因此肢体肿胀程度明显,我们考虑这是下肢深静脉血栓发生率高的一个可能原因,而肿胀和血栓又影响了康复的进程。Kalairajah等研究采用导航技术除了改善下肢力线和假体对线外,失血量减少,血栓形成机率也降低。王毅等的研究亦表明术后隐性失血量为DVT发生的重要影响因素。本组病例中,关节置换术后DVT发生的高峰在术后1-4d。绝大多数血栓发生在腓肠肌或肌间静脉丛,我们要注意的是血栓形成后有一部分没有临床症状,体检下肢肿胀亦不明显,常被忽视,我们建议术后第5天常规行下肢静脉彩超检查。

  我们的研究证实采用导航和微创技术的结合会减少术后的失血量,相应降低其术后的异体输血及深静脉血栓发生的机率;在目前血源紧张的情况下,TKA失血量的减少更有意义,不仅降低费用,还可减少输血并发症的发生。


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