不同程度的下肢动脉钙化对全膝关节置换术的伤口并发症分析

丁冉 史振才 王卫国 郭万首*岳德波 孙伟 程立明 刘朝晖 张念非 王佰亮

止血带在全膝关节置换术（Total Knee Arthroplasty，TKA）中的应用越来越广泛，它能够有效减少术中出血，缩短手术时间和提高骨水泥固定技术。但是有学者对其安全性一直存在相关质疑[1]。他们认为止血带可能会增加血管肌肉损伤和神经麻痹等并发症。Abdel-Salam和Eyres等人[2]研究显示止血带可能会损伤血管内皮，增加伤口和深静脉血栓等并发症。虽然全膝关节置换术的下肢血管严重缺血并发症极低，据文献报道约为0.08%～0.2%[3-5]，但往往带来截肢甚至致死等严重后果。因此目前关于止血带的应用利弊尚存在一定争论。止血带有其自身的相关优势，但理论上只有保证动脉充足的血流才有利于伤口组织愈合，尤其对于合并下肢动脉钙化的病人，止血带的应用可能会对动脉血流产生一定的危害。据英国膝关节外科学会调查显示，只有55%的医生对股动脉钙化的患者不会应用止血带[6]。因此合并X线股动脉钙化的TKA病人能否应用止血带尚未达成共识，既往关于下肢动脉钙化的研究并没有明确区分内膜钙化和中膜钙化，而这两种钙化意味着不同的病理状态，甚至导致不同的结局。而国内外目前对于TKA合并不同血管钙化的研究极少[7]。

本研究拟通过回顾性分析初次全膝关节置换手术的病人资料，来探讨术前合并 X线上血管钙化（内膜钙化和中膜钙化）和非钙化的病人在下肢伤口缺血并发症等方面的发生率是否有明确不同，以期探讨这类病人应用止血带的安全性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

1.1.1 纳入和排除标准

纳入标准：初次全膝关节置换病人；无血管源性跛行，下肢动脉搏动正常。排除标准：未全程使用止血带的病人；下肢动脉手术病史；下肢深静脉血栓病史；未触及动脉搏动和合并下肢缺血病史。按以上标准，2015年1月至2016年12月在我院骨关节外科行初次膝关节置换手术病人，所有手术均由五组高年资医生完成。共纳入了577例初次TKA（437名患者）。

1.1.2 一般情况

从患者的病历中获取年龄、性别、体重、身高、高血压病、冠心病、糖尿病及止血带时间等数据，平均年龄为69.09±8.91岁。其中男性病人为110例，女性为327例，术前平均BMI为27.95±2.44。216例术前合并高血压病，101例术前合并高脂血症，51例术前心脏CTA或者冠脉造影合并冠心病病史，术中平均止血带应用时间为56.41±6.40分钟。通过回顾术前 X线资料，577膝（437例）中共有96膝合并下肢动脉钙化（内膜钙化组为74膝，中膜钙化组为22膝，见图1）。

按照血管钙化情况分为三组（内膜钙化、中膜钙化和无钙化组），三组病人详细资料详见表1。无钙化组病人的平均年龄为66.13±9.54岁，内膜钙化组的平均年龄为73.74±6.85岁，中膜钙化组的平均年龄为75.13±4.53岁，与无钙化组病人相比，差异有统计学意义（＜0.001）。在性别比例方面，两个钙化组的男性患者比例明显升高，与无钙化组相比较，且差异有统计学意义（＜0.001）。对于术前合并高血压病、高脂血症和2型糖尿病等基础病方面，钙化组的患病比例展现升高趋势，有显著统计学意义（＜0.001）。而在术前合并冠心病方面，三组间无明显统计学差异（=0.312）。

1.2 研究方法

通过回顾术前 X线判定下肢股动脉和或腘动脉钙化情况。按照Lehto和Orr等人[8,9]的研究进行钙化分组，分别为内膜钙化组和中膜钙化组，内膜钙化为散在不均匀分布，中膜钙化多呈两条线性连续平行分布，呈“轨道征”。这些病人最少的随访时间为6个月（避免长时间带来其他混杂因素）。术前检查足背动脉及胫后动脉搏动，术前无血管基础病或动脉搏动正常者，术前并不常规行下肢血管超声，气囊止血带常规应用，压力250 mmHg～300 mmHg，释放时间不定（完全关闭关节囊之前和关闭之后）。术后常规第二天应用低分子肝素或利伐沙班抗凝，时间为2～4周，预防性抗生素应用时间为24 h，本研究主要统计下肢动脉缺血相关并发症，其中包括伤口延迟愈合和皮缘坏死等轻微伤口并发症和急性下肢动脉缺血甚至肢体坏死等严重并发症。

在术中止血带和BMI方面，三组间无明显统计学差异（分别为=0.995，=0.330）。

图1，A显示了内膜钙化为散在的不均匀的分布；B显示了中膜钙化为两条线性连续平行分布，呈“轨道征”。

表1，术前病人一般资料

1.3 统计学方法

采用SPSS17.0统计软件。所有正态分布资料计量资料以±s表示；对于分类变量，采用 Pearson's卡方检验或Fisher检验；对于连续变量，采用方差分析；以伤口缺血并发症作为因变量，将年龄、性别、钙化情况（内膜钙化、中膜钙化和无钙化组）和基础病情况先进行单因素分析，单因素分析得出有显著差异的因素再引入Logistic回归模型进行多因素分析，选入变量的检验水准为0.05，剔除变量的检验水准为0.1。＜0.05认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 并发症

三组均无一例发生下肢严重动脉缺血或截肢等严重缺血并发症。有9例（1.73%）出现了伤口延迟愈合等轻微并发症，均通过延长换药等达到治愈。1例（0.17%）出现伤口裂开行清创缝合术，上述病人经过治疗均达到了治愈，无一例行植皮等再手术及感染等并发症。其中内膜钙化组出现了4例（5.40%），无钙化组为6例（1.25%），中膜钙化组未出现伤口并发症（0/22）。通过三组卡方检验分析，我们发现内膜钙化组的伤口缺血并发症发生率显著高于其他两组，且有明显统计学意义（=0.032）。

2.2 Logistic回归分析

我们以是否发生伤口并发症为因变量，进行二元Logistic单因素和多因素回归分析，结果显示血管内膜钙化（=0.026，OR=1.367,95%CI：1.152-1.888）是老年TKA术后伤口缺血并发症的危险因素（见表2）。

表2，术后伤口并发症的危险因素分析

3 讨论

TKA是治疗中晚期膝骨关节炎的一项安全有效的治疗措施，能够很大程度改善病人生活质量和降低致残率。然而TKA术后的并发症虽然发生率较低，但有时却会带来灾难性的后果。虽然止血带的应用在膝关节置换手术中极为普遍，但也一直存在分歧：支持者认为其能有效缩短手术时间、减少术中出血且因无血界面获得一个假体长期稳定性；反对者则认为其造成血管内皮损伤、增加肌肉缺血再灌注损伤和增加下肢血管相关并发症。因此充分认识止血带的安全性是至关重要。既往有研究发现[10,11]术前合并血管钙化应用止血带会增加下肢缺血相关并发症。反对者也提出了止血带损伤血管的某些机制，首先：止血带持续的压力可能会导致动脉钙化斑块的破裂，引起周围小动脉甚至大动脉的堵塞；其次，当止血带充气时，股动脉位置相对固定，因此膝关节手术屈伸活动时会增加血管内皮机械性损伤[12,13]。但是即使是这样，目前尚不清楚止血带在TKA病人中应用是否会增加下肢缺血并发症。在一项10例行同侧下肢动脉搭桥的TKA研究中，有2例合并急性动脉闭塞，而其中1例术中并未应用止血带[14]。本项回顾性研究通过评估血管钙化重要性进行探讨，国内尚未见TKA相关的研究报道。本研究发现内膜钙化组（5.40%）的伤口愈合不良并发症的风险明显高于中膜钙化组（0%）和无钙化组（1.25%）。这一点可能与上述机制有关。有研究显示TKA术后下肢动脉严重并发症的发生率为0.03%～0.17%[15]，而本研究中未出现下肢动脉血栓等严重缺血并发症，这可能和本研究的样本量不足有关。本研究只纳入了应用止血带患者，对于未使用止血带的患者是否会增加下肢缺血并发症尚未可知，也需要前瞻性的研究进行深入探讨。

Koehler等人[16]进行了461例TKA血管钙化的安全性分析，该研究并未发现术前动脉钙化与伤口并发症相关，但该研究并未将内膜钙化和中膜钙化进行严格区分，而恰恰相反，这两种钙化情况确实反映了不同疾病的病理状态。内膜钙化在X线表现为散在的斑片状的高密度影，性状不规则，对血流会有一定的影响，也是动脉粥样硬化的标志之一。其临床事件就是血栓形成，易损斑块破裂是这一事件发生的重要机制，这个过程降低了血管壁所必需的动力，增加了机械性损伤的概率。动脉中膜钙化常常见于糖尿病及肾病患者，它会导致动脉壁的弹力层顺应性下降，并不会造成血流的梗阻。目前其具体发病机制和临床意义尚不明确，而也有学者指出动脉中膜钙化是心血管事件和足踝部手术的危险因素[17]，本研究未发现中膜钙化组的并发症及心血管事件的升高，可能与样本量不足相关。

无论是内膜钙化还是中膜钙化组病人，这类病人往往更容易合并高脂血症和糖尿病等内科并存病。而这些内科并存病往往和动脉钙化或者动脉粥样硬化闭塞疾病相关联。虽然冠心病发病率三组相比无明显统计学异常，但是内膜钙化组冠心病人数比例高于其他两组，既往研究显示动脉内膜钙化是心血管时间的独立危险因素，因此术前应尤其重视合并动脉内膜钙化病人，充分评估其心血管相关风险[18]。本研究虽然发现两组血管钙化的男性病人比例高于无钙化组，但并未发现性别比例造成的并发症差异。

本研究尚存在一些不足：首先，采用 X线评估动脉内膜钙化容易漏诊，Orr等人通过进行39例尸体组织病理和X线进行对比，发现用X线预测准确度虽然能达到92%[9]，但因为一些小的钙化斑块可能有骨性结构遮挡或者显示不清，会导致敏感性下降。其次，本研究作为回顾性研究，且其中一些并发症的概率极低，因此这几百例的数据样本量可能仍不足以发现统计学差异。

总之，虽然本研究并未出现下肢严重缺血并发症，但术前 X线合并下肢动脉内膜钙化的病人伤口缺血轻微并发症显著高于其他两组，因此我们应重视术前合并血管内膜钙化患者，尽可能不应用止血带或者减少止血带应用时间，同时术中及术后应加强切口的保护，轻柔操作，仔细止血及缝合。当然，这类病人减少止血带的应用是否能够有效减少伤口并发症仍值得我们进行深入研究。

[1] Rorabeck CH,Kennedy JC.Tourniquet-induced nerve ischemia complicating knee ligament surgery[J].Am J Sports Med,1980,8(2):98-102.

[2] Abdel-Salam A,Eyres KS.Effects of tourniquet during total knee arthroplasty.A prospective randomised study[J].J Bone Joint Surg Br,1995,77(2):250-253.

[3] Abularrage CJ,Weiswasser JM,Dezee KJ,et al.Predictorsof lower extremity arterial injury after total knee or total hip arthroplasty[J].J Vasc Surg,2008,47(4):807-808.

[4] Calligaro KD,Dougherty MJ,Ryan S,et al.Acute arterial complications associated with total hip and knee arthroplasty[J].J Vasc Surg,2003,38(06):1170-1177.

[5] Garabekyan T,Oliashirazi A,Winters K.The value of immediate preoperative vascular examination in an at-risk patient for total knee arthroplasty[J].Orthopedics,2011,34(1):52.

[6] Kumar SN,Chapman JA,Rawlins I.Vascular injuries in total knee arthroplasty.A review of the problem with special reference to the possible effects of the tourniquet[J].J Arthroplasty,1998,13(2):211-216.

[7] Julia V.Woelfle-Roos,Laura Dautel,Dirk Wernerus,et al.Vascular Calcifications on the Preoperative Radiograph:Predictor of Ischemic Complications in Total Knee Arthroplasty?[J].J Arthroplasty,2016,31(5):1078-1082.

[8] Lehto S,Niskanen L,Suhonen M,et al.Medial Artery Calcification A Neglected Harbinger of Cardiovascular Complications in Non-Insulin-Dependent Diabetes Mellitus[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,1996,16(8):978-983.

[9] Orr DP,Myerowitz RL,Herbert DL,et al.Correlation of radiographic and histologic findings in arterial calcification[J].Invest Radiol,1978,13(2):110-114.

[10]DeLaurentis DA,Levitsky KA,Booth RE,et al.Arterial and ischemic aspects of total knee arthroplasty[J].Am J Surg,1992,164(3):237-240.

[11]Holmberg A,Milbrink J,Bergqvist D.Arterial complications and knee arthroplasty:4 cases and a review of the literature[J].Acta Orthop Scand,1996,67(1):75-78.

[12]Parfenchuck TA,Young TR.Intraoperative arterialocclusion in total joint arthroplasty[J].J Arthroplasty，1994,9(2):217-220.

[13]McAuley CE,Steed DL,Webster MW.Arterial complications of total knee replacement[J].Arch Surg,1984,119(8):960-962.

[14]Turner NS 3rd,Pagnano MW,Sim FH.Total knee arthroplasty after ipsilateral peripheral arterial bypass graft:acute arterial occlusion is a risk with or withouttourniquetuse[J].J Arthroplasty,2001,16(3):317-321.

[15]Calligaro KD,DeLaurentis DA,Booth RE,et al.Acute arterial thrombosis associated with total knee arthroplasty[J].J Vasc Surg,1994,20(6):927-932.

[16]Koehler SM,Fields A,Noori N,et al.Safety of Tourniquet Use in Total Knee Arthroplasty in Patients With Radiographic Evidence of Vascular Calcifications[J].American journal of orthopedics(Belle Mead,NJ),2015,44(9):308-316.

[17]David Smith C,Gavin Bilmen J,Iqbal S,et al.Medial artery calcification as an indicator of diabetic peripheral vascular disease[J].Foot Ankle Int,2008,29:185.

[18]Hussein A,Uno K,Wolski K,et al.Peripheral arterial disease and progression of coronary atherosclerosis[J].J Am Coll Cardiol,2011,57(10):1220-1225.