气压止血带在骨科手术中的应用：理论研究与技术进展

顾文方，田冲，王培，于昌玉

(承德医学院附属医院手足外科，河北 承德 067000)

0 引言

从布带缠绕肢体止血到橡皮管止血带，再到马丁橡胶止血带，而后逐渐发展为手动气压止血带，直至目前广泛使用的电动气压止血带，止血带的演变伴随着手术技术的发展[1]。1864年Joseph Lister 首次使用止血带创造了无血的手术视野，极大的促进了四肢骨科手术的进步[2]。1904 年Harvey Cushing 发明了可以控制压力的手动充气气压止血带[3]。1981 年James A McEwen 推出了由输入显示系统，电脑控制系统，压力检测系统，传感器和报警系统构成的自动气压止血带，如今使用的气压止血带基本上由以上部分构成[4]。气压止血带被广泛应用于创伤紧急止血、急诊手术与择期手术等医护人员的临床工作之中，是一种简便、实用的止血工具[5]。现将气压止血带在骨科手术中的应用和近来止血带的发展综述如下。

1 止血带的适用范围

气压止血带在四肢手术中发挥着重要的作用，气压止血带不仅用于外伤止血、骨折内固定、清创缝合、神经血管及肌腱修复等手术，还应用于膝关节镜等手术[5]。但并非所有手术都适合应用气压止血带，2020 年止血带应用达成专家共识，当患者存在：镰状细胞型贫血，患肢止血带缚扎部位皮肤损伤，四肢严重的血管疾病(如血栓性静脉炎)和患有严重的高血压糖尿病等情况时应避免止血带[6]。Hosam 等[7]荟萃分析了403 组随机对照实验(共47,675 例患者)后得出结论，在标准的全膝关节置换术中，无论使用止血带与否，都可以获得满意的止血效果。一些研究者认为，WALANT(wide awake local anaesthesia no tourniquet)技术应用在如正中神经、尺神经松解，屈、伸肌腱修复，手指骨折复位固定等相较于传统应用止血带的手术方式更具优势[8-10]。Tahir 等[11]在一项桡骨远端骨折手术的随机对照实验中发现，不使用止血带的局麻手术具有术后恢复较快，住院费用低，患者满意度高等优点，并且临床手术效果及预后与使用止血带组比较无明显差异。止血带虽然是效果较好的止血仪器，但是某些特殊的四肢手术是否使用止血带还存在争议[12]。手术医师应根据手术方式，难易程度，禁忌适用征等因素在术前制定缜密的手术计划，综合决定是否使用止血带。

2 气压止血带相关副损伤和发病机制

尽管气压止血带在骨科手术中应用十分广泛，但是关于止血带使用的相关副损伤方面的报道也很多。大多数学者将止血带副损伤归为以下几类：①神经损伤：目前认为造成此种损伤的原因主要是：袖带中点到边缘存在一定的压力梯度，神经纤维束被周围的纤维结缔组织固定，可移动范围有限，骨骼肌等周围组织挤压神经造成急性神经卡压[13]。再者，缺血再灌注导致神经水肿和脱髓鞘，再灌注后的氧化作用会使受损的内皮细胞产生脂质过氧化物(LOP)，使得氧自由基攻击含有大量不饱和脂肪酸的髓鞘[14]。目前认为止血带导致的神经损伤属于Sunderland 分型Ⅰ度或Seddon 分型神经震荡型，即神经轴索仍保持完整或有部分脱髓鞘改变，神经发生肿胀，但无明显的组织结构改变，不发生瓦勒式变性[14]。止血带致神经损伤主要表现为暂时失去传导功能，手术后肢体运动麻痹，肢体运动迟缓或丧失，受损神经支配区域对疼痛、冷热感觉的迟钝或丧失，这种神经损伤从轻度短暂功能丧失到永久性不可逆损伤不等，但大多数神经损伤数日可完全恢复[15]。②肌肉损伤：造成此种损伤的原因主要是止血带应用压力过大，时间过长。骨骼肌对缺血的耐受力较差，长时间应用止血带可致骨骼肌长期处于缺血缺氧状态[16]。横纹肌组织纤维基质水肿，线粒体可见空泡变性和絮状变性，细胞核可见早期凋亡表现[17]。黎笔熙等[18]发现止血带放气后的短暂时间内，患者会短暂的出现肌酸激酶(CK)和乳酸脱氢酶(LDH)升高，心率加快，平均动脉压(MAP)升高。③止血带休克：止血带休克是指肢体使用止血带完毕后，由于肢体缺血再灌注，出现的有效循环血量减少，血压进行性降低的全身反应[19]。轻度止血带休克机体可以代偿，表现为一过性血压降低，心率加快；重度止血带休克表现为口唇肢体发绀，脉搏细速、血压进行性下降，呼吸增快，甚至出现意识模糊[20]。其发病原因可能是由于止血带放气后，血液迅速充盈止血的肢体，短时间内引起血容量重新分布，重要脏器有效循环血量相对突然减少[21]。另外，肢体长时间缺血缺氧产生的组胺等有毒代谢物返回循环导致全身代谢功能障碍，其特征为代谢性酸中毒、高钾血症、肌球蛋白血症、肌红蛋白尿症和急性肾衰竭[22,23]。为了预防止血带休克的出现，止血带的放气速度必须放缓，最好分批次缓慢放气，有利于降低止血带休克的发生[24]。④止血带疼痛：止血带使用一段时间后，止血带压迫部位和肢体远端出现剧烈的麻木、胀痛、烧灼感。其发生可能是因为机械性压迫和局部缺血缺氧导致代谢产物聚积，刺激无髓神经纤维和C类神经纤维传导至神经中枢有关[25,26]。增加止血带袖带的宽度、减少止血带使用时间、根据患者个体化设置最低充气压力可能会降低止血带疼痛的发生[27]。⑤其他：止血带副损伤还常见皮肤瘀斑和压痕，严重者可出现皮肤水疱。止血带压痕几乎无法避免，止血带覆盖手术贴膜防止消毒液渗漏至袖带可避免皮肤出现化学性损伤。

3 止血带的压力设定

止血带充气压力的问题一直存在争议，目前国内医院大部分按照气压止血带厂家推荐的压力范围设定止血带压力。但是患者个体情况存在差异，每个人的血压、肢体周径、年龄、肌肉厚薄程度不一，若止血带压力设置达不到合理的止血带压力，则只能闭塞肢体静脉而无法闭塞肢体动脉，会导致术中出血量增加，达不到理想的止血效果；若设置的止血带压力过高，则会明显升高止血带副损伤发生的概率[28]。如何确定合适的止血带压力，国内外学者对此进行了大量的研究。刘延锦等[29]研究发现，小儿止血带压力与收缩压、肢体周长、年龄具有相关性，他认为用四肢周径预测小儿手术气压止血带压力与实际需要压力值最接近，上肢止血带压力与肢体周长的关系：Y=8.116+0.830 X2(Y=止血带压力；X2：肢体周径);下肢止血带压力与肢体周径的关系：Y=0.793+1.078 X2(Y=止血带压力；X2：肢体周径)。林淑俐等[30]报道对152 例骨科四肢手术患者采用动脉搏动消失法设定止血带充气压力，主张在动脉搏动消失压力基础上个体化设置止血带压力，上肢加压2～3 kPa(15～22.5 mmHg)，下肢加压3～5 kPa(22.5 mmHg～37.5mmHg)。在保证止血效果的前提下设置越低的止血带压力越有利于减少止血带副损伤的发生。止血带压力应当根据患者的年龄、收缩压、止血带袖带宽度、患肢肢体周径等因素，尤其是在肢体动脉血流阻断压力的基础上个性化设定[31]。肢体动脉血流阻断压力(Limb occlusion pressure,LOP)的概念是在特定时间通过特定止血带袖带在特定位置施加到特定患者肢体上以阻止动脉血液流入袖带远端肢体所需的最小压力[32]。2009 年美国围手术期执业护士协会根据LOP 推荐的气压止血带充气压力为：成年人肢体动脉血流阻断压(LOP)＜17.3kPa(130mmHg)者为LOP+5.3kPa(40mmHg)，LOP:17.3kPa～25.3kPa(130mmHg～190m mHg) 者 为LOP+8.0kPa(60mmHg)，LOP＞25.3 kPa(190mmHg) 者为LOP+10.7 kPa(80mmHg)；儿童则为LOP+6.7 kPa(50mmHg)[33]。近年来，有研究者提出使用激光多普勒血流灌注成像仪个体化调节止血带充气压力，这些方法可能优于固定参数的LOP 设置法，但使用的安全性和可行性有待于进一步的临床验证[35]。

4 止血带袖带宽度与压力的研究

夏霆等[16]认为当袖带宽度一定时，动脉管壁受到的血流压力越大需要的止血带压力越大；当止血带压力一定时，袖带宽度越宽肢体远端动脉血流越小。Shaw 等[34]在尸体上使用直型袖带测量了气压止血带下肢体的组织压力分布，气压止血带施加到袖带下方肢体的实际压力变化较大。在肢体表面轴向观察时，位于止血带袖带中间位置的皮下组织压力最高，越靠近袖带边缘位置皮下组织压力越低，从袖带中间部位压力最高点到袖带边缘位置压力下降约90%。止血带压力随着组织深度的增加同样会降低，固定袖带位置测量，从肢体表面到动脉周围的压力降低2%左右。在不影响手术操作的前提下，较宽的袖带仅需要较低的止血带压力阻止血液流动，止血带应用副损伤较少。止血带袖带向着更宽和压力更均匀的止血带袖带发展，推动了如弧形气压止血带，均压气囊止血带等新型止血带的出现[37,38]。

5 止血带的缚扎位置

上肢手术一般选择上臂中上1/3 处，下肢手术一般选择大腿中上1/3 处缚扎止血带，为了符合无菌要求，止血带袖带的位置至少距离手术部位15cm 以上[39]。Natalie 等[40]认为区域神经阻滞麻醉配合前臂止血带对肿物切除等门诊手术比上臂止血带更具有优势。James 等[38]认为足踝区域神经阻滞后将止血带置于踝上方，有利于前足和中足部的门诊手术开展。张敬等[19]设计了捆扎于腋肩部的气压止血带，解决了上肢中上段无法使用止血带的问题。但对于大腿中上端的手术，目前仍然没有好的解决方案。止血带缚扎位置需要手术医生根据手术方式合理选择。

6 止血带应用时间的研究

没有完全安全的止血带时限，所以普遍接受的观点是在院前急救和手术中最大限度地精确监控和减少止血带时间，以期降低止血带副损伤发生的风险[39]。研究表明，随着止血带应用时间的增加，止血带袖带远端的肢体因缺血缺氧对细胞的损伤和释放的有害物质也随着时间增加[41]。气压止血带的充气时间是止血带安全使用的重要因素。2020 年止血带应用专家共识给出指导意见：止血带的使用时间应尽量控制在60min 左右；若60min 内无法完成手术，则在术中压迫性止血的情况下松开止血带10min 左右，随后再次驱血加压；术中应用止血带的时间不宜超过3h[6]。潘凡武等[32]认为在高原地区低压、低氧、寒冷等条件下，肢体对缺血缺氧的耐受能力明显降低，止血带的应用时间应严格限制在1h 以内，并尽可能的缩短使用时间。

综上所述，止血带是四肢骨科手术中不可缺少的工具，是手术顺利进行的可靠保证。止血带使用所带来的副损伤可能无法完全避免，但是随着对气压止血带使用时间、压力设置、副损伤及其防治的认识不断加深，可以通过研制新型止血带、个体化使用、严格执行操作规范和加强护理等措施，使止血带的使用达到止血效果满意和副损伤降低的最佳平衡点。目前对止血带的使用时间、副损伤及其防治有了较为统一的认识，但是对止血带的使用部位、使用范围、充气压力还存在争议。随着研究的深入和临床验证，未来设计的止血带应具有合适的形状和宽度，个体化使用最低的充气压力达到满意的止血效果，进一步提高止血带的使用安全性和有效性。