原发性高血压患者全膝关节置换术后低钾血症发生的多因素分析

来 璇 张 华 王海军 韩永正 姜 玲

(北京大学第三医院老年内科，北京 100191)

随着我国老龄化社会的加重，退行性骨关节病发病率逐年增高，因严重的退行性膝关节炎接受全膝关节置换术(total knee arthroplasty, TKA)的病人也日益增长。由于患者多数为中老年人，常合并原发性高血压。合并原发性高血压行TKA患者，术后发生心律失常、心肌缺血等心血管并发症的风险增高。另外，TKA患者术后低钾血症发生率可达3.75%[1]，低钾血症和高血压的共同作用导致心血管风险进一步升高，甚至引起严重后果。然而，关于原发性高血压TKA患者术后低钾血症预后因素的研究很少。为明确原发性高血压患者TKA术后发生低钾血症的预后因素，本研究选取我院运动医学研究所接受TKA的原发性高血压患者为研究对象，探讨影响原发性高血压患者TKA术后低钾血症发生的因素，旨在减少低钾血症及其并发症的发生。

1 临床资料与方法

1.1 一般资料

采用回顾性病例-对照研究，筛选我院运动医学研究所2016年1～10月169例原发性高血压行TKA，纳入标准：①既往诊断为原发性高血压[采用中国高血压防治指南2018年修订版标准[2]：收缩压≥140 mm Hg和(或)舒张压≥90 mm Hg]；②退行性膝关节炎需要行TKA(手术指征参考2018年版骨关节炎诊疗指南[3])；③临床资料完整，术前血钾均在正常范围(我院血钾正常值3.5～5.5 mmol/L)，均无手术禁忌；④手术类型为单侧TKA；⑤术后常规补液1000 ml，输液速度200 ml/h。排除标准：①继发性高血压，如肾脏疾病、肾动脉狭窄、内分泌系统疾病(嗜铬细胞瘤、库欣综合征、原发性醛固酮增多症)引起的血压升高；②继发性膝关节病变；③临床资料不完整；④手术类型为双侧TKA；⑤术后因病情需要改变补液量及输液速度。

169例中，男38例，女131例。年龄(66.9±7.2)岁(48～81岁)。术前血红蛋白(127.4±7.1)g/L(114.0～139.0 g/L)，血糖(5.4±0.6)mmol/L(5.0～6.9 mmol/L)，血钾(3.8±0.3)mmol/L(3.6～4.2 mmol/L)，血肌酐(70.2±8.0)μmol/L(52.0～79.0 μmol/L)，血尿素氮(4.9±1.0)mmol/L(3.3～5.9 mmol/L)，估算肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate,eGFR)(80.9±9.6)ml·min-1·(1.73 m2)-1[74.5～105.1 ml·min-1(1.73 m2)-1]。根据美国麻醉医师协会(American Society of Anesthesiologists，ASA)分级，Ⅰ级89例，Ⅱ级60例，Ⅲ级20例。169例原发性高血压根据《中国高血压防治指南(2018年修订版)》高血压的分级标准，1级87例，2级67例，3级15例；收缩压(145.3±5.4)mm Hg(121～156 mm Hg)，舒张压(76.7±8.0)mm Hg(65～86 mm Hg)。病程1～50年，中位数10年。长期(>3个月)口服钙通道阻滞剂(calcium channel block，CCB)115例，其中二氢吡啶类100例，口服血管紧张素转换酶抑制剂(angiotensin converting enzyme inhibitor，ACEI)或血管紧张素受体拮抗剂(angiotensin receptor blocker，ARB)65例，β受体阻滞剂26例，利尿剂11例。口服1种降压药物104例，2种降压药物54例，3种及以上降压药物11例。合并糖尿病45例，冠心病10例，脑血管病15例，动脉粥样硬化92例。

1.2 方法

1.2.1 分组方法 采集患者术前1 d空腹静脉血，检测血钾、血红蛋白、血葡萄糖、血尿素氮、血肌酐值，并根据血肌酐值计算eGFR[4]。术前常规完善胸部X线、心电图检查，均无手术禁忌。术后当日常规于静脉补液中补充氯化钾3 g。术后麻醉苏醒后即恢复饮食，所有患者围手术期均无饮食异常、腹泻等不适。术后第1天晨起空腹静脉血检测血钾(常规静脉补钾后血钾值)，依据术后血钾水平分为2组：术后低血钾组(血清钾<3.5 mmol/L)和术后正常血钾组(≥3.5 ～<5.5 mmol/L)，2组形成过程见图1。

图1 169例原发性高血压TKA术后血钾分组形成过程

1.2.2 手术方法 全身麻醉146例，椎管内麻醉23例。均行单侧TKA。手术步骤[5]：300 mm Hg气囊止血带压迫止血，取膝前弧切口，股四头肌腱内缘纵行切开并在髌骨上极进入关节，充分暴露关节，切除部分滑膜、股骨内外髁骨赘，电刀杀死髌周神经，切断并清理前后交叉韧带，去除滑车内缘及胫骨内侧骨赘，切除内、外侧半月板。Whiteside线上距离髁间窝缘10 mm定位髓腔开放孔，测量股骨尺寸。安置四合一股骨切骨器切骨，用滑车槽切骨器制备滑车槽。胫骨近端切骨定位器定位后切胫骨，测量胫骨尺寸。安装股骨胫骨试模，见切骨面与假体匹配优良。取出试模，冲洗切骨面，用抗生素骨水泥安装胫骨、股骨、髌骨假体，清理外溢骨水泥后安装垫片。逐层缝合切口，棉花夹板加压包扎固定。记录手术时间(从切开至缝合完毕)、术中出血量(依据麻醉记录单)、术中输血量(依据麻醉记录单)、术中输液量(依据麻醉记录单)。

1.3 围手术期镇痛方式

所有患者口服双氯芬酸钠缓释片75 mg/d，术前1 d持续至术后1周。术后根据适应证行股神经阻滞(femoral nerve block，FNB)镇痛141例，非股神经阻滞(non-femoral nerve block, NFNB)镇痛28例(1例膝关节周围浸润镇痛，27例静脉自控镇痛)。术后常规给予局部冷疗镇痛。记录术后24 h内最大疼痛数字评分(Numerical Rating Scale，NRS)：0分无疼痛，1～3分轻度疼痛，4～6分中度疼痛，7～9分重度疼痛，10分剧烈疼痛。

FNB方法：超声定位，在神经刺激器引导下行股神经置管，2%利多卡因5 ml+1%罗哌卡因5 ml+0.9%氯化钠10 ml经股神经置管推入，推注完毕后，给予0.2%(体积分数)罗哌卡因持续48 h股神经管泵入。

1.4 统计学处理

2 结果

169例手术顺利，未出现手术并发症。56例术后出现低钾血症(2.60～3.49 mmol/L，中位数3.32 mmol/L)，经积极补钾后纠正，未发生低钾血症相关并发症。单因素分析显示2组间CCB、术中出血量、围手术期镇痛、术前eGFR、术前尿素氮、术前血钾差异有显著性(P<0.05)。年龄、性别、合并症(糖尿病、冠心病、脑血管病、动脉粥样硬化)、降压药类型(CCB、ACEI/ARB、利尿剂、β受体阻滞剂)、降压药物种类、ASA分级、麻醉方式、手术时间、术中补液量、输血量、术后氯化钾补充量、术后24 h内最大疼痛数字评分、术前血红蛋白、血糖、肌酐差异无显著性(P>0.05)，见表1。

表1 原发性高血压患者TKA术后低钾血症的单因素分析

将单因素分析中有统计学差异的因素(CCB、术中出血量、围手术期镇痛、术前eGFR、术前尿素氮、术前血钾)作为自变量，以术后低血钾为因变量，logistic回归分析结果显示术前血钾、围手术期FNB、CCB与术后低血钾存在相关性(P<0.05)，其中术前血钾水平高、围手术期FNB为术后低血钾的保护因素(OR<1)，CCB为术后低血钾的危险因素(OR>1)，见表2。

3 讨论

围手术期低钾血症会导致心律失常、心脏骤停等心源性事件发生率增高，7.84%的患者出现心律失常，0.043%的患者可能出现心脏骤停[6]；胃肠蠕动减慢引起腹胀或麻痹性肠梗阻；神经肌肉兴奋性降低，出现肌肉无力、腱反射减弱；或伴有酸碱代谢紊乱；精神行为异常，产生谵妄[7，8]。TKA在我院运动医学研究所常规开展，患者群体多为老年人，这些患者本身合并原发性高血压等基础疾病较多，高钠饮食及口服降压药物导致TKA术后发生低钾血症的风险升高[9]，若术后出现低钾血症更容易导致上述并发症，可能引起严重后果[10，11]。张少云等[1]报道加速康复外科模式下160例TKA，术后发生低钾血症6例(3.75%)，主要原因为围手术期禁食、过量补液所致，但未深入分析降压药物、术后镇痛等因素对术后血钾的影响。本组169例平均年龄66.9岁，其中合并糖尿病45例、冠心病10例、动脉粥样硬化92例，可见，本组患者合并症较多。术后56例(33.1%，56/169)发生低血钾，明显高于张少云等[1]报道的TKA术后低钾血症发生率3.75%，分析原因为加速康复外科模式在围术期应用口服营养理念，TKA患者术前禁饮食时间缩短、术后早期即可进食。临床观察中本组未发生因低血钾导致的上述并发症，分析原因为术后低血钾发现及时，并给予纠正。单因素分析显示，低血钾组和正常血钾组入院收缩压和舒张压差异无统计学意义，提示血压与术后低血钾无明显相关性。多因素分析显示，术前血钾水平是术后低血钾的独立保护因素，即术前血钾水平越高，术后出现低钾血症的风险越低，且较低的OR值提示这种保护作用效果明显。因此，我们认为对于需要接受TKA的中老年患者而言，术前常规监测血钾水平，术后及时补充氯化钾，是减少围手术期低钾血症便捷和行之有效的方法。

表2 原发性高血压患者TKA术后低钾血症logistic回归分析

既往研究显示，围手术期焦虑、疼痛等应激因素会提高肾上腺能系统的活性，进而激活 β-2 受体和Na/K-ATP酶，导致钾离子向肝脏及细胞内转移，引起血清钾降低[12，13]。术后疼痛作为一种较强烈的应激，会导致儿茶酚胺类分泌明显增加。然而，Adams等[14]研究骨科手术后疼痛评分与儿茶酚胺升高之间的关系，不同组术后疼痛评分差异无统计学意义，儿茶酚胺升高却存在统计学差异，故认为术后疼痛会导致儿茶酚胺的升高，但疼痛程度可能与儿茶酚胺的升高程度无关。我们的研究结果也表明，术后低血钾组与术后正常血钾组24 h内最大疼痛NRS无明显统计学差异(Z=-0.149,P=0.882)，也间接证明术后疼痛引起低血钾的机制可能依赖于儿茶酚胺的升高，而不是疼痛程度。术后疼痛还会给患者带来包括精神方面的多种影响，引起睡眠障碍、精神萎靡，常伴有食欲下降、营养欠佳，进而导致摄入不足出现术后低血钾[15]。

TKA由于破坏正常骨及软组织较多，术后疼痛程度较重，常需要术后镇痛。FNB、收肌管阻滞、静脉病人自控镇痛、关节周围注射及口服止痛药物是TKA术后常用的镇痛方法。为实现更好的镇痛效果，常采取多模式镇痛。本研究2组患者均采用基于口服止痛药物的FNB、静脉病人自控镇痛等综合方法进行术后镇痛，区别在于术后低血钾组FNB比例低于正常血钾组，多因素分析提示FNB是术后低血钾的独立保护性因素。Romano等[16]研究术后镇痛对狗肾上腺激素分泌的影响，FNB不仅能明显减少疼痛反应，更重要的是能降低狗循环血液中肾上腺激素水平即减轻应激反应。Kim等[17]研究表明术后镇痛通过减少儿茶酚胺分泌进而降低腹腔镜胆囊切除术后低钾血症的发生率及严重程度。我们的研究显示FNB能降低TKA术后低钾血症的发生风险，可能是基于FNB能降低疼痛应激及儿茶酚胺分泌的机制，同时FNB减轻患者疼痛、改善术后精神状态和食欲，保证充足的钾摄入也是可能的原因。在目前FNB广泛应用于膝关节手术的现状下，FNB是一种成熟的术后镇痛方式，且对TKA围手术期持续FNB与病人自控镇痛比较的meta分析也表明持续FNB有更好的镇痛效果[18]。因此，符合适应证的TKA患者可优先考虑行FNB。

CCB作为广泛应用的一线降压药物，很多老年原发性高血压患者需要长期口服CCB。CCB的主要降压机制是扩张血管，但可能导致继发交感神经系统激活，引起血液中儿茶酚胺水平升高[19，20]。硝苯地平和氨氯地平两种常见的二氢吡啶类CCB能激活交感神经系统引起肾上腺素分泌增多[19]。多数的CCB还可以激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统(rein-angiotensin-aldosterone-system，RAAS)导致肾素及醛固酮水平升高，其中就包括二氢吡啶类CCB[21]。本研究显示，术后低血钾组围手术期口服CCB的患者比例高于术后正常血钾组，多因素分析提示CCB是术后低血钾的独立危险因素。术后低血钾组应用的CCB以氨氯地平和硝苯地平为主，基于以上分析，我们认为围手术期口服二氢吡啶类CCB控制血压，但可能会激活交感神经系统及RAAS系统，前者导致儿茶酚胺升高、后者醛固酮升高起到“保钠排钾”作用，最终引起术后低血钾。本研究提示对于TKA术前合并原发性高血压的患者，若长期口服二氢吡啶类CCB，需警惕术后发生低钾血症的风险。

利尿剂作为常见的降压药物，通过增加尿量减轻循环前负荷而降低血压。原发性高血压患者口服利尿剂，低钾血症发生风险明显增高[10]。本研究结果显示TKA患者口服利尿剂不是术后发生低血钾的危险因素，可能原因为本组口服利尿剂患者数量有限。肾功能也会影响血钾水平，我们的单因素分析结果提示术后低血钾组尿素氮水平低于术后正常血钾组，eGFR高于术后正常血钾组，差异具有统计学意义(P<0.05)，但多因素分析未显示术前血尿素氮和eGFR与术后低血钾症的相关性，因此，在术后低血钾组病例中，肾功能未对术后低血钾症的发生带来影响。

综上所述，本研究结果表明术前血钾水平高及围手术期FNB能降低原发性高血压患者TKA术后低钾血症发生的风险，口服CCB类降压药物增加术后低钾血症发生的风险。