You are not connected to the internet and now in offline mode. Only pages or articles you visited while connected will be available.

  1. Virtual Library
  2. Anaesthesia Tutorial of the Week
  3. 骨水泥植入 综合征

区域麻

教程 351

骨水泥植入 综合征

Dr. Denise So
麻醉
住院医师,香港玛丽医院

Dr. Clara Yu
副教授
香港 玛丽医院

编辑M.A. Doane MD
教授
澳大利亚 悉尼 皇家 北岸医院

联系邮箱: atotw@wordpress-1154955-4022140.cloudwaysapps.com

2017年 4月 18日

问题:

阅读前,请尝试回答 以下 问题 ,答案 及 解释见 文末 。 请回答正确或错误:

  1. 骨水泥植入综合征( BCIS 有 以下特点:
    1. 动脉氧合降低
    2. 并发 缺氧、低血压、心律失常和意识丧失
    3. 3 级 严重 BCIS 定义为发生循环 衰竭需行 CPR.
    4. 仅 发生于 植入 骨水泥的 半髋关节 置换术
    5. 仅 发生于 松开 止血带 之前
  2. 以下 病人 特征 易 引发 BCIS
    1. 高龄
    2. 男性
    3. 既往骨科 手术 史 或 内植入物
    4. 服 用 利尿剂
    5. 服 用 β 受体 阻滞剂
  3. BCIS 高危 患者 治疗 过程的关键 步骤
    1. 与 外科 医生密切沟通,高危患者行非骨水泥 型手术
    2. 必要时在 骨水泥 聚合时提高 吸入 氧 浓度
    3. 仅在 施行骨水泥治疗 后 监测 BCIS 发生
    4. 使用 笑气 降低空气栓塞 风险
    5. 确保 外科医生以顺行 方式 注射骨水泥

要点

  • 骨水泥 植入综合征( BCIS 可 能发生 加压骨水泥 所致 的 肺 栓塞
  • 骨水泥型半髋关节置换术 20 并发 BCIS ,其中 1 出现 需行 CPR 的 循环衰竭
  • 处理 BCIS 需要 团队协作,重 点在于 术前 准备、提高警惕 以及及时 治疗

引言

骨水泥植入综合征(BCIS)是填塞骨水泥操作的骨科手术中可能发生的潜在致命并发症。以缺氧和 /或 低血压( 可能 出现意识丧失) 为 特征, 常 发生 于骨水泥 聚合 期。 1 BCIS在 相关骨科手术中的发生率 约 为 严重的 可导致 循环衰竭 发生率 约 为 0.5-1.7 。 2 对于每位 麻醉医生来说, 掌 握围手术期预测 、识别和 处 理 BCIS的 能力 非常重要 。

临床 特点及分类

骨水泥植入综合征的生理表现为动脉血氧降低,以一组临床表现为特征(见图1)。

心血管 改变的表现多样,最常见 的 是平均动脉压、 每搏量 、 心输出量 的 降低 以及 肺血管 阻力增加, 从 而 导致 右 心室 射血分数降低。

BCIS 的 严重 程度 差异很大 大部分 患者 属于 非爆发 型 BCIS ,表现为骨 水泥 聚合 期 前后 出现的明显 但短暂 的 动脉血氧饱和度 和 收缩压( SBP 降低 。 小部分 BCIS 呈现 爆发 型 表现为术中严重 的 血流动力学 改变 可 导致心律失常、休克 和心跳骤停 。 3 2 009 年 Donaldson 等 根据 BCIS 的 严重程度 提出了 三级 分类 法 (见 图 2 3

图1.

图1. BCIS的 临床 征象 和症状

图2

图2 由 Donaldson 等提出的依据 缺氧 、 低血压、意识丧失 程度 所做 的 BCIS 严重 程度分级

BCIS 最常发生于 骨水泥型半髋 关节 置换术, 也 可 见 于其他使用骨水泥的手术 如 全髋 和 全 膝关节 置换 术 。 1 BCIS 通常 发生于 骨水泥 聚合 和 假体植入时, 但是也 可能发生于股骨钻孔 骨水泥 聚合 之前) 时 或  者发生于关节复位或松止血带时(骨水泥 聚合 后

发病率

Olsen等 在 2014 年做了 一个 大型 回顾性研究 该 研究 纳入 了 1080 例 股骨近端骨折 后行 骨水泥型半髋关 节置换术 的 患者。 使用了 图 2 的 BCIS 分级系统 为依据 来 评估 BCIS 的 发病率和危险因素 以及其对 30 天 和 1 年 死亡率 的 影响。 1,3 2014 年的另一项 研究 即 Anaesthesia Sprint Audit of Practice (ASAP) 统计 了 超过 3500 例 行骨水泥型半髋关节置换术 患者 的 BCIS 的 发 病 率 。 4 他们 的 研究结果 如 下 所示 (图 3 。

表3 :

表3 :骨水泥型 半髋关节置换术 BCIS 的 发病率 ,以及各级 对应的 30 天 和 1 年 死亡率

Olsen 团队 的研究表明 BCIS 2 级 和 3 级 的患者 其死亡率 明显高于 1 级 。 严重 的 BCIS 3 级) 可以作为 30 天 死亡率的 预测 指标 ,优势比 16 .35 3 级 BCIS 与 2 级 BCIS 相比, 3 0 天 死亡率 为 2 倍 多, 1 年 死亡 率 接近 2 倍)。 术后 48 小时 内死亡的 患者 中 95 发生了严重的 BCIS 。

病理生理学 机制

BCIS 的 病理生理目前尚未完全 阐明 但是 提出了多个 学说 。

栓塞 模型

术中骨水泥 聚合 期和假体植入时, 为了增强骨水泥 与骨的连接, 会采取 加压方式 使 骨水泥 进入骨间隙。 之 后 骨水泥 在骨与假体之间膨胀,进一步 挤压 空气和骨髓内容物 并有 可能将其 挤入 血管 内进入 循环系统。已经证实 的栓塞内含物包括脂肪、骨髓、骨水泥、空气、骨颗粒 以及血小板和纤维蛋白的聚 合 物 。 3

这些栓子 可能栓塞于 肺部、 心脏和 或冠脉 。 大量 的 肺 部 小 栓子 被 认为是 引起了 BCIS 特征性 的低氧和右心 功能不全 的 原因 并导致低血压。 栓塞引起 的 这些生理变化可归因于栓子的机械效应 以及可 引起 肺血管张 力增加 的 介质 的 释放。

经食管超声心动图显示 心腔 内出现 大量的微小栓子 超声 描述 为 暴风 雪样 改变 从 扩张 髓腔 开始 直 到手 术结束, 。 这些栓子 大小各异, 数量不同 。有 一项研究显示 有 三分之一患者的栓子大于 10mm 。 5

多模式 模型 3 组胺释放 、超敏反应、补体激活

某些反对栓塞模型的学者认为, 栓塞 并不总是与血流动力学改变相关, 并且栓塞程度与低血压或低氧血 症的程度 之间 的 相关性较差 。 他们 认为 栓塞模型不能 解释 BCIS 的所有 表现 ,然而 不同因素 间 的组合 可以 产生 协同作用, 从而导致 BCIS 所有 临床可见的 征象 。

过敏反应 与 BCIS 有 许多共性, 尤其 是 血清组胺浓度的明显升高。 在经常 接触 常用 骨水泥材料 甲基丙烯酸 甲酯 MMA )的 外科医生 中 ,也发现其 血液中的 C3a 和 C5a 水平 增加 ,这 两种成分都是过敏性反应中的 补体 能 有效 介导血管和 气管 的 收缩。 实验动物 模型中也出现 这一情况 结果 相似。 总的来说,这些介 质会增加肺血管阻力,引起通气 灌注 失调 、 缺氧 、 右心室衰竭和心源性休克( BCIS 的特征)。

处理

大不列颠 和爱尔兰麻醉 医 师协会( AAGBI )发布了 2015 年 的 指南, 提出了 三阶段 治疗 方案, 以期 在 髋部 骨折 后行 骨水泥型关节置换术 的 患者中 减少 BCIS 的 发病率 并 加强 BCIS 的 治疗。 6

1. 鉴别 心肺损害 高危 患者

  • 高龄
  • 显著 的心肺疾病
  • 服 用利尿剂
  • 男性

2009年美国国家病人安全委员会( NPSA 的 快报强调,心肺功能储备不良的 BCIS 患者围手术期 死亡率 增加 。 7 Olsen 等 明确 了严重 BCIS 2 级 或 3 级)的 危险因素 (图 4

图4

图4 不同危险因素下发生严重 B CIS 的比值比 OR

尽管充血性 心力衰竭 CHF 或慢性房颤本身并不是 BCIS 的独立危险因素,但 这类 患者 若 服用 利尿剂或 华法林 ,就被 确定为 发生 严重 BCIS 的危险因素。 推测 这一情况 是由于 CHF 患者 ,尤其是 并发慢性 房颤需 要利尿剂和华法林治疗的患者 其 左 心 充盈压增高可能 使其 已 存在肺静脉高压。

不能预测严重 BCIS 的因素包括:

  • 动脉粥样硬化
  • 心绞痛
  • 充血性心力衰竭
  • β 受体 阻滞剂
  • 血管 紧张素转化酶 抑制剂

可能增加 BCIS 发病率 的病症 还 包括骨质疏松症 、 骨转移 癌以及由其 所致 的 髋部骨折。这些病症可能 增加 或 导致 异常的血管通 路 从而使 骨髓内容物 更 易 进入血液 循环 导致栓塞。

2. 术前团队协作, 并明确严重 不良 事件发生时各自的职责

  • 术前 多学科讨论与规划
  • 提前 列出预案和 WHO 安全 手术清单 的 暂停 手术 部分

麻醉 医生、 外科 医生和相关老年科医生 之间的 有效沟通旨在 发现 潜在的 BCIS 患者, 提高围术期警惕性, 降低 风险,减轻 BCI S 的 症状。 有 建议将 讨论 相关手术中骨水泥 灌注列为 WHO 手术 安全 清单的一部分 。 某些研究机构已经 形成并实行 了 新的 骨水泥 戒严 方案 (图 5 8 要求 所有手术成员在假体植入时担任 并 专注于 特定职责 。

图 5

图 5 Coventry and Warwickshire校医院施行的骨水泥 戒严 训练, 用于每一 例 创伤 患者 以及 行 骨水泥型 半髋关节置换术 之前

对于 高 风险 病例, 手术医生 与麻醉医生应当讨论 非 骨水泥型与骨水泥型 关节置换 手术的利弊。 2014 年 NICE 成人髋部骨折管理指南指出, 患者更 乐于接受骨水泥型髋关节置换术 因为它可以提高术后 无痛 活 动 能力 ,降低再次手术的风险。 然而 Olsen 等 2014 关于 BCIS 的研究促使我们 重新审视 非 骨水泥型 手 术 的益处,尽管它有某些合并症 。 9

*本文出版时 暂 未能获得最新版 NICE 指南

3. 术中 职责

图6

图6 减少 BCIS 的 术中关键点

通过 增加 所有 患者骨水泥 聚合 期的吸入氧浓度 避免 血容量 过度丢失 以及在 BCIS 风险增加 前 (特别是 在 骨水泥聚合 期) 提高 血压 确保术前 、 术中 充分 优化。 骨水泥 聚合 期常规使用升压药( 即使是 输注小 低剂量肾上腺素 目前 已 是某些 机构术中方案的组成部分 。

警惕

从股骨头 被切除到 股 骨 髓腔 重建 都 应该警惕心肺 功能 障碍 。 骨水泥 聚合 期 监 测有创动脉 压力 波形或 增 加无创 血压 测量频率。 中心静脉压( CVP )监测有助于 优化容量管理和 强心药使用, 但 CVP 与 BCIS 时 的 肺动脉压力变化 相关性 较差 。 建议高危 患者术中 使用 肺动脉 导管 或 TEE 行 血流动力学监测 但在 实际 工 作中 较难 实现。

麻醉方法 应该 根据不同 病人和手术 做到 个体化 。 目前 还没有关于麻醉 方法 对 BCIS 发病率影响 的 大规模 研究。 但 可以确定的是, 有些手术 技巧 已经被确 认 可以降低 BCIS 的 发病率( 见 图 6 。 外科技术的 改变 是为了 尽量减少骨水泥栓塞 的可能, 包括 对高危患者 使用 非骨水泥假体 。近期 一项使用羊模型的实验研究还探讨 了下腔静脉 IVC )过滤器 在预防肺栓塞 以 及 BCIS 中的作用。 IVC 过滤器 的临床 意义 尚 待 明确 。 10 由于 麻醉 处理 对于 BCIS 的 治疗 主要是支持性的, 一旦 决定手术, 那么 手术 设计就成为影响 BCIS 发生 的唯一变量 。

图7

图7 减少 BCIS 风险的手术 技巧

治疗

全身麻醉下,收缩压的显 著 下降可能预示着 循环衰竭 ,而呼气末 二氧化碳分压 的突然下降可能表明 右心衰竭导致心输出量的 严重降低 。 对 区域麻醉下的清醒患者 而言 BCIS 的早期征兆可能包括呼吸困难 和 或 意识改变 。

由于 缺乏针对 BCIS 的 不同 治疗 方法 之间 比较的临床研究, 目前 的推荐 方案 都是基于病例报 导以及 基本生 理原则的 经验之谈(见 图 7 。

BCIS 情况下 的循环衰竭应 视为 右心衰竭 来 治疗。 总的来说 早期且 积极的复苏是治疗 BCIS 的 基石 。 吸入 100 纯氧是一线治疗手段 并应 根据 临床需要 进 行 必要 的 气道控制 。 改 无创监测为 有创血流动力学监 测 。 对于 严重 BCIS 患者 病人 已经 心跳骤停或 即将 心跳骤停 应 进行 标准 流程的高级 心肺 复苏 ACLS 。建议 行液体复苏以维持 右心室 前负荷, 使用正性肌力药物 增强 心室收缩力。 升压药 (如去氧肾 上腺素和去甲肾上腺素)主要引起外周血管收缩, 升高 主动脉血压,进而 增加 冠状动脉血流,从而改善 心肌灌注和收缩 力 。 患者术后 转入 ICU 治疗 时, 按需 继续使用升压药和正性肌力药。

图8

图8 BCIS 初步 治疗的关键 步骤

BCIS 具有时 间 限制 性, 人体 和动物研究都 证实 肺动脉 压力 在 24 小时 内 恢复 正常。 12 即使 栓塞 引起的 负荷 很重 健康的心脏 也可能 在几秒到几分钟内恢复。 急性 肺动脉高压以及继发的右心衰竭 是可逆 的被认为 是其潜在的机制。 积极 的 维持 稳态和支持治疗 是处理 BCIS 的 根本 。

对于 出现临床可疑症状 但 未达到 严重 BCIS 标准 的患者,应至少在术后 24 小时 内 予严 密 监测 的特护 。

总结

  • BCIS 是骨科手术 潜在的 致命 并发症
  • 骨 髓 内容物 来源 的肺栓塞是 BCIS 的 可疑 病因
  • 快速 出现 的 缺氧、低血压和意识丧失是关键症状
  • 良好的 BCIS 管理包括:患者风险分层 、 术中警惕 、 良好的团队沟通和 快速 复苏

答案

  1. 骨水泥植入综合征( BCIS 有 以下特点:
    1. 正确 这是由 聚合 期髓内压力造成的肺栓塞引起的
    2. 正确
    3. 正确
    4. 错误 BCIS 也见于其他使用 骨水泥的手术,例如髋关节、膝关节 置换
    5. 错误 虽然 典型的 BCIS 发生于 骨水泥 聚合 期,但是在这之前及之后也都可能发生, 还 可能发生于 股
      骨扩髓 、 假体植入 、关节复位 或 松止血带时。
  2. 以下病人特征易引发BCIS正确
    1. 正确
    2. 正确
    3. 错误 首次 植入假体 的股骨具有更多潜在的栓塞物质,而植入 过 内植入物 的 股骨的内表面硬化从而 较
      难 渗透
    4. 正确
    5. 错误
  3. BCIS 高危患者治疗过程的关键步骤
    1. 正确
    2. 正确
    3. 错误 从 股骨头 被移除 外科医生 提示 将要灌注骨髓腔时即应提高警惕,
    4. 错误 使用 笑气 增加 空气栓塞 风险
    5. 错误 逆行 灌注骨水泥 是 减少 BCIS 发病率 的手术方法之一

参考文献及推荐 阅读

  1. Olsen F, Kotyra M, Houltz E et al. Bone cement implantation syndrome in cemented hemiarthroplasty for femoral neck fracture: incidence, risk factors, and effect on outcome. Br J Anaesth. 2014;113:800-806
  2. Griffiths R, Parker M. Bone cement implantation syndrome and proximal femoral fracture. Br J Anaesth. 2015;114:6-7
  3. Donaldson AJ, Thomson HE, Harper NJ et al. Bone cement implantation syndrome. Br J Anaesth. 2009;102:12-22
  4. National Hip Fracture Database. Anaesthesia Sprint Audit of Practice (ASAP).
    https://www.aagbi.org/sites/default/files/NHFD%20anaesthestic%20report.pdf (accessed on 08/08/2016)
  5. Lafont ND, Kalonji MK, Barre J et al. Clinical features and echocardiography of embolism during cemented hip arthroplasty. Can J Anesth. 1997;44:112-117
  6. Association of Anaesthetists of Great Britain and Ireland, Membership of the Working Party, Griffiths R, White S, Moppett M et al. Safety guideline: reducing the risk from cemented hemiarthroplasty for hip fracture 2015. Anaesthesia. 2015;70:623-626
  7. National Patient Safety Agency. Mitigating surgical risk in patients undergoing hip arthroplasty for fractures of the proximal femur. http://www.nrls.npsa.nhs.uk/resources/type/alerts/?entryid45=59867 (accessed on 08/08/2016)
  8. Scrase A, Horwood G, Sandys S. Coventry “Cement Curfew”: team training for crisis. Anaesthesia News 2014;327:8-9
  9. National Institute for Health and Care Excellence (NICE). Surveillance report – Hip fracture (2011) NICE guideline CG124. https://www.nice.org.uk/guidance/cg124 (accessed on 08/08/2016)
  10. Guo W, Zheng Q, Li B et al. An Experimental Study to Determine the Role of Inferior Vena Cava Filter in Preventing Bone Cement Implantation Syndrome. Iran J Radiol. 2015 Jul 22;12(3)
  11. Association of Anaesthetists of Great Britain and Ireland, Membership of the Working Party, Griffiths R, Alper J, Beckingsale A et al. Management of proximal femoral fractures 2011. Anaesthesia. 2012;67:85-98
  12. Byrick, R.J. Cement implantation syndrome: a time limited embolic phenomenon. Can J Anaesth (1997) 44: 107.
  13. Patterson BM, Healey JH, Cornell CN et al. Cardiac arrest during hip arthroplasty with a cemented long-stem component. A report of seven cases. J Bone Joint Surg Am. 1991;73:271

上海交通大学附属瑞金医院
翻译: 林 莉
审校罗 艳

Tutorial Outline

Sign up to receive email updates about our educational opportunities.

By subscribing, you agree to receive emails from WFSA. You may unsubscribe at any time. See our privacy policy for more details