骨水泥植入 综合征

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. BCIS的 临床 征象 和症状

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 ：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 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 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 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 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 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 。

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