全髋置换术中静脉空气栓塞的防治鼓楼医院麻醉科 李 勇 深静脉血栓（deep vein thrombosis，DVT）和肺血栓栓塞症 （pulmonary thromboembolism，PTE）二者总称为静脉血栓 栓塞症（venous thromboembolism，VTE），同一疾病病程的 两个不同阶段。 DVT形成是血液在深静脉内不正常地凝结，属静脉回流障碍性 疾病，常见于下肢骨科大手术后，是肺栓塞的主要来源。 肺血栓栓塞症是指来自静脉系统或右心的血栓阻塞肺动脉或 其分支所致的疾病。一、静脉血栓栓塞症的概述1.肺动脉栓塞定义:内源性或外源性栓子堵塞肺动脉引起循环障碍的临床和病理综合征组成:肺动脉血栓栓塞（PTE）、脂肪栓塞、羊水栓塞、空气栓塞等。栓子主要来源:深静脉血栓形成（DVT）发病率：近几年有上升趋势，仅次于冠心病和高血压死亡率：下肢的DVT是发生肺栓塞的高危因素，美国每年因PE及DVT住院人数为65万例/年，死亡人数5万例/年，占第3位，仅次于肿瘤和心肌梗死。影响因素：外科手术/创伤/缺少活动排在首位，而外科手术中又以人工关节置换、髋膝部矫形术后的肺栓塞发生率为最高。2. 影响VTE的因素VTE是一种多因素疾病，在遗传、后天获得和环境危险因素之间有关联。外科手术是VTE形成的一个主要危险因素矫形外科手术静脉血栓栓塞的发生率则显著高于其他外科手术的患者。表 各种住院外科患者DVT的发生率危险组DVT发生率（%）妇科大手术患者1540泌尿外科大手术1540神经外科1540 普通外科2040单纯 下肢骨折2045股骨骨折4060大创伤4080髋和膝部关节置换术4084脊髓损伤6080二、静脉空气栓塞是全髋置换术术 中严重的并发症之一 全髋置换术（Total Hip Replacement ,THR）中，患者 发生严重低血压、心跳骤停，甚至突然死亡的情况常有 报道 机理: F甲基丙烯酸甲酯单体（methylmethacrylate monomer,MMM）的过敏和毒性反应、 F脂肪和骨髓碎片栓塞 F组织凝血原激酶的活性增加 F神经刺激性反应增加随着监测技术的改善，发现静脉空气栓塞可能是全髋置 换术中心肺功能障碍的一个主要原因。1.全髋置换术中静脉空气栓塞发 生机理发生空气栓塞的必要条件空气来源血管内外压力差血管破口THR 术中发生空气栓塞的主要气体来源F扩髓后进入股骨骨髓腔的空气，大约有10-25mlF甲基丙烯酸甲酯单体(MMM) 发生聚合反应时，在股骨假体周围可产生约2600 卡的热量，血液变热，使溶解在血液中的一部分气体释放出来，形成气体栓子THR 术中骨髓腔内的压力如何增加？F扩髓后置入骨水泥，把空气封闭在股骨腔远侧，当股骨假体被置入时，股骨腔内的压力急剧升高，可达300-900mmHgF甲基丙烯酸甲酯单体(MMM) 发生聚合反应产生热量可使骨髓腔内的压力增加20%血管破口怎么形成？F骨髓的静脉窦壁很薄，大约仅有3-4 个细胞的厚度，并且缺乏肌层。F骨髓的静脉窦直接和骨髓的静脉相通。F扩髓时，骨髓的静脉窦被破坏，空气经破裂的静脉窦进入静脉系统形成空气栓塞2. 临床征象进入静脉的空气量、进入的速度和病人心肺 功能的代偿情况是决定病情严重程度的主要因 素。少量的气体可无任何临床表现气体较多时，病人表现为肺动脉压增高，右心 衰竭，CVP增高 、呼气末CO2 下降、动脉压下 降、动脉低氧血症和高CO2 血症。严重时可发生心跳骤停，甚至突然死亡。这些征象发生在股骨假体植入的3-5min内，常 在10min 分钟内缓解。 当用椎管内麻醉时，病人可诉胸部不适、呼吸 困难、咳嗽、烦躁、昏迷。 一般情况差，合并严重心肺疾病的患者更易出 现严重的后果。 在一项用狗进行的研究中显示，静脉空气注射 的平均致死剂量为5ml/kg。3. 发生率THR 时，右心中气体栓子的检出率很高，但有 严重症状的发生率不高，死亡率就更低。Propst 等用TEE对20 例行THR 的患者进行术 中监测，发现全部患者的右心都有气体栓子， 其中10 例病人的右心房完全或几乎完全充满 气体栓子，但无一例发生严重低血压。Michel 用多普勒超声监测49 例THR 患者，空 气栓子的阳性率为30.6%，仅有两例发生严重 低血压。Spiess 等用心前区多普勒超声监测70 例THR 患者，40 例为阳性（阳性率为57%），共发生 多普勒超声空气栓子阳性率事件70 次，且有 相应的血压下降30 次（MAP 下降20%）。THR 中因空气栓塞的死亡率尚无统计报道。Charnley 报道10356例THR，有两例死亡。Mayo Clinic 报道，1684 例病人行2012 次手 术，死亡9 人，死亡率0.4%。空气栓塞的发生 率和病人的年龄、性别、体重以及合并症无明 显相关。4.监测经食道超声心动图（TEE） TEE 是监测心内气体栓子的最敏感方法。 一般从经胃短轴和四腔长轴两个切面观察。 直径小于2mm 的栓子都能直接清楚的显示。它可敏感 地检测节段性室壁运动异常（SWMAs，segmental wall motionabnormalities）。 THR 时，超过一半的患者发生SWMAs 或原有的SWMAs 程度加重，左右心室都可累及，并且和心内出现栓子 的时间相吻合。 另外它可清楚显示心内分流，为反常栓塞（ Paradoxical Embolism）提供诊断依据。经食道或心前区多普勒超声血流探查和听诊空气进入右心时，就会使正常心内血流的方向和速度 发生变化，可用多普勒超声观察这些变化经食道或心前区多普勒超声检查,在发生静脉空气栓塞 时，每次心跳规则的双心音图变得不规则，出现频率 为3-5Hz，间期为100-300ms，幅度为原来的150%的不 规则的频移。THR 时，这种变化通常在股骨假体植入时发生多普勒听诊静脉空气栓塞典型的表现为磨轮样杂音（ mill-wheel murmur），但敏感性可能较差。心前区听诊当进入静脉的空气量大于1ml/kg 时，在心前区可听到典型的磨轮样杂音，类似咬碎脆玉米片（crunching of cornflakes）发出的声音。ETCO2 、血流动力学和动脉血气少量静腔空气栓子进入右心后，通过肺滤过排出，不会有明显的体征和表现当大量空气栓子进入时，就会表现为肺动脉压增高、ETCO2 的下降、心排血量和血压下降、中心静脉压增高、低氧血症和高CO2 血症、心律失常甚至心跳骤停而死亡。这些表现非空气栓塞所独有，因而特异性不高。呼气末N2（ETN2）TEE监测心内空气栓塞虽有很高的特异性和敏感性,但要求昂贵的设备和特殊的技巧，国内近期内很难推广呼气末CO2 、血流动力学和动脉血气变化往往滞后。研究表明，围术期ETN2的变化可有助于静脉空气栓塞的早期诊断。静脉空气栓子的主要排出途径是肺泡。在用纯氧通气进行全麻期间，ETN2 浓度基本为零当发生静脉空气栓塞时，空气栓子中的N2 会弥散到肺泡中，引起ETN2 浓度明显升高Matjasko 等发现，无论单次静脉注射和持续输入空气（1ml/kg/min），ETN2 的升高明显早于ETCO2 的下降。只有当心输出量明显下降或肺动脉栓塞严重时，ETCO2 才会显著下降，而且影响ETCO2 的因素很多。因而在诊断静脉空气栓塞时，ETN2 的特异性和敏感性明显高于ETCO2 5. 诊断 术中有TEE 监测时看到右心内出现气体栓子 全麻纯氧通气期间ETN2 突然升高，又排除了氮气的其它 来源 同时或随后出现的ETCO2 的下降、血压下降、SPO2 降低 、中心静脉压增高、肺动脉压增高、低氧血症和高CO2 血 症、心律失常等临床征象，即可确诊。 如无TEE和ETN2监测，在植入股骨假体后10min 内出现上 述临床征象，心前区听诊有典型的磨轮样杂音，也应立 即进行静脉空气栓塞治疗。6. 预防 手术操作的改进THR 中发生静脉空气栓塞的气体来源主要是扩髓后进 入髓腔的空气，因而骨科医师已尝试使用多种方法以 减少髓腔的空气和压力F置入骨水泥时在髓腔内插入一通气管F用一长嘴的骨水泥填充器由髓腔远端向近端填充骨 水泥F股骨远端钻孔减压F植入股骨假体前髓腔内吹入CO2 等，可不同程度地 减少空气栓塞的发生率和严重程度。避免使用笑气吸入麻醉N2O 有气腔扩大作用。60%-70%的N2O 吸入可使血中气体栓子的体积增大数倍。用75%N2O 吸入麻醉的兔子，气栓的中位数致死剂量比不使用N2O 的兔子减少了3 倍。Ngai等报道3 例在N2O 麻醉下行THR 术发生空气静脉 栓塞的病人F在股骨假体植入时，血压下降，心脏听诊有磨轮 样杂音。F停用N2O 和麻黄素后，症状在10min 内缓解。F1 例继续用N2O 麻醉，数分钟又出现气栓症状，停 用N2O 后又迅速缓解。F若使用N2O 麻醉，应在股骨假体植入的前后10min 内停止使用。7 .处理一旦发现有空气栓塞，应立即通告手术医师，暂停手术，检查静脉通路有无空气进入；停用N2O 吸入，纯氧通气；经中心静脉导管抽吸心内气体升压药维持血压头低左侧卧位或半左侧卧位吗啡静脉注射等。心跳停止时按心肺复苏的原则抢救。理论上发生静脉空气栓塞时，从右心抽出空气是理想的处理方法。 Andersen 观察6 例THR，术前用14 号套管在X 线导引 下从前臂静脉置入右心房，超声探头置于第三肋间胸 骨右缘进行监测。6例中有5 例超声指标有气体栓子， 持续时间为153 秒，仅有一例抽出3ml 气体，3 例抽 出少量泡沫，1 例末抽出气体。 在一项神经外科的研究中，超声发现69 例病人中27 例有空气栓子，20 例从中心静脉中抽出空气，最多的 1 例有5ml。中心静脉导管在心脏中的位置可能是能否 抽到气体的主要因素。 Artru 在用狗进行的实验中显示，通过增加中心静脉 导管上的侧孔数，增加了空气吸出量，提高了抢救复 苏率。8.反常空气栓塞 反常空气栓塞（Paradoxical air embolism）指静脉 内的空气栓子进入动脉系统，引起器官的动脉栓塞， 当栓塞发生冠状动脉和脑内动脉时，可引起严重后果 ，甚至死亡。 肺毛细血管的直径通常在20m 以下，空气栓子一般 不会通过肺静脉进入左心室。心内分流可能是静脉栓 子进入体循环的主要途径。 尸解显示，20%-35%的人有可探查的卵圆孔未闭（ probe-patent foramen ovale），即右房压力高于左 房时，就会出现右向左的分流。TEE 研究也显示5%-10%的成年人存在有血流 通过的卵圆孔未闭（Flow-patent foramen ovale） Propst 等在20 例THR 中也观察到1 例有血流 通过的卵圆孔未闭。这种解剖上的缺陷可能是 导致反常栓塞的主要病理基础。 Mehta 等研究了不同容量的气体注入静脉后右 房压和左房压的变化。注入2.0 或2.5ml/kg 的 气体可使右房压显著高于左房压，当使用50% 的N2O代替纯氧通气时，这种效应更为明显。lPEEP 通气也可使右房压高于左房压。当右房 压高于左房压4mmHg 时，就会通过未闭的卵 圆孔产生50%的右向左分流。l有些病人出现反常栓塞，但死后尸检未发现有 心内分流通道，提示栓子可能是通过肺毛细血 管而造成栓塞的。l肺动脉压升高、气栓直径减小以及氨茶硷预处 理都可增加反常栓塞的可能性。 对反常栓塞的病例，尽早使用高压氧仓治疗。