老龄患者在人工关节置换术时发生的骨水泥反应综合征是一个不容忽视的严峻问题。本文对这种并发症的可能原因以及有效措施等进行了深刻的思考。骨水泥反应综合征是指在骨水泥植入数分钟后出现一系列严重并发症，其特征表现包括急性低血压、低氧血症、心律失常、心跳骤停、心肺功能障碍等，有的甚至引起死亡。这一现象已经引起了国内外广大医务工作者的特别关注和广泛研究。

骨水泥植入综合征

骨水泥植入综合征Bone Cement Implantation Syndrome (BCIS) 是一种少见但非常严重的骨科手术并发症，常发生于髋或膝关节置换手术时骨水泥假体植入过程中。

BCIS的临床特征有：

  • 血压下降

  • 脉搏氧饱和度下降

  • 心律失常

  • 心跳骤停等

发生机制

BCIS的发生机制有：

  • 骨水泥中特定成分（甲基异丁烯酸酯）对心肌的毒性作用、直接抑制心肌作用

  • 组胺释放引起外周血管广泛扩张

  • 脂肪、空气和骨髓颗粒栓塞

  • 术中扩髓过程中组织促凝血酶原激酶的释放

1、对心肌的毒性作用、直接抑制心肌

  • 可表现为心肌收缩力减弱或传导系统异常，出现心输出量下降或心律失常。

  • 有实验发现，应用骨水泥组术后心肌酶AST、CK-MB数据是升高的。

2、组胺释放引起外周血管广泛扩张

  • Tryba等人通过测定骨水泥植入前后血清组胺浓度发现，所有植入骨水泥的病人血清组胺浓度的增加均大于0.5～1ng/ml，同时伴有收缩压下降，而植入骨水泥前使用H1、H2受体拮抗剂可有效防治心血管功能的变化。

  • 血清组胺浓度在骨水泥植入后会升高被证实后，过敏反应机制在骨水泥植入综合征中的重要作用已经被重新认识与关注。

  • Tryba等认为，术前合并心血管疾病和低血容量的老年人即使中等程度的组胺释放都将引起严重的、有时甚至是致命的心血管并发症，其发生可能是多项因素（如低血容量、心肌功能不全、心律失常、栓塞和组胺释放等）联合作用有关。

3、促进血小板聚合，激活凝血系统

  • 部分研究发现，骨水泥单体可促使血小板聚合。而Dahl等人发现，骨水泥单体大量入血可激活凝血系统，使肺毛细血管床凝血酶（thrombin）产生的可能。

  • 另有人发现，使用骨水泥后血浆凝血酶－抗凝血酶复合物（thrombin-antithrombin complexes，TAT）增加了2.5倍，组织纤维蛋白酶原激活因子（tissue plasminogen activator activity，tPA）活性增加了7倍。严重者有引起播散性血管内凝血（DIC）的可能。

4、术中扩髓过程中组织促凝血酶原激酶的释放

  • 髓腔内操作如扩髓腔和假体植入形成的巨大压力，以及扩髓腔后形成的大量扩张的毛细血管创面，均可导致骨水泥、脂肪滴以及碎骨屑等快速进入血循环形成微栓或因产热使气体膨胀进入血循环形成气栓。

  • 目前的研究显示严重的栓塞事件和术中肺功能减弱在传统的骨水泥关节成形术中是比较常见的。

  • 实验结果也明显的证明了非骨水泥关节成形术及用Bone-Vacuum这种新的粘合技术的手术术中栓塞并发症明显减少。

还有研究证实：

  • 普通病人在行全膝或全髋置换术时发生栓塞现象，但并不表现出严重的全身或右心血流动力学方面的改变，插入骨水泥假体也并不影响血流动力学的稳定。

  • 这就说明栓塞的发生与患者术前的心肺合并疾病有着重大的关系。

临床表现

1、低血压、休克

  • 最为常见，在早期的临床观察中，骨水泥植入后病人发生低血压的几率为1/3，平均动脉压下降幅度为15到40mmHg不等。

  • 部分病人可自动恢复，部分病人需使用麻黄碱或复合使用多巴胺才能恢复，少数病人可出现顽固性低血压、休克、肺水肿和低氧血症而死亡。

  • 在>65岁的患者发生率较高，尤其术前合并低血容量和心脏疾病的患者。

2、心律失常

  • 骨水泥植入后可出现心动过缓、心动过速、室性心律失常，甚至恶性心律失常，其中以心动过缓发生率最高。

  • 临床上可遇到患者心率从80～90次/分降到35～50次/分，几近发生心脏停跳。

3、弥漫性肺微血管栓塞和下肢深静脉血栓形成

  • 骨水泥与假体植入后病人表现出肺微栓的症状，动脉血氧分压降低和呼末二氧化碳降低，低氧血症可持续到术后。

Javad Parvizi 等对13个在进行骨水泥髋关节成型手术中死亡的病人尸检发现，11个可见肺部骨髓微栓塞（图1），3个可见聚甲基丙烯酸甲酯颗粒（图2）。

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有学者报道一组全髋置换术后下肢深静脉血栓形成的情况，其中使用骨水泥者发生率高达33.33％（34/102），而非骨水泥组仅为6.33％（5/79）。

1998年Tsujiton等人报道了两例（71岁和76岁）双髋置换术中骨水泥植入发生肺栓塞的情况，病人很快发生循环衰竭，分别于3.5h和1h后死亡。术后病理检查证实病人整个肺血管、动脉和毛细血管均有脂肪颗粒存在。

Heisel等人则发现，尽量清洁骨髓腔或不用骨水泥则血中栓塞样物质明显减少。

4、低氧血症

  • 在骨水泥植入之后立即可见低氧血症，可持续至术后5天。

  • 发生缺氧必须首先肯定是否有特殊原因，如下坠肺的肺不张、换气不足、或液体过量。

  • 除外特殊原因，全髋手术后持续几天的缺氧，可能就是股骨干水泥栓子或脂肪栓塞的作用。

5、心跳骤停与死亡率

  • 骨水泥植入后心跳骤停的情况有散在报道，而国外报道的死亡率大约为0.6～1％，有的高达11.5％（6/52）。

  • Andersen报道了4例因骨水泥引起的心跳骤停，其产生可能与骨水泥聚合产热，引起热血损害（thermal blood damage）致静脉气栓形成有关。

骨水泥反应综合征有何危害

1、呼吸系统方面的危害

随着年龄的增长以及老化进程的发展，老年人呼吸系统功能储备减少，呼吸肌的肌力减退，胸廓的顺应性也降低。统计学资料显示，人到70岁时，呼吸肌的功能减退35%，表现为吸气和呼气能力显著降低。老龄人肺功能的退化使老龄患者对肺损伤的耐受性非常的差，当骨水泥反应综合征造成老龄患者发生肺栓塞时，患者很容易发生肺功能代谢失偿，从而产生一系列的严重并发症，最终造成老龄患者的死亡。

2、神经系统方面的危害

骨水泥反应综合征会造成患者发生严重的急性缺氧和低灌注血量，导致患者发生严重低氧血症，脑组织血液灌注不足，从而使患者出现脑组织代谢功能障碍，进而导致弥漫性脑组织损害及一系列神经精神异常的临床综合征。脑组织的代谢活动主要依靠有氧糖代谢，对缺氧十分敏感，因此严重缺氧或治疗不及时可导致局部脑神经元的坏死、凋亡等不可逆损害,造成中枢神经系统的不可逆损伤。

不同部位的脑组织对缺氧的敏感性不同，大脑皮质、海马神经元最敏感，其次为纹状体和小脑[1]。前扣带回属于大脑皮质的原皮质和旧皮质部分，具有重要的情感调节和高等认知（学习、记忆等）作用，被认为是执行功能的神经基础[2-3]；严重缺氧的患者会出现前扣带回功能以及其他神经组织受损，一旦患者中枢神经系统失去代偿反应能力，患者就会出现各种行为、神经等功能表达异常。

有资料报道[4]，急性重复缺氧可造成患者脑神经细胞的严重损害，患者会出现行为、记忆、认知、个性、情感等方面发生异常表达。

3、心血管循环系统方面的危害

由于老龄人机体心血管系统对β-肾上腺素能反应性降低，导致心血管系统的反射性保护功能受损，致使在低血压的情况下，机体自行调节能力明显减退。

在人工关节置换术中植入骨水泥时，单体（LMMA）吸收入血后，不仅具有心肌抑制的毒副作用，还会导致血管扩张、血流瘀滞及血压下降等，使得体循环血量严重不足；

再加之骨水泥反应综合征所造成的肺栓塞、肺动脉高压，使得右心排血阻力增大和肺循环血流不足，严重者可造成患者右心功能衰竭和严重气体交换障碍，直接威胁患者生命安全。

4、肾功能的危害

老龄人的肾血流量随着年龄的增长逐渐下降，其下降的速率约每10年为10%，主要肾皮质血流量的减少；当老龄人严重肾血流量不足时，容易发生肾功能衰竭。骨水泥反应综合征会造成患者严重低氧血症和低血压，造成肾血管阻力增加，肾血流量减少和严重肾脏灌注不足等，故极易造成老龄患者

发生肾功能衰竭。

5、其它方面的危害

骨水泥反应综合征还具有对肝脏的毒性，可能会使肝功能不全的老龄患者病情加重或发生肝功能衰竭、低氧血症、高碳酸血症等造成电解质、酸碱平衡失调，影响心肌细胞的除极和复极过程，并易引发致死性心律失常而危及生命[5]。

另外，老龄患者在人工关节置换术手术期间发生骨水泥反应综合征时，若经过积极的抢救处理仍然出现不可避免的并发症或不良后果，难免发生医疗纠纷。同时，医务人员和患者家属都会有一定程度的心理伤害。

如何应对骨水泥反应综合征

1、预防措施

（1）麻醉医师认真执行术前访视

术前，麻醉医师要对老龄患者进行积极有效的术前访视工作，严格评估老龄患者的各个器官、系统等功能并选择最合适的麻醉方法。对椎管内麻醉的患者，术中要充分供氧，以维持心肌的氧供需平衡，保护各个器官的功能。

（2）手术医生的规范操作

严格应用特制切割工具，尽量减少骨质碎屑的生成；严格遵循现代骨水泥灌注技术的应用，彻底清理髓腔，并保持干燥髓腔，且保证在骨水泥的植入过程中进行真空负压吸引，降低髓腔内压，从而减少肺栓塞的发生率。

（3）适当提高老龄患者的血容量和应用升压药物

在准备植入骨水泥时，手术医生一定要向麻醉医生说明骨水泥的植入时间，让麻醉医生能有充分准备的时间。可以提前补充适量的胶体液，以提高老龄患者的血容量，或预防性给予小剂量升压药，以防骨水泥植入造成老龄患者严重低血压的发生。也可以使用微量泵泵注多巴胺（2-8ug·kg-1·min-1），不但能够扩张肾、肠系膜、冠状血管和脑内血管等，而对其他血管影响较小，而且还可以增强心肌收缩力，提高心排血量[6]，有利于增强老年患者对抗骨水泥反应综合征的能力。

（4）改进骨水泥的应用技术

在调制骨水泥前，应仔细阅读使用手册，选择合适的骨水泥类型，并了解该型骨水泥的工作++曲线。向髓腔注入骨水泥时，应跨过黏丝期于面团期注入，这时大部分LMMA已经聚合，减少了单体在体内释放和吸收，从而避免产生细胞毒性作用。骨水泥面团期时程与预冷、室温有很大的关系，可根据手术者操作的熟练程度，预留足够植入假体时间后，尽量于面团后期注入。

（5）放置下腔静脉过滤器

下腔静脉过滤器是预防肺动脉栓塞的主要方法，在植入骨水泥前选择健侧股静脉或右锁骨下静脉人路，在1250 mA-X线透视机辅助下确定其准确位置，即肾下极与左、右髂静脉分叉之间，可有效地过滤植入骨水泥时髓腔内高压导致入血的脂肪栓子，预防效果显著[7]。

（6）有效的麻醉监测与管理

  1. 术中应行必要心电图（ECG）、有创动脉血压、血氧饱和度、中心静脉压、体温、尿量、呼吸末CO2分压等监测；

  2. 麻醉医生必须坚守岗位，密切观察病情变化，如有异常，应立即进行紧急处理；如出现严重病情变化，应立即通知上级医生，并告知手术医生，共同研究、共同处理；

  3. 预防性使用肾上腺皮质激素，由于骨水泥反应综合征中可能有过敏因素存在，故有学者提出骨水泥注入前可使用地塞米松、甲基强的松龙进行预防，但确切效果尚待进一步临床研究。

2、围手术期的紧急处理措施

一旦发生骨水泥反应综合征，首先要保障患者的氧合,然后再判断有无肺栓塞。临床诊断肺栓塞的“金标准”是螺旋CT肺动脉造影，但手术期间，如果不顾患者病情危重、过分强调完善各项影像学检查将可能失去救治的最佳时机，且过多搬动可能造成深静脉血栓脱落，造成不可挽回的严重后果。因此，早期的肺栓塞诊断和治疗更有利于提高老龄患者的救治率。

（1）手术期间肺栓塞的初步诊断依据：

  1. 对于椎管内麻醉的患者，如有呼吸困难、胸痛、晕厥、咯血等，应立即行紧急气管插管，查明原因而对症处理。

  2. 对全身麻醉患者，若无明显原因出现气道高压、血压下降、心率增快、血氧饱和度降低、呼吸末CO2降低，在排除其他可能情况下，应怀疑肺栓塞并作进一步检查与处置。

（2）手术期间肺栓塞的进一步检查内容的提示作用：

  1. 血气分析示低氧血症、低碳酸血症、肺泡与动脉血氧分压差增大。

  2. 床边心电图示SⅠQⅢTⅢ，超声心动图显示右房右室扩大和肺动脉高压。

  3. D-二聚体的含量大于500ug/L。

  4. X线胸片肺野透亮度增加。

若符合上述条件，可作出肺栓塞的早期诊断，而快速进行肺栓塞治疗。先进行肺动脉高压的处理，再行溶栓、抗凝以及对症处理等。待患者生命体征恢复稳定后，再行送入ICU，行呼吸机治疗，直至患者好转。

3、应急临床路径的思考

目前有关老龄患者人工关节置换术时骨水泥反应综合征的应急临床路径尚未见报道。我们认为如下的要点务必包含:

（1）一旦发生骨水泥综合征，麻醉医生应立即组织紧急抢救；所有医护人员必须坚守岗位，以抢救患者生命安全为首要，保证各项抢救工作的顺利进行。

（2）立即请示上级医生或汇报科主任，上级医生或科主任必须亲临第一线，进行人员调配和指挥现场。

（3）如需要其他科室人员协助抢救，必须第一时间通知医务科，由医务科调配相关人员协助抢救。

（4）负责医生要密切观察并随时记录，必要时有材料上交医务科。

（5）及时的与患者家属进行沟通，讲述情况，并签署紧急抢救同意书，以减少术后医疗纠纷。

我们要思考的问题

在现实的临床实践中我们务必认真思考以下的问题：

（1）麻醉医生与手术医生是否对这一问题有共同的认识和思想准备？

（2）如何在老龄患者人工关节置换术期间快速做出骨水泥反应综合征的正确诊断而紧急处理？

（3）参与该类手术的麻醉医生与手术医生是否应该有个准入制度？

（4）老龄患者人工关节置换术时骨水泥的质量和使用技术是否能够制定严格而统一的国家标准？

（5）由于老龄患者人工关节置换术期间骨水泥反应综合征的发生造成不良后果而导致的医疗纠纷，如何在保障医患双方的合法利益的基础上化解与处置？

出处：骨今中外