人工關(guān)節(jié)置換術(shù) 與 肺脂肪栓塞,北京大學第三醫(yī)院骨科 婁思權(quán),Bergman,1863年 貓靜脈內(nèi)注射油滴 描述了脂肪栓塞綜合征 1873年 對一例多發(fā)骨折病人 第一次提出了脂肪栓塞 綜合征的臨床診斷,1976年 國外報告：人工關(guān)節(jié)并發(fā)脂肪栓塞 綜合征逐漸增多 1995年 國內(nèi)開始報導：骨水泥全髖關(guān)節(jié)置換 術(shù)并發(fā)脂肪栓塞綜合 征導致死亡的病例,脂肪栓塞和脂肪栓塞綜合征： 兩個不同的概念 l 脂肪栓塞：肺實質(zhì)或外周血微循環(huán)中發(fā)現(xiàn)脂肪球 l 脂肪栓塞綜合征： 指創(chuàng)傷或骨折后，在脂肪栓塞的基礎上發(fā)生的以肺部病變?yōu)橹?，以呼吸困難為主要表現(xiàn)的綜合征,發(fā)生機制 1. 機械學說：1924年Gaus假說脂肪被釋放 進入血液循環(huán)造成機械性堵塞引發(fā)病理生理變化,機械學說的三個條件： 1. 有游離脂肪的釋放脂栓的來源 2. 有破裂的血管允許脂肪進入 3. 髓腔內(nèi)壓力增加，促使脂肪進入血管 人工關(guān)節(jié)置換術(shù)同時具備這三個條件,.游離脂肪的釋放 擴髓、插入假體等髓內(nèi)操作均可以使髓腔脂肪游離,.血管壁破壞： 股骨髓腔內(nèi)血管壁比較薄，髓腔內(nèi)壓力增高，很容易導致其破裂造成脂肪，骨髓成分等通過位于沿股骨粗線分布的靜脈、干骺端的血管進入循環(huán)。,C. 髓內(nèi)壓增高 向髓腔內(nèi)插入假體，髓腔銼及定位桿時，可形成“活塞效應”，導致股骨和脛骨髓內(nèi)壓升高。,Kallos：1974年證實，向股骨髓腔內(nèi)填骨水泥時，髓腔內(nèi)壓力為290-900mmhg。病理證實脂肪栓塞發(fā)生。,Tronzo：也證實在此操作時髓內(nèi)壓經(jīng)常300 mmhg，并有脂肪栓塞現(xiàn)象，在植入假體過程中，經(jīng)食道心臟超聲（TEE）可以探測到右心房內(nèi)明顯的栓塞現(xiàn)象。,Kerstell證實：肺部脂肪栓和股骨骨髓的甘油三脂中脂肪酸組成一致，說明肺部脂肪栓子可能來自髓腔內(nèi)脂肪。,1.化學學說： Lehman 和 Meore提出認為： 血液中脂質(zhì)物理狀態(tài)的改變導致了脂肪栓塞的形成。在正常情況下，血液中脂質(zhì)與一種或多種蛋白成分結(jié)合形成脂蛋白，由于某種原因，降低了血管內(nèi)脂肪的穩(wěn)定性，血漿內(nèi)乳糜微粒聚集導致脂肪栓塞,支持化學學說的一些現(xiàn)象： (1) 創(chuàng)傷使釋放的兒茶酚胺促使脂肪動員，血中的甘油三脂和游離脂肪酸增高 (2) 非創(chuàng)傷性炎癥：如胰腺炎，骨髓炎，脂肪肝條件下也在血漿反應蛋白水平增高條件下，可以導致乳糜微粒和極低密度脂蛋白的聚集。,人工關(guān)節(jié)置換術(shù)甲基丙烯酸甲酯（）單體釋放進入循環(huán)能促進脂肪的聚集和栓塞形成，導致脂肪栓塞嗎？ 靜脈內(nèi)可以測得單位，卻沒有甘油三脂和膽固醇水平的變化，因此，目前對上述理論值得懷疑 同時，循環(huán)中的脂肪不能作為脂肪栓子的來源，因為高血脂癥并不增加脂肪栓塞的幾率。,病理生理學改變 人工關(guān)節(jié)置換術(shù)可以造成如下 血流動力學改變： 1. 血壓降壓 2. 心輸出量下降 3. 肺動脈壓和肺血管阻力增高 4. 肺分流量增加 5. 肺泡死腔增大 6. 血氧分壓降低,這些變化的解釋： 1. 脂肪栓塞的機械作用： 在作時，插入股骨假體時，經(jīng)食道心臟超聲（）可以發(fā)現(xiàn)明顯的“陣雨”樣栓塞流，植入骨水泥股骨假體后分鐘即可觀察到肺內(nèi)分流量的增加，這種栓塞現(xiàn)象和立即發(fā)生的肺功能異常即是骨髓成分機械堵塞的直接效應,作高壓脈沖沖洗后肺栓塞的面積非沖洗組 作高壓脈沖沖洗后肺栓塞的心輸出量不變 非沖洗組心輸出量和血壓下降 說明：脂肪栓塞才是造成呼吸循環(huán)系統(tǒng)改變的原因,1. 前列腺素類物質(zhì)的作用 大約的肺血管被堵塞時，才可能導致持續(xù)的肺動脈壓升高，實際上，推測大約的肺毛細血管被脂肪微粒堵塞，因此有兩種可能： (1) 被激活的促進血管收縮的因素加劇脂肪栓塞的堵塞作用 (2) 肺的營養(yǎng)血管被堵塞，所以實際被堵塞的肺血管比形態(tài)計量學觀察到的結(jié)果要多。,Byrick 等研究了在關(guān)節(jié)置換術(shù)中，前列腺素類物質(zhì)對血流動力學改變作用。 發(fā)現(xiàn)：骨水泥關(guān)節(jié)置換術(shù)急性肺脂肪栓塞發(fā)生的同時，伴隨發(fā)生四烯酸代謝產(chǎn)物。（肺血管收縮劑，穩(wěn)定的血栓塞A2代謝產(chǎn)物）和Ket.,PGFL（體循環(huán)擴張劑，穩(wěn)定的前列環(huán)素代謝產(chǎn)物）水平增高。 高壓脈沖沖洗后肺組織內(nèi)栓塞減輕，-Keto PGFL也減少。,3.骨水泥單體： Mir等認為聚甲酯丙烯酸甲酯（PMMA）誘導的心肌抑制； Peebles和Kim等提出是骨水泥誘導的血管擴張,以下資料并不支持使用骨水泥含導致上述血流動力學改變： 1. 在動物實驗造成血管擴張所需的 PMMA單體劑量明顯超過臨床骨水泥人工關(guān)節(jié)術(shù)中釋放出的單體劑量。 2. Elmaraghy等實驗提出：無論是否存在MMA單體，在髓和髓腔準備中都可以觀察到肺脂肪栓塞引起的血流動力學變化；,3. 用骨臘代替骨水泥固定假體， 并沒有觀察到脂肪栓塞的減輕 4. 非骨水泥THA和骨水泥THA 的實驗，都有脂肪栓塞發(fā)生 5. ,3. 反常栓塞 在心臟沒有異常分流的情況下，如果肺部脂肪栓子來自髓腔內(nèi)脂肪就不會在心臟、腎臟、腦等血管發(fā)生體循環(huán)栓塞 但實際情況是：還在腦、心臟、腎都存在脂肪栓塞，稱之為：反常栓塞,什么原因造成反常栓塞？ 有變形能力的脂肪球能穿透過肺循環(huán)，從而引發(fā)體循環(huán)栓塞的癥狀，形成反常栓塞。,臨床表現(xiàn),1. 脂肪栓塞綜合征的典型表現(xiàn)： 1962年Sevitt分類： (1) 亞臨床型：創(chuàng)傷后三天左右發(fā)生，以低氧血癥和輕度血液學改變?yōu)樘卣?(2) 非暴發(fā)型：傷后六天后發(fā)生，表現(xiàn)為：發(fā)燒，皮膚出血點，心動過速、呼吸衰竭，中樞神經(jīng)系統(tǒng)栓塞癥狀，血小板下降，貧血，凝血異常。胸片：肺部密度增加 (3) 暴發(fā)型：創(chuàng)傷后突然發(fā)生，進展迅速，經(jīng)常在傷后數(shù)小時內(nèi)死亡。主要特點是：急性呼吸衰竭，急性神經(jīng)系統(tǒng)栓塞癥狀。,呼吸系統(tǒng)經(jīng)常首先出現(xiàn)癥狀：呼吸急促、呼吸困難、紫紺等。 心動過速、發(fā)熱。肺部羅音、胸膜摩擦音 NS：頭痛、煩燥不安、興奮異常、驚厥、腦水腫 第二、三天，50%病人出現(xiàn)胸部、腋前臂、結(jié)膜出血點（常被忽視） 視網(wǎng)膜檢查可以發(fā)現(xiàn)滲出、水腫斑、血管周圍出血，有時甚至看到栓塞的脂滴,2.關(guān)節(jié)置換術(shù)并發(fā)脂肪栓塞的臨床表現(xiàn) 常常屬亞臨床型損害 術(shù)前病人存在心肺疾患脂肪栓塞可以導致手術(shù)后心肺疾病加重 , 要較長時間的重癥監(jiān)護，甚至死亡。,在植入骨水泥股骨假體5分鐘，即可觀察到肺內(nèi)分流量增加 導致死亡和危及生命的心肺功能異常大多發(fā)生在手術(shù)中術(shù)后很短時間內(nèi)手術(shù)后前三天，骨水泥和非骨水泥關(guān)節(jié)置換術(shù)的病例都有：體溫上升，血小板減少。,3. 其它因素 Grossling提出：所有下肢長骨骨折都有肺部脂肪栓塞病理檢查，脂肪栓塞的發(fā)生率可達100% 但發(fā)生脂肪栓塞綜合者只有5-10%（包括多發(fā)骨折、骨盆骨折）,大部分表現(xiàn)為：亞臨床型 胸悶、氣短、等輕微癥狀 如果病人心肺功能儲備較差，常?？砂l(fā)展成脂肪栓塞綜合征,臨床診斷,Gurd診斷標準包括主要指標、次要指標和參考指標： l 主要指標：皮下出血、呼吸系統(tǒng)癥狀及肺部X線變化、無顱腦外傷的神經(jīng)體征； l 次要指標：動脈血氧分壓低于8.0Kpa、血紅蛋白下降。 l 參考指標：心動過速，脈快，高熱，血小板突然下降，尿中脂肪滴及少尿，血沉快、血清脂肪酶上升、血清內(nèi)游離脂肪滴等,主要指標 次要指標 參考指標 確診(1) 2項 (2) 1項 + 4項 或 4項 隱性脂肪栓塞 1 項 4項,人工關(guān)節(jié)置換術(shù)均在麻醉監(jiān)護下進行術(shù)中通過特殊監(jiān)測早期發(fā)現(xiàn)脂肪栓塞并可以作有關(guān)的研究,1.動脈血氣分析 脂肪栓塞導致肺的通氣血流比率失調(diào) 動態(tài)的動脈血氣分析可以早期發(fā)現(xiàn)血氧分壓的降低 有利于脂肪栓塞的早期發(fā)現(xiàn) Ohnson認為：動脈血氣分析是最有診斷價值的檢查方法之一,2.術(shù)中經(jīng)食道心臟超聲（TEE）監(jiān)測： 將探頭置于食管和胃腔內(nèi)直接對心臟及其周周血管進行掃描（無創(chuàng)監(jiān)測） 特點：探測距離近，避開了肺部氣體的影響探頭分辯高，圖象分辯率明顯改進對病人可以在術(shù)中連續(xù)監(jiān)測,1985年， 在植入骨水泥髖關(guān)節(jié)假體時第一次通過TEE在右心房內(nèi)探到了被釋放到循環(huán)中的脂肪顆粒。,TEE觀察到的影像學變化與血流動力學變化、氧飽和度 呼氣末CO2分壓，肺內(nèi)動靜脈分流 這些變化，以及肺組織內(nèi)栓塞的嚴重程度是一致的,當TEE(-)或僅有1級栓塞時，監(jiān)測為正常 當插入股骨假體，髖關(guān)節(jié)復位時， TEE觀察到2-3級的栓塞流 及時地記錄到血流動力學和心肺功能的參數(shù)變化 TEG監(jiān)測可以反映出（2-3級）栓塞和心肺功能變化之間的因果關(guān)系,3. 血流動力學監(jiān)測，通過Swan-Ganz 導管針算出各種數(shù)據(jù) 4. 呼氣本二氧化碳分壓（ ET- CO2）監(jiān) 測： 目前所知，當空氣栓塞時ET-CO2降低,脂肪栓塞綜合征的 預 防,危險因素： l股骨轉(zhuǎn)移瘤 l心儲備降低 l創(chuàng)傷后的低血容量 l合并肺損傷 l股骨骨折（包括股骨頸骨折） l 植入假體體積較大 l 雙側(cè)關(guān)節(jié)置換術(shù) l 卵園孔未閉 l合并骨質(zhì)疏松,髓內(nèi)壓增加導致髓腔內(nèi)產(chǎn)生的游離脂肪進入循環(huán)，從而造成肺脂肪栓塞,預防措施 減少髓內(nèi)壓的增加 減少髓腔內(nèi)游離脂肪滴入血,一、膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中脂肪塞的預防 1. 髓外定位：避免了對髓內(nèi)脂肪的干擾， 從而有預防作用；1989年，Dor及 1999年 David等做這方面研究， 2.擴孔減壓：擴大股骨髁間鉆孔，使其直徑大于髓內(nèi)定位桿的直徑可以允許髓內(nèi)成分溢出髓腔，從而減少髓內(nèi)壓力，減少脂肪栓塞的發(fā)生,3定位桿的溝槽設計： 定位桿在通過股骨干狹窄部位時，髓內(nèi)壓力增大如果定位桿上開若干縱形槽，髓內(nèi)成分可以順著槽向外溢出而減壓，近年有人提出，在定位桿的中心軸開孔，對減壓更有利。 4高壓脈沖沖洗： 可以減少髓內(nèi)栓塞顆粒的數(shù)量減少閉塞血管的數(shù)量到非沖洗組的1/10減少花生四烯酸代謝產(chǎn)物（特別是前列腺素），可以減緩血壓下降和肺動脈壓增高等血流動力學改變,二、骨水泥髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中脂肪栓塞的預防 脂肪栓塞多發(fā)生在插入骨水泥股骨假體和髖關(guān)節(jié)復位時而并非發(fā)生在安裝髖臼假體的時候 骨水泥髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中脂肪栓塞的發(fā)生率比非骨水泥的THR要高,股骨遠端鉆孔減壓但今造成骨水泥溢出的危險 1. 假體縱軸鉆孔減壓形成一個中央的引流管道，當插入假體時可能允許髓腔內(nèi)脂肪溢出，但孔道易被骨水泥堵塞 2. 高壓脈沖沖洗減少手術(shù)區(qū)域游離的脂肪粒及其他骨髓成分等，從而減少栓塞機會但是，當使用骨水泥固定股骨假體時，它并不能完全阻止肺內(nèi)動靜脈分流的增加,4髓內(nèi)真空技術(shù)： 通過股骨近端沿股骨粗線安放一根引流管，假體尖端稍遠外股骨外側(cè)骨皮質(zhì)鉆孔安放另外一根引流管，連接負壓吸引后可形成髓內(nèi)真空，可以顯著降低注入骨水泥的髓腔內(nèi)壓力 骨水泥髖關(guān)節(jié)翻修技術(shù)的改進使骨超聲工具清除骨水泥比用骨刀，高速鉆更容易誘發(fā)脂及栓塞有進一步證實。,三非骨水泥髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中 脂肪栓塞的預防 Lewallen 提出，如果高危因素多的病人盡量用非骨水泥假體而不必堅持用骨水泥 但應注意到：即使不用骨水泥，在作股骨髓腔準備（近端開槽、擴髓）過程中仍有發(fā)生脂肪栓塞的危險。,非骨水泥THR也要注重預防栓塞的發(fā)生。 . 高壓脈沖沖洗 . 髓腔銼和假體縱軸鉆孔減壓 . 改進骨科操作技術(shù) 高頻振動髓腔銼擴髓時對髓內(nèi)壓增加影響較小，但是不能完全阻止髓內(nèi)壓的升高 改進操作：向髓內(nèi)放假體時輕柔，允許髓內(nèi)成分溢出，擴髓后沖洗移除骨渣、血凝塊，骨髓成分 避免產(chǎn)生“活塞效應”,治 療,對脂肪栓塞綜合征的治療比較困難 1.恢復血容量 2.補充白蛋白 早期（栓塞后12小時內(nèi)）補充白蛋白可以降低脂肪栓塞綜合征的發(fā)生率，也有利于血容量的恢復 3.呼吸支持：包括氣管插管，機械通氣 高壓氧的治療，也可取得較好效果,4.皮質(zhì)類固醇激素 抑制炎癥反應，降低血漿游離脂肪酸和提高氧分壓 5.其他 靜