全髋关节置换骨水泥注入前后无创血流动力学参数监测

朱云章1，王文杰1，赵平2

应用要点：全髋关节置换术中应用骨水泥对心脏收缩功能及外周血管功能有明显的抑制作用。无创血流动力学检测系统与肺动脉漂浮导管所测得的心输出量及外周血管阻力在每个时间点都具有很好的相关性，而且反映一致性的指标偏性值也很小。并且加速度指数、胸腔液体总量结合心输出量等指标可以指导输液治疗及分辨心脏及肺血管功能状态。说明无创血流动力学检测系统在全髋关节置换术中具有很好的应用价值。

偏倚或不足：①观察对象大多数为高龄患者，未对性别差异做比较。②所选病例ASA分级为Ⅰ~Ⅱ级，对原有心脏疾病，ASA分级Ⅲ级以上患者无创与有创心功能相关性缺乏观察。

重要的概念：无创血流动力学检测系统通过胸腔的生物电阻抗变化，间接推算出心输出量等血流动力学指标，并借助生物仿真技术，采用专利的DISQ技术及ZMARC算法，极大地提高了该系统的准确性。国外主要应用在ICU和体外循环时血流动力学变化的检测领域。

1沈阳市骨科医院麻醉科，辽宁省沈阳市 110044； 2沈阳体育学院，辽宁省沈阳市110102

朱云章，男，1964年生，湖南省岳阳市人，汉族，1986年解放军第三军医大学军医系毕业，副主任医师，主要从事临床麻醉及ICU工作。
zhuyunzhang@126.
com

摘要
目的：观察全髋关节置换应用骨水泥充填前后心脏和外周血管功能的变化，并比较无创心功能监测仪与传统肺动脉漂浮导管监测血流动力学指标变化的作用及差异。
方法：选择2006-03/2007-07沈阳市骨科医院收治的心功能Ⅰ~Ⅱ级，择期行全髋关节置换60例患者，分为骨水泥组30例和非骨水泥组30例。全部采用连续硬膜外麻醉，右侧颈内静脉穿刺，放置动脉漂浮导管，连接监测仪，监测心输出量、外周血管阻力。多功能监护仪监测心电图,动脉血压，脉搏氧饱和度。连接无创血流动力学监测仪，测定心输出量、外周血管阻力、心脏加速度指数、胸腔液体总量等血流动力学参数。同时做血气分析，测定动脉血氧分压、氧饱和度、二氧化碳分压。
结果：①骨水泥组动脉血氧分压、动脉血氧饱和度、收缩压和舒张压在注入骨水泥后10，15 min时显著下降（P < 0.05）。动脉血二氧化碳分压没有明显变化。②两种方法监测骨水泥组注入骨水泥后10，15 min的心输出量、外周血管阻力均低于注入骨水泥前（P < 0.05）。胸腔液体总量在注入骨水泥后10，15 min高于注入骨水泥前（P < 0.05）。③在各时间点通过肺动脉漂浮导管和无创血流动力学检测系统测定心输出量值和外周血管阻力均有很好的偏性和相关性（P < 0.05）。
结论：全髋关节置换应用骨水泥充填对心脏收缩功能及外周血管功能有明显的抑制作用。无创血流动力学检测系统与肺动脉漂浮导管所测得血流动力学参数在每个时间点都具有很好的偏性和相关性。
关键词：无创血流动力学；髋关节置换术；骨科植入体

朱云章，王文杰，赵平.全髋关节置换骨水泥注入前后无创血流动力学参数监测[J].中国组织工程研究与临床康复，2008，12(13):2409-2412 [www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-13/13k-2409(ps).pdf]

中图分类号: R681
文献标识码: A
文章编号: 1673-8225
(2008)13-02409-04

Noninvasive hemodynamics monitoring in total hip replacement before and after cement implantation

Abstract
AIM: To observe the effects of cement on heart and peripheral vascular functions during total hip replacement and compare the effects of noninvasive monitor and traditional pulmonary artery floating catheter on hemodynamics.
METHODS: Sixty patients with heart function Ⅰ-Ⅱ who underwent total hip replacement in Shenyang Orthopaedics Hospital between March 2006 to July 2007 were selected, and divided into cement group (n =30) and no-cement group (n =30). Under continuous epidural anesthesia, all patients underwent right internal jugular vein puncture, and pulmonary artery floating catheter was placed and connected with monitoring to monitor the cardiac output (CO) and systemic vascular resistance index (SVRI). In addition, electrocardiogram (ECG), arterial blood pressure (BP) and pulse O2 saturation (SATO2) were recorded by multi-function monitor. CO, SVRI, acceleration index (ACI) and thoracic fluid content (TFC) were recorded with noninvasive hemodynamics monitor. Blood gas analyses were also performed to detect arterial partial pressure of oxygen (PaO2), SATO2, and carbon dioxide partial pressure (PaCO2).
RESULTS: ①PaO2, SATO2, diastolic blood pressure and systolic blood pressure in cement group decreased significantly 10 and 15 minutes after cement implantation (P < 0.05). PaCO2 had no significantly alterations. ②Both monitoring methods showed that CO and SVRI in cement group decreased significantly 10 and 15 minutes after cement implantation than before implantation (P < 0.05). TFC markedly increased 10 and 15 minutes after cement implantation than before implantation (P < 0.05). ③Bias and correlation of CO and SVRI were significant (P < 0.05) between noninvasive hemodynamics monitor and pulmonary artery floating catheter at any time point.
CONCLUSION: Cement inhibits myocardial contraction and peripheral vascular function during total hip replacement. There are significant bias and correlation in hemodynamics parameters between noninvasive hemodynamics monitoring and pulmonary artery floating catheter.

Zhu YZ, Wang WJ, Zhao P.Noninvasive hemodynamics monitoring in total hip replacement before and after cement implantation. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2008;12(13):2409-2413(China)
[www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-13/13k-2409(ps).pdf]

无创心功能监测是一项新的监测技术，由于技术水平的限制而发展缓慢。随着技术的进步，最近几年在临床应用上得到了较大发展。但主要集中在心胸血管外科及普通外科手术中和ICU病房的应用，与有创监测有良好的相关性。BioZ.com无创血流动力学检测系统是一种通过胸电生物阻抗法测定心输出量等血流动力学参数的检测仪。本实验拟通过比较无创心功能监测仪和肺动脉漂浮导管在全髋关节置换术中的应用，探讨其在全髋关节置换术中的应用价值。

设计：对比观察试验。
单位：沈阳市骨科医院麻醉科。
对象：选择2006-03/2007-07沈阳市骨科医院收治的心功能Ⅰ~Ⅱ级，择期行全髋关节置换60例患者，分为骨水泥组和非骨水泥组。骨水泥组30例，男19例，女11例；平均年龄（72.44±6.11）岁。非骨水泥组30例，男21例，女9例，平均年龄（69.13±7.66）岁。患者对治疗和实验均知情同意。
主要材料：由美国Stryker公司生产。
设计、实施、评估者：实验设计为第一作者，资料收集为第一、二作者，评估为第三作者。采用盲法评估。
方法：
全部采用连续硬膜外麻醉，麻醉药采用2%利多卡因和1%啰哌卡因混合液（1∶1）。入室后开放静脉，持续低流量鼻导管吸氧。右侧颈内静脉穿刺，放置动脉漂浮导管，连接监测仪，监测心输出量，外周血管阻力。多功能监护仪监测心电图,动脉血压，脉搏氧饱和度。连接无创血流动力学监测仪，测定心输出量、体循环血管阻力指数、心脏加速度指数、胸腔液体总量等血流动力学参数。骨水泥组分别于注入骨水泥前（T1）、注入骨水泥后5 min(T2)、10 min (T3)、15 min (T4)、20 min (T5)记录各监测参数。非骨水泥组分别于置入假体前（T1）、置入假体后5 min（T2）、10 min(T3)、15 min(T4)、20 min (T5)记录各监测参数。同时做血气分析，测定动脉血氧分压、氧饱和度、二氧化碳分压。
主要观察指标：①心输出量、外周血管阻力。②心脏加速度指数、胸腔液体指数。③动脉血氧分压、动脉血二氧化碳分压、动脉血氧饱和度、收缩血压、舒张血压。
统计学方法：由本文作者采用SPSS 10.0软件进行统计分析。计量资料以±s表示。两种方法测得的心输出量和体循环血管阻力指数,应用t检验方法比较，心输出量和体循环血管阻力指数的相关性采用Pearson's法进行相关分析，P < 0.05为差异有显著性。两种方法测得的偏性（差值的平均值）采用Bland-Altman法进行分析[1]。

2.1 参与者数量分析参加实验患者均进入结果分析，中途无脱落。
2.2 两组术中血气参数及血压变化见表1，2。

骨水泥组脉搏氧饱和度在注入骨水泥后10 min，15 min时下降，动脉血氧分压、动脉血氧饱和度在注入骨水泥后10 min，15 min时显著下降。动脉血二氧化碳分压没有明显变化。骨水泥组血压在注入骨水泥后 10 min，15 min变化明显，表现收缩压和舒张压同时下降。非骨水泥组所有指标没有明显变化。
2.3 两组血流动力学监测结果两组各时间点采用不同方法监测术中心输出量变化见表3，外周血管阻力变化见表4，骨水泥组各时间点采用不同方法监测术中加速度指数、胸腔液体指数变化见表5。

非骨水泥组各时间点的各项参数之间差异无显著性意义；骨水泥组注入骨水泥后10 min，15 min时间点的心输出量、外周血管阻力、加速度指数与注入骨水泥前比较差异有非常显著性意义。胸腔液体指数在注入骨水泥后10 min时与注入骨水泥前比较明显升高。
2.4 通过肺动脉漂浮导管和无创血流动力学检测系统测定的心输出量值和外周血管阻力的偏性和相关性见表3，4。两组在注入骨水泥前(置入假体前)、注入骨水泥后（置入假体后）5 min、10 min、15 min、20 min通过肺动脉漂浮导管和无创血流动力学检测系统测定的心输出量值和外周血管阻力均有很好的相关性（P < 0.05）。

骨水泥作为骨黏合剂应用于矫形手术，如髋关节成形术，已经有多年的历史。曾有许多报道指出，髋关节置换术中，骨水泥与低动脉压、心动过缓、支气管痉挛和心搏暂停等严重的心血管不良反应有关[2-7]。骨水泥的主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯单体液，然而这两种化合物混合后可产生中心温度达115 ℃的高温，高峰期约在10 min左右，导致大量的甲基丙烯酸甲酯单体产生并进入血液，而且在凝固期致髓腔内压力增高，骨髓颗粒及脂肪颗粒等入血，血管介质释放，导致心血管功能抑制，肺循环受阻。但甲基丙烯酸甲酯单体半衰期短暂（约2 min）。本研究结果证实骨水泥组心输出量、加速度指数、外周血管阻力指数在注入骨水泥后10，15 min明显下降，表明心脏收缩力及外周血管功能受到抑制；胸腔液体指数、动脉血二氧化碳分压、动脉血氧饱和度下降说明肺血管阻力增加;而在注入骨水泥后20 min基本恢复，证实甲基丙烯酸甲酯单体作用时间较短。动脉血二氧化碳分压没有明显变化可能是二氧化碳的弥散能力强的结果。
心输出量是手术中重要的血流动力学监测指标之一[8]。热稀释法连续测定心输出量是公认的“金指标”[9]，但其存在的有创性和对设备技术的要求，限制了它的使用。在放置导管的过程中还有心律失常、肺梗死、肺小动脉破裂、出血、气囊破裂和导管打结等并发症的隐患。无创血流动力学检测系统利用颈部和胸部的胸腔生物阻抗电极。通过胸腔的生物电阻抗变化，间接推算出心输出量等血流动力学指标[10-11]，并借助生物仿真技术，采用专利的DISQ技术及ZMARC算法，极大地提高了该系统的准确性。该系统与传统热稀释法所测得心输出量的相关性研究，国外主要集中在ICU和体外循环时血流动力学变化的检测领域[12-19]。
本实验结果发现：两组无创血流动力学检测系统所测得的心输出量和外周血管阻力与肺动脉漂浮导管所测得的心输出量及外周血管阻力在每个时间点都具有很好的相关性，而且反映一致性的指标偏性值也很小，说明二者有良好的一致性[20-21]。
该技术还提供了心功能的加速度指数,它可反映心脏收缩功能的变化，与射血分数相比较，为临床提供了更有价值的数据。胸腔液体总量反映的是血管内、肺泡内、组织间隙的液体量。结合心输出量、加速度指数等指标可以指导输液治疗及分辨心脏及肺血管功能状态。无创血流动力学检测系统操作简单，容易掌握，尤其适应基层医院。而且与昂贵的肺动脉漂浮导管相比价格便宜。
结论：骨水泥对心脏收缩功能及外周血管有明显的抑制作用，无创血流动力学检测系统与传统方法比较具有良好的相关性，并且其价格低廉容易操作，没有任何并发症，在全髋关节置换术中具有很好的应用价值。

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