止血帶疼痛的機制與防治研究進展

郭墨池 孫建良

止血帶起源于中世紀，是一種袖帶式壓迫裝置，通過向捆綁在肢體近端的止血帶注入氣體，達到設定的壓力范圍，以此阻斷血流，達到控制肢體遠端動靜脈循環的目的，目前已廣泛用于四肢手術中。止血帶的發明與臨床應用不但顯著減少了四肢遠端手術術中出血，更重要的是給外科醫生提供了清晰的手術視野，便于精細分辨人體解剖結構，減少手術操作相關并發癥。但止血帶使用期間也可產生止血帶相關神經肌肉的潛在損傷，并引發止血帶疼痛、頑固性高血壓，嚴重者甚至引發患者中風等不良后果[1]。本文結合國內外文獻就止血帶疼痛的臨床表現、發生機制、預防和治療作一綜述，旨在為臨床控制止血帶疼痛提供新思路，以滿足當前日間手術、舒適化醫療和快速康復外科的需求。

1 止血帶疼痛及其發生機制

1.1 止血帶疼痛的定義 止血帶疼痛是指止血帶使用過程中患者感到捆綁止血帶部位及遠端肢體的疼痛不適，此種疼痛性質可表現為麻木、沉重、憋脹、燒灼樣等，進而使患者交感神經興奮，血壓、心率持續升高，嚴重時影響手術順利進行，甚至引發患者心腦血管意外。

1.2 C類纖維自發性放電與止血帶疼痛 目前認為止血帶疼痛與止血帶下方的無髓鞘C類纖維自發性放電有關。隨著超聲技術的廣泛應用，研究者可精準阻斷軀體神經和交感神經。眾所周知，主動脈、髂動脈和股動脈被包裹在一個細小的網狀神經外膜叢中，其中也包含血管運動的交感神經C 纖維。Wahal 等[2]研究發現超聲引導下腹股溝水平股動脈前內側注射1.5%甲哌卡因，在不阻滯股神經的條件下，阻滯股動脈周圍C 類神經纖維可減輕全麻下患者止血帶疼痛引起的高血壓，減少術中艾司洛爾的應用。這再次印證了C類神經纖維在止血帶疼痛產生和防治中所起的重要作用。

1.3 N-甲基-D-天冬氨酸（N-methyl-D-aspartic Acid，NMDA）系統與止血帶疼痛 Lee等[3]將止血帶應用于大鼠下肢根部，充氣60 min后可使大鼠脊髓水平c-fos mRNA 表達增加。脊髓水平c-fos mRNA的表達可反映急慢性傷害刺激的程度，因此該研究結果表明止血帶長時間壓迫可引發大鼠傷害性應激反應。而在止血帶充氣前給予NMDA 受體拮抗劑硫酸鎂或氯胺酮，則可降低止血帶充氣后大鼠脊髓c-fos mRNA的表達，減緩止血帶疼痛所致的應激反應，抑制止血帶充氣誘發的心率、血壓升高等不良反應；臨床觀察發現，全身麻醉膝關節手術患者止血帶充氣前給予硫酸鎂或氯胺酮也可抑制患者術中止血帶引起的血壓增高。上述基礎與臨床研究都表明NMDA 系統參與了止血帶壓迫產生的應激反應。但由于硫酸鎂和氯胺酮具有輕微激動阿片受體作用，因此這些研究尚無法證明止血帶壓迫產生的應激反應是完全由NMDA受體引發。

谷氨酸是一種興奮性氨基酸，也是中樞神經系統的主要神經遞質。谷氨酸可作用于NMDA 受體，可增強神經突觸后膜細胞對傳入信號的敏感性并產生中樞性敏化[4]。Cherng等[5]在大鼠下肢股動脈結扎缺血缺氧模型研究中發現，大鼠腦脊液中谷氨酸濃度并不增高，恢復血流后，大鼠腦脊液中的谷氨酸也無明顯變化；而在大鼠下肢止血帶充氣30 min后，腦脊液中谷氨酸濃度增高，止血帶放氣后，腦脊液中谷氨酸濃度又恢復到基線水平。該研究表明鞘內谷氨酸濃度增高與下肢動脈阻斷所致缺血缺氧并不相關，而與止血帶下方的組織壓迫有關。從而證明止血帶長時間（大于30 min）充氣壓迫不但引起大鼠下肢受壓部位C 類神經纖維放電，還可增加大鼠腦脊液谷氨酸濃度。本研究雖尚無法證實C類神經纖維放電與大鼠腦脊液谷氨酸濃度增高直接有關，也無法證明止血帶壓迫增高的谷氨酸激活NMDA受體，促使痛覺過敏的發生，但為止血帶疼痛的潛在發生機制提供新的思路?？傊?，止血帶充氣壓迫其下方組織的C 類神經纖維，引發C 類神經纖維自發性放電，進而釋放神經遞質谷氨酸，激活NMDA系統，產生中樞性敏化，將止血帶壓迫引起的持續性機械刺激轉化成傷害性刺激，可能是止血帶疼痛發生發展的重要機制。

1.4 組織低糖低氧環境與止血帶疼痛 止血帶充氣后阻斷肢體動靜脈循環，在提供清晰的手術視野的同時也造成了組織缺血缺氧，進而引發肢體遠端低糖、低氧和高乳酸環境。而低糖、低氧的環境可進一步增加C 類纖維的放電潛能。研究表明，兔角膜神經中的C 類纖維在體外低氧條件下，C 類神經纖維動作電位放電頻率增加213±3.4%；在體外低糖條件下，C 類神經纖維動作電位放電頻率增加653±28%，而兔角膜神經中A-δ纖維在低糖低氧條件下動作電位放電頻率卻不受影響[6]。

Ejaz 等[7]研究發現硬膜外麻醉下行下肢手術患者，大腿根部止血帶充氣壓迫60～70 min，遠端皮下組織、腓腸肌、跟骨骨松質組織間液中葡萄糖濃度顯著降低，同時乳酸濃度增高。雖然上述研究結果尚不能直接說明止血帶的使用導致神經纖維的缺血缺氧狀態，但是至少提示神經纖維處于低糖低氧的組織環境。還有臨床研究發現，止血帶充氣前預先給患者吸入50%氧氣，可降低患者止血帶疼痛的視覺模擬疼痛評分（visual analogue score，VAS），并延長VAS達到4分的時間[8]，這可能是因為提高吸入氧濃度改善了止血帶遠端組織的血液含氧量，有利于延長組織的有氧呼吸時間，減少無氧酵解時間從而降低無氧酵解時乳酸等酸性產物的生成和蓄積。由此可見止血帶充氣壓迫可誘導止血帶下方C類神經纖維自發性放電，同時止血帶阻斷動靜脈血流所致的組織細胞低糖低氧環境，進一步激發了C 類神經纖維的放電潛能，從而誘發或加重止血帶疼痛。

2 止血帶疼痛的預防與處理

2.1 加強止血帶下方C 類神經纖維阻滯 已知上肢止血帶捆綁部位的上臂內側接受由來自于胸2肋間神經分支的肋間臂神經支配。研究發現，腋窩后半部皮下局麻藥浸潤以及超聲引導下肋間臂神經阻滯被證實可改善腋路臂叢神經阻滯患者對止血帶的耐受[9,10]，其機制可能是單純腋路臂叢神經阻滯只阻斷止血帶下方上臂前外側皮膚的C類神經纖維，而增加腋窩處局麻藥浸潤或完善肋間臂神經阻滯，可進一步阻斷止血帶下方上臂內側皮膚的C 類神經纖維。

α2-腎上腺素受體激動劑具有一定局麻效果。已知兔角膜完全由C 類神經纖維和Aδ 神經纖維支配，可樂定對兔角膜表面麻醉的作用是普魯卡因的140 倍。臨床研究表明，可樂定聯合利多卡因靜脈局部麻醉用于上臂遠端手術，可改善患者對止血帶的耐受，術后的鎮靜評分更高，這可能與可樂定增強了利多卡因對C類神經纖維的阻滯強度并延長了阻滯時間有關。右美托咪啶對α2-腎上腺素受體的選擇是可樂定的8 倍，且半衰期更短[11]。有臨床研究表明，1 μg/kg右美托咪啶聯合羅哌卡因行肌間溝及腋路臂叢麻醉可延緩患者止血帶疼痛的發生時間[12]。此外，腰麻患者重比重布比卡因藥聯合右美托咪啶（5 μg）可降低下肢止血帶疼痛的發生率，但可能會加重止血帶放氣后的低血壓[13]。

2.2 阻斷NMDA 系統 止血帶充氣壓迫止血帶下方組織中的C 類神經纖維，引發C 類神經纖維自發性放電并釋放谷氨酸，進而激活NMDA受體系統。有臨床研究表明在止血帶充氣前靜脈預先給與氯胺酮（0.1 mg/kg）或硫酸鎂（4 g），可顯著降低止血帶充氣壓迫后清醒健康志愿者止血帶疼痛的VAS[14,15]。氯胺酮和硫酸鎂作為NMDA受體拮抗劑，可降低NMDA系統活性，防止C類纖維放電造成的痛覺敏化。

2.3 改善低糖低氧環境 止血帶阻斷肢體血供后，肢體處于缺血狀態，導致細胞內缺血缺氧和高能磷酸化合物分解增多，無氧代謝產物蓄積。止血帶充氣壓迫造成的低糖低氧高乳酸環境，促進C 類神經纖維的放電潛能。預先靜脈給予2 g 磷酸肌酸鈉，可抑制骨科患者術中因長時間使用止血帶引起的高血壓和心率加快，并可降低止血帶造成的遠端肢體靜脈血乳酸濃度。磷酸肌酸鈉是一種為機體提供能量的外源性制劑，有存儲和轉運ATP 的雙重作用，目前主要用于心臟停搏液以保護心肌細胞；在缺血、能量代謝障礙等病理狀態下，磷酸肌酸鈉能快速降解為磷酸肌酸，為機體提供能量，從而減少了酸性物質的大量生成，阻止胞內酶的活性改變，進而降低C 類神經纖維的持續放電潛能[16]，預防或緩解止血帶疼痛。

3 止血帶疼痛處理的困境

近年來B超可視化技術在臨床麻醉應用發展迅速，各種上下肢神經阻滯技術雖然可滿意地控制患者手術創傷，但是仍無法完全預防止血帶疼痛的發生，術中常出現頑固性高血壓，對止血帶放氣后誘發的血壓驟降也無滿意的預防手段，大幅度的血壓波動對老年患者心血管系統的潛在風險不容忽視，嚴重者甚至可引發止血帶休克[17]。止血帶放氣后的血壓驟降與放氣后外周血管阻力降低有關，同時患肢缺血缺氧期間蓄積的酸性代謝產物等回流入體循環也是原因之一。低氧代謝產物腺苷、乳酸等物質均具有擴張血管、抑制心臟功能的作用[13]。

4 小結和展望

止血帶疼痛的發生機制目前尚不完全清楚，多種證據表明C類神經纖維在止血帶疼痛的發生和發展中起重要作用。阻斷止血帶下方的C類神經纖維放電，抑制C類神經纖維放電激活的NMDA系統，改善止血帶造成的低糖低氧環境，對止血帶疼痛的預防和控制有積極意義。

近年來右美托咪啶在硬膜外麻醉中表現出了良好的安全性和有效性。右美托咪啶復合局麻藥加強了對C 類神經纖維阻滯，因而右美托咪啶聯合局麻藥用于硬膜外阻滯特別適用于心肺功能不全老年患者的下肢手術。但值得注意的是，右美托咪啶復合局麻藥硬膜外阻滯能否在完善阻斷止血帶疼痛、滿足手術要求的同時改善患者止血帶放氣后血流動力學改變，還需進一步深入研究。