機械預防深靜脈血栓形成的機制及應用研究綜述

谷思琪，皮紅英，宋 咪，高 遠

1 解放軍醫學院，北京 100853；2 解放軍總醫院 衛勤訓練中心，北京 100853；3 解放軍總醫院第一醫學中心 護理部，北京 100853

深靜脈血栓形成(deep vein thrombosis，DVT)是骨科術后常見并發癥，其發生率高，隱匿性強，發病機制復雜，已成為全球持續增長型公共健康問題[1]。DVT 可導致下肢功能障礙，甚至致殘，血栓若脫離到達肺部可引起肺栓塞(pulmonary thromboembolism，PTE)，甚至會導致患者圍術期死亡[2]。若能及早進行預防，可降低骨科術后DVT 發生率、病死率，減輕患者痛苦，減少醫療費用。預防DVT 的方法主要有基礎預防、藥物預防和機械預防。基礎預防包括制動、有效抬高患肢、適度補液和早期功能鍛煉，是有效預防的前提。藥物預防雖效果顯著，但因其抗凝作用會引發出血風險。國內指南指出機械預防是DVT 預防必不可少的措施之一，也是藥物預防的輔助和抗凝藥物禁忌等情況下的替代措施，具有安全無創、方便可靠、并發癥少等特點，在低、中、高危患者中均適用[3]。本文將從機械預防的原理、臨床應用和機械預防設備新進展三個方面進行綜述。

1 機械預防的原理

目前機械預防裝置主要有間歇充氣加壓裝置(intermittent pneumatic compression，IPC)、足底靜脈泵(venous foots pumps，VFP)、逐級彈力加壓襪(graduated compression stockings，GCS)、神經肌肉電刺激(neuromuscular electrical stimulation，NMES)等。機械預防血栓是通過血流動力學效應、血液流變學效應以及內皮細胞功能，有效預防引起Virchow 三聯征的危險因素，即高凝、靜脈淤滯以及由靜脈淤滯和缺氧引起的內皮功能障礙，繼而達到預防DVT 和PTE 的目的[4-5]。

1.1 血流動力學效應 機械預防的主要原理是模擬人體腿部肌肉泵和足底靜脈泵的生理機制，在人體活動時腿部或足底肌肉收縮，對下肢遠端靜脈產生壓縮作用，加速下肢靜脈血回流，減少血液淤滯，從而預防血栓形成[6]。IPC 是目前臨床常用的DVT 機械預防措施，利用空氣加壓泵將空氣泵入袖帶，通過周期充放氣，袖帶內壓力逐級增加，模擬“生理泵”的作用，擠壓并按摩下肢深部肌肉、血管、淋巴管，促進血液、淋巴液及組織液回流，從而加速下肢血液循環[7]。VFP 與IPC 原理近似，源于1983 年Gardener 和Fox[8]提出的足底靜脈泵原理，對患者足底進行脈沖式治療，模擬下肢行走、運動的狀態，通過跗骨弓和跗骨-跖骨關節的延伸、足底深靜脈的縱向拉伸將血液擠壓回下肢，促進血流循環[9]。GCS 采用梯度壓力的原理，在足踝處建立最高壓力，沿腿部向心臟方向施加并逐漸降低壓力，這種壓力梯度確保血液向上流向心臟，而不是回流至足部或側面進入淺靜脈， 促進血液從淺靜脈通過穿支靜脈流向深靜脈，增加深靜脈內血流速度和血流量，最終降低血腫和血栓性靜脈炎的發生率[10]。NMES 是通過電極發出的低頻電流刺激腓總神經，同時激活脛骨肌、腓骨長肌和側腓腸肌群節律性收縮，改善肌肉周圍的血液循環，從而促進靜脈、組織液以及淋巴液的回流[11]。

1.2 血液流變學效應 機械預防裝置通過擠壓按摩下肢肌肉和血管，增加纖溶系統的活性，刺激內源性纖維蛋白溶解活性，使組織型纖維蛋白溶解原活化素的活化增加[12]。國外研究指出IPC 增加了血液中D-二聚體和組織因子途徑抑制物的水平，降低了Ⅶa 因子的水平[5]。VFP 可通過影響紅細胞變形性和聚集性來改變全血黏度，VFP 的機械加壓作用引起的血流速度加快和組織液吸收可直接改善血液黏度[13]。GCS 通過壓縮靜脈血管的直徑，加快下肢血液流速，防止凝血因子聚集黏附在血管內膜，減輕靜脈淤滯[14]。

1.3 內皮細胞功能 機械預防裝置通過對皮膚產生壓力使血管因應力被壓縮，壓力作用于此部位的血管壁使血管壁內皮細胞產生壓縮應變，這種應力改變起到了抗凝、防止血栓形成的作用[15]。IPC 還可以影響一氧化氮合成酶的活性，使內皮細胞釋放一氧化氮或其他化合物，引起血管擴張，促進血液流動[16]。國外一項研究使用GCS 產生機械壓縮以改善下肢靜脈和淋巴功能不全患者的靜脈血流動力學和深層組織氧合[17]。最近幾項研究同樣發現新型IPC 也可增加組織肌肉氧合程度，緩解下肢腫脹，且不同壓縮模式下組織肌肉氧合改善的程度不同，序貫壓縮更有優勢[18-19]。

2 機械預防臨床應用

以往研究顯示，患者應用機械預防的依從性差，直接導致預防效果不理想。一項納入6 個機械預防下肢深靜脈血栓試驗的系統綜述指出，患者使用機械壓縮預防血栓形成的不依從性可達25%[20]。總結其依從性差的原因：醫院機械預防裝置配備不足、患者返回病房后未能及時預防、沒有明確的使用規范等。一項對中國10 個省份、19 家醫院關于醫護人員對應用彈力襪的知信行調查結果顯示，大多數醫護人員對于應用彈力襪的態度是積極的，但缺乏應用彈力襪的相關知識，且行為規范欠缺，導致預防效果不理想[21]。關于應用機械預防裝置的壓力值、時長和頻次等，臨床實踐與指南差異較大，亟須明確標準及規范，為臨床醫護人員提供更加科學的依據和指導。

2.1 使用時長和頻次 目前對機械預防設備的使用頻次和時長仍存在很多爭議。靜脈血栓栓塞癥機械預防中國專家共識推薦IPC 應用期間每天使用≥18 h，對于完全不能活動的患者應延長使用時間，但使用時間的長短要根據患者的耐受情況而定[22]。而2019 年一項針對全國60 所醫院286 名骨科護士DVT 物理預防實施情況的研究顯示機械設備臨床使用的頻率普遍為“30 min/次、2 次/d”，與指南差異較大[23]。Andrews[24]研究認為，每天應用IPC 治療4 h 即可預防髖關節置換術后DVT，減輕術后早期下肢腫脹。楊晶慧等[25]基于系統評價得出骨科術后患者以“40 min/次、2 次/d”或“2 h/次、3 次/d”的頻率應用IPC 較使用頻率為“1 h/次、1 次/d”的患者纖維蛋白原水平顯著降低，且DVT 發生率低。朱夢春等[26]研究發現，行關節置換的患者術后應用IPC 時間較長時，DVT 發生率、D-二聚體及纖維蛋白原濃度降低。

靜脈血栓栓塞癥機械預防中國專家共識指出，VFP 的使用頻次可參考IPC[22]。Charalambous 等[27]發現連續應用VFP 24 h 可降低骨科術后DVT 發生率。一項Meta 分析結果顯示常規護理聯合使用頻率為“20～30 min/次、2～3 次/d”的VFP 較單純常規護理能夠降低老年下肢骨折患者深靜脈血栓發生率[28]。杜建娜等[29]發現每天連續使用VFP 24 h較“30 min/次，2 次/d”能夠有效降低膝關節骨折術后患者DVT 發生率。

2.2 壓力值和充氣間隔時間 機械預防裝置的壓力值和充氣間隔時長在國內外指南中均無要求，臨床應用中也沒有統一標準，不同設備之間各不相同。GCS 壓力過大造成“止血帶效應”，壓力過小導致無效預防，關于GCS 應用壓力值，目前尚無國際統一標準。美國胸科醫師協會指南要求GCS 足踝部壓力為30～40 mmHg (1 mmHg=0.133 kPa)，患者若出現深靜脈血栓相關腫脹癥狀，則根據患者耐受性和舒適度選擇壓力為20～30 mmHg 或30～40 mmHg 的彈力襪[30]。我國行業標準參照歐洲(試行)標準實施，將GCS 分為3～4 個壓力等級[31]。國內機械預防專家共識建議預防VTE 采用Ⅰ級壓力，壓力范圍為15~21 mmHg[22]。

一項中等質量的系統評價證據建議，序貫壓縮裝置保持壓力在30～60 mmHg 持續使用45～60 min可預防下肢靜脈血栓形成[32]。Bok 等[33]在2018 年一項研究中報告應用間歇充氣裝置35 mmHg 持續加壓30 min，可產生有效的組織液壓力并產生近端血液流動，減輕淋巴水腫。一項使用IPC 治療慢性靜脈功能不全和原發性淋巴水腫的研究中，與低壓干預(60 mmHg)組以及未接受IPC 的對照組相比，接受高壓干預(120 mmHg)組的腫脹減輕最為顯著[34]。

目前機械預防設備使用時長和頻次在臨床實踐上國內外指南有較大差異，機械預防裝置的壓力值和充氣間隔時間尚無臨床統一標準，這提示今后可將關注點放在機械預防血栓形成最短有效使用時長、最低頻次、最佳壓力值及充氣間隔時間的研究上。

3 機械預防設備新進展

3.1 便攜式可移動間歇充氣加壓裝置 近幾年，國內外研發的一系列間歇加壓充氣裝置開始向小型化、便攜型等方向轉變，并且均通過臨床研究驗證了其有效性和安全性。國外一項關于新型可移動IPC 在健康志愿者中的應用研究表明，IPC 具有增加肌肉組織氧合程度和緩解下肢腫脹程度的作用，還能提高患者的依從性以及院外自我管理的能力[18]。一項關于移動IPC 在慢性靜脈疾病患者中的應用研究發現，可移動IPC 裝置使用期間，患者靜脈血液峰值流速增加(43.1 cm/svs32.4 cm/s，P＜0.01)，與基線相比，PFV 平均增加10.7 cm/s；小腿腫脹明顯減輕(31.3 cmvs21.9 cm，P＜0.001)[35]。Obi 等[36]研究發現，與使用普通IPC 的患者相比，應用便攜式IPC 的患者依從率提高了38%。小型化、可移動、便攜式的機械預防設備在保證原有壓縮作用的基礎上提高了患者的依從性，患者出院后也可隨時隨地使用，使得機械預防更加便捷，增強了機械預防的效果。

3.2 非氣動壓縮裝置 非氣動壓縮裝置又稱機械壓縮，使用馬達代替電池，采用環繞腿部的表帶，借助馬達的動力對腿部進行機械壓縮，從而實現腿部深靜脈的快速壓縮和靜脈的高速回流，靜脈回流產生的剪切力刺激內源性纖維蛋白溶解活性，減少DVT 的發生。一項關于比較機械壓縮與間歇充氣壓縮增加靜脈流量的研究顯示，機械壓縮對靜脈流速產生影響，機械加壓1 s 后，股靜脈峰值血流速顯著增加，從最初的(17.1±4.7)cm/s增加到(107.8±38.2)cm/s，有利于減輕靜脈淤滯，促進靜脈回流[37]。國外一項研究比較了非氣動壓縮裝置與間歇充氣壓縮裝置對股靜脈血流動力的影響，結果顯示，與間歇充氣加壓裝置相比，非氣動壓縮裝置增加了股總靜脈的流速，縮短了到達峰值流速的時間，給予患者更好的使用感受[38]。非氣動機械壓縮裝置的優點值得我們借鑒，但兩項研究均是在健康志愿者基礎上進行的，未進行真實世界研究，安全性和有效性還需后續進一步探索。

3.3 加溫式GCS 血流緩慢是引發術后深靜脈血栓形成的危險因素之一。加溫式GCS 通過在GCS 的足底部貼加溫片提高足部溫度，加快下肢靜脈血液流速。陳文宇等[39]通過對比加溫GCS 與普通GCS 預防深靜脈血栓發生的療效，發現加溫GCS 組股淺靜脈血液流速、腘靜脈血液流速顯著增加，DVT 發生率降低，差異有統計學意義。

4 結語

機械預防深靜脈血栓形成具有顯著優勢，但也有很多問題值得進一步研究，如不同設備之間本身的差異、使用的時長、頻次、壓力和壓縮間隔時間，患者的依從性、設備的改進等。由于我國對于機械預防的研究起步較晚，亟須增強醫護人員對機械預防重要性的認知，將機械預防切實應用于臨床，規范機械預防措施，降低術后深靜脈血栓發生率。同時機械預防裝置要順應患者院外康復的需求，提供更便攜的服務，才能將預防靜脈血栓栓塞癥的作用發揮到最大。