骨髓输液技术的发展现状和使用原则
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发布时间：2024-08-24 21:01
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时间：2024-08-24 23:12
在过去几十年里，当对于一些损伤严重或病情危急的病人采用传统的静脉输液方法变得困难或不可能时，一种适用于小儿和成年个体的骨髓腔内(intraosseous，IO)输注的传统技术重新引起了人们的兴趣和关注。这种方法安全、简单、快速而又有效，它能够通过快速可靠的循环重建，可解除几乎每位急诊休克患者所受到的伤害。本文拟对IO注射技术的发展历程和现状作一综述，并对其发展前景进行展望。
(一)IO输注技术发展的时代背景
尽管在成年急诊个体中通过IO途径给药或补液在现代急诊医疗设备系统中仍是一种新的技术，但是IO输注却有过一段长期的丰富的历史。未经证实的观点认为IO技术最早起源于十九世纪晚期，但是第一次科学地研究并记录IO技术却是在1922年，当时哈佛大学的Drinker博士在研究胸骨板循环时发现并提出骨内腔隙充满一种非萎缩性静脉，他通过实验进一步证实灌注到骨髓腔中的物质能够很快被中枢循环系统所吸收。在随后的二十多年里关于IO技术的研究得以突飞猛进的发展。
1940年，费城的Tocantins医生和他的同事O’Neill通过临床实验一同证实了长骨和胸骨的骨髓腔也可以被用来作为血管输注的通路，他们还证实了注射到兔胫骨腔内的红色染料在注射后10秒钟就出现在心脏中。此外，Tocantins还发表了一些研究IO输注的案例报告，开发了一些用于临床IO输注的实用技术并设计了一些IO输注专用的特殊针头。1942年Papper博士证实了通过IO或静脉通路给予输液基本具有完全相似的循环时间，1944年，英国内科医生Hamilton Bailey博士评论在战时的伦敦使用IO输注时提到IO针头具有意外刺穿胸骨从而损伤心脏的潜在风险，为此Bailey设计了一种特殊的IO套管针用以保护心脏。
在二十世纪四五十年代，IO输注技术已成为一种用于成年或儿童给予药物或输血的流行方案，这种技术也因此经常出现在医学期刊中，这段时期主要使用的是手动穿刺针用于进行IO输注操作。在二次世界大战期间，IO输注技术被战地医疗救治机构广泛使用，并挽救了4000余名身受重伤的士兵性命，而在没有使用IO输注技术之前，许多失血性休克的士兵因不能建立静脉输液循环而导致死亡，因此，美国军方认为IO输注技术是一种救治严重受伤士兵的标准措施。遗憾的是，二战以后至1968年由David Boyd博士等在芝加哥创建第一家EMS机构期间，IO输注技术的成功经验并未能从部队转移到地方。究其原因，主要是因为静脉输液用塑料导管的迅速发展和普及，以及EMS是由地方的创伤中心发展而来而不是诞生于军队之中。因此，很多创伤外科医生并不了解IO技术，只要那些医护人员能够开展静脉输注他们就很满足了。直至1984年，James Orlowski博士在参观霍乱流行的印度时发现，IO输注技术被用来输液和给药并挽救了许多可能死于霍乱的患者的生命，在他回国后发表了一篇名为“我的静脉路线王国”的社论，其中他倡导在小儿科中使用IO技术。这篇社论重新唤起了对IO输注技术的关注和兴趣，并很快被儿科治疗机构采纳并被列入PALS(Pediatric Advanced Life Support儿童生命支持)准则之中，1986年，美国心脏协会(AHA)正式批准将IO输注技术列入儿科的急救复苏程序当中。
在过去的三十多年中，开展了许多关于在不同动物模型中通过IO输注方式给予药物并进行药代动力学的研究。其中，在1990年在《新英格兰医学杂志》上发表的一篇关于IO输注的文献综述指出，任何可以利用静脉进行给药的操作也都可以通过IO途径进行给药，并且能够被中枢循环系统快速吸收利用。2003年ACLS(Advanced Cardiac Life Support心脏生命支持)准则中推荐IO作为成年个体有价值的选择方案，2005年美国FDA批准了三种用于成人IO输液的新设备，分别为F.A.S.T.1;B.I.G.和EZ-IO。伴随着IO技术的复兴和流行，理应进一步深入观察IO技术在成人个体输注中的应用，以及它是如何改变医护人员、护士和医生在静脉输液困难情况下解决问题方案的。
(二) IO输注技术的发展现状和使用原则
1、IO输注的工作原理
在骨髓腔中有很多非萎缩的静脉网，在休克或因创伤而大量失血的患者体内往往外周的静脉网会发生塌陷或关闭，而此种情况下，处于骨骼保护之中的骨髓腔内静脉网因其特殊的骨质结构仍然能够同体循环保持直接而又完整的连接。还应指出的是，通过骨髓腔内的血流量是相对恒定的，即使在很多休克的病人体内亦是如此。骨髓腔内的血管的压力约为35/25mmHg，相当于身体平均动脉压的三分之一。在骨髓腔内的这些密密麻麻非萎缩性的微小静脉网络就像海绵一样能够快速吸收灌注到其周围的液体，并将其快速转运到体循环之中。骨髓腔内静脉的这种特殊解剖结构就成了IO输注的液体或药物能够被快速转运到体循环并加以吸收利用的根本原因。
此外，毫无疑问的是在骨髓腔内还充满了由血液、造血细胞网络和结缔组织构成的骨髓，主要包括红骨髓和黄骨髓两种。其中，红骨髓主要位于长骨两端的网状骨松质中，内含高浓度的血细胞;而黄骨髓主要位于成年长骨的中央腔隙中。在新生儿和儿童骨骼中仅仅存在红骨髓，而随着年龄的增长，部分红骨髓会被脂肪组织所替代而逐渐成为黄骨髓。灌注到骨髓腔内的液体或药物，不管是通过红骨髓还是黄骨髓都能够快速地抵达到体循环当中。
2、目前常见的IO输注装置
EZ-IO：2004年美国FDA批准了第一个以电池为动力的IO输注装置EZ-IO。与之前的IO输注装置相比，EZ-IO的独特之处在于它使用一种特殊设计的钻头针进入骨髓腔内。同以弹簧为动力的其他IO输注装备相比，以电池为动力的驱动装置EZ-IO能够将钻头针稳稳地钻入骨髓腔内，这种方式的好处在于，操作者使用方便快捷，能够使穿刺针和穿刺骨位点之间的定位更准确、连接更严密，从而最大可能地避免了输液外渗的可能性。
3、推广IO输注技术的必要性
静脉导管的快速发展和普及为急诊医学提供了重要的早期处理措施，静脉输注可以为危重病人提供一条“生命线”，在急诊医疗体系和急诊部门，如何在最短的时间内获得这条“生命线”是最为关键的问题。通常情况下，在运动的救护车内对一成年急诊患者成功留置静脉导管大概需要10-12分钟的时间，而且还有10-40失败率。研究表明急诊医疗系统工作人员在进行儿科静脉留置导管操作时，有三分之一的操作要超过5分钟，还有四分之一的操作要耗费超过10分钟的时间，而且大概6的操作会完全失败而不能重建循环体系。由于时间因素是急诊救护必须要考虑的一个重要因素，因此同传统静脉留置导管相比，对小儿和成人具有70-100操作成功率，耗时低于1分钟的IO输注技术具有极大的优势。鉴于做心肺复苏时很难插颈静脉和锁骨下静脉，而股静脉的风险非常高，形成血栓的机率是8.34。因此，推荐的方法是先做IO，待病情稳定后作锁骨下静脉留置，可减少并发症的可能性。
美国心脏协会(AHA)、欧洲复苏委员会(ERC)、国际复苏联络委员会(ILCOR)和美国急诊医师委员会(NAEMSP)的指导方针：
在急诊的过程中，建立血管通路时应该尽早考虑使用IO输注：成人在外周静脉穿刺2次不成功后马上建立IO通路、儿科病人首选IO通路;
气管插管给药已经不被推荐;
中心静脉给药也不被推荐。
4、IO输注穿刺的位点
通常情况下，对小儿患者而言，IO输注选择的部位主要在胫骨的近端或远端、股骨的远端。在成年个体中，IO输注部位多选择在胸骨柄或胫骨。当然，还有其他一些可供选择的输入部位，包括桡骨、尺骨、骨盆、锁骨、跟骨等。穿刺位点的选择应该充分考虑到患者的年龄、当时的状况、穿刺装置和操作者的经验和水平等。当然不管选择哪个位置，都应以简单可行和不影响心肺复苏等抢救措施为原则。
5、开展IO输注技术的适应征
(1)当小儿急诊患者出现急需建立血液输入通路，但静脉留置导管非常困难或失败的情况，而延迟处理可能使患者面临危险时。
(2)小儿复苏指导原则中，通常提到“90秒;三种尝试;任一种先行”的急救原则。即对于心跳骤停的孩子，应试图在90秒内通过IO输注、外周或中枢静脉输入从而迅速建立输液通路，而在实际操作当中，这些方式亦可同时进行。
(3)一段时期内，IO输注技术主要局限于小儿科病人，而近来随着IO输注装置的不断发展，使其迅速发展成为一种和传统静脉输注导管一样可靠的供成年急诊患者选择的装置。
(4)处于休克或心力衰竭的成年患者需建立静脉输入通路，但遇到(1)中所提的情况时，也应选择IO输注措施。
(5)研究表明，对于感染性休克的婴儿、脱水的儿童、心脏骤停、烧伤、癫痫或挫伤的患者而言，IO输注都是一种可供选择的有效措施。
6、IO输注技术的禁忌症
目前一致的观点认为，不宜选择发生骨折的骨头作为进行IO输注的位点。相对而言不宜进行IO输注的还有成骨不全的患者、严重的骨质疏松患者、以及在穿刺部位发生蜂窝组织炎的患者。此外，一旦在骨上进行过一次IO输注的尝试，则再进行IO输注尝试时应避免在同一块骨上进行操作，以免发生潜在的泄漏的危险。
7、IO输注技术潜在并发症
最常提及的IO置入潜在并发症是液体和药物外渗导致的注射部位周围肌肉和皮下组织坏死，甚至有引发间隔综合症的危险。感染也是IO置入的并发症之一，IO置入后可能引发蜂窝组织炎和局部脓肿的形成。有报道指出，IO置入有引发骨髓炎的风险，研究表明通过严格的无菌操作可以使这种感染的风险下降至0.6以下，而如果拔除IO穿刺装置越早的话，则这种风险的感染率会更低。此外，还有一种共同关注的潜在风险是引发穿刺部位的骨折和抑制骨骼生长，但是截至目前为止还没有直接证据表明IO输注会影响骨骼生长。
8、关于IO输注技术经常被问及到的几个问题
(1)做骨髓腔内注射穿刺时疼不疼?如果把疼痛分为10级，0级为不疼，10级为最疼。进行穿刺时的疼痛是2级，只有很薄的骨膜处有疼痛感。往骨髓里输液的疼痛是10级，所以清醒的病人输液时一定要先用1利多卡因麻醉，利多卡因需要很慢很慢的静推，等1分钟后用10ml(小孩是5ml)生理盐水加压很快推进去，静推利多卡因时最好不用连通器，静推生理盐水时需要用连通器，在钻入前需要准备好接好连通器并装好生理盐水的注射器。
(2)选择不同部位穿刺进行骨髓腔内注射时，输液的速度和药代动力学有没有差异?研究表明选择胸骨、胫骨作为穿刺点时，液体的流量可达到 4L/h，肱骨的流量可达到6L/h，如果输液前没有加压推进生理盐水，输液的速度会很慢。药代动力学方面，在实验动物猪身上做各个通道的试验，用氯化钾让猪心跳停止，8分钟后作心肺复苏，心肺复苏持续两分钟，共10分钟后，从各个点用急救药，检测血液里药的含量：肘正中静脉和胫骨IO的血药浓度峰值一样，90s达到峰值;肱骨和锁骨下静脉的血药浓度峰值一样，30s达到峰值。而静脉需要5~7分钟完成，IO的速度要快得多。
(3)在用药剂量上，IO穿刺给药和传统的IV静脉导管给药有没有差异?研究表明用药的剂量和静脉一样，IV可以用的药，IO都可以用，包括所有的血液制品。
(三) IO输注技术展望
在过去的20年中，IO输注技术已经在儿科急诊中被广泛应用。现在美国的IO输注设备研发机构正在努力对IO输注技术进行规范化提升，以使其能够尽快纳入应用于成年急救的标准措施，这对于那些静脉留置导管非常困难或失败的危重急救病人尤为重要。值得欣慰的是，新开发的IO输注设备以及对IO输注技术优势的深入理解进一步驱动了这一输注方式的推广应用进程。尽管快速有效地建立静脉输入是每位急救人员的共识，但是在送往急诊室的病人中仍有10-30的危重病人不能快速有效地建立静脉导管输注，而且这种状况在过去的25年中未有丝毫改变。伴随FDA批准的三种IO输注装置的逐渐推广和普及，可以乐观地相信，这种状况在不久的将来很有可能发生根本性改变。
据美国IO输注技术专业人士预测，未来用于成人IO输注的尖端最新设备的研发将基于目前更好地解决静脉导管输注困难患者的需求展开，并为急诊专业机构提供更为强大的专业技术服务。比如：
(1)新的指导原则或许会明确指出每位需要输注的危重病人可选择通过静脉导管(IV)输注或骨髓腔内(IO)输注的方式进行输液或者给药;
(2)所有的ALS药物将会在5分钟内迅速给予;
(3)研究还将证明IO输注技术不仅快速，而且还将提高抢救的效果。
(4)其它的一些用于IO穿刺的解剖学位点将会被发现和利用。这可能包括股骨头、锁骨、桡骨、跟骨、肘突鹰嘴部等等，事实上就如静脉输液针能够对任何一个静脉进行穿刺一样，未来的IO穿刺针也将能够对任何一块骨头进行穿刺输液。
(5)未来在成年急诊患者中，IO穿刺输注可能将会替代目前急诊部门常用的深静脉穿刺输注技术。这是因为IO输注技术更快速、安全，而且花费更低。
(6)IO输注技术将会成为目前为止还不能有效建立静脉导管穿刺患者的首选方案。
