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脊柱手术耗时长、出血多，输血需求量较常规骨科手术大，如脊柱矫形进行截骨操作的失血量可高达4700 mL[1]。术中创面大，组织分离和切除导致竖脊肌、腰动脉背侧支、硬膜外腔椎内静脉丛、椎板及小关节松质骨等不同程度出血[2]。而近年来血源紧张问题日益突出，而我国的献血率仅为9‰，远不能满足手术及相关输血治疗需要[3]。对于失血风险较大的脊柱手术，为降低围术期异体输血的需求，血液回收机作为一种安全有效的方式以快速补充红细胞、恢复患者术中循环血量在临床中应用广泛，为术中用血安全提供充分的保障。为了总结血液回收机在脊柱手术中的应用，进一步分析血液回收技术的临床疗效及使用范围，使血液回收机在术中取得满意效果，本文就血液回收机在脊柱手术中的研究进展综述如下。

1 血液回收机的发展史

19世纪英国海默首次提出自体输血并强调使用患者自体流出的血液，认为其具有适用人群广泛、且不会经输血传播疾病等优点[4]。自血液回收机发明以来，在临床中使用愈加广泛。自体血回收设备经历了以下发展阶段：早期回收血液简单过滤后即回输给患者；中期带有负压、过滤装置，可很大程度降低溶血和空气栓塞风险的第二代、第三代、第四代血液回收机；近现代的Cell Saver 5将收集、过滤、离心、洗涤全过程自动化，提升了回收效率，保证了回输血液成分的稳定可靠[5]。

血液回收目前最常用间断性离心洗涤技术的Cell Saver 5/5+自体血液回收机（血液公司，美国）及连续洗涤式自体血回收技术的CATS自体血液回收机（费森尤思，德国），两者回收的自体血质量无明显差异[6]。血液回收机吸取术野出血的同时按比例添加肝素化生理盐水，之后过滤细胞碎片及气泡等，将过滤血储存在储血罐里。当储血大于一定量（常为500 mL）时，开启离心分离和洗涤，清除游离的大分子物质如游离血红蛋白、血浆蛋白、血小板及肝素等，最后得到压积为50%～80%浓缩红细胞，以回输补充失血[7]。经过离心、过滤的自体血可以快速补充红细胞，配合术中补液，以便迅速有效恢复循环血量。

2 血液回收机在脊柱手术中的临床应用

2.1 回收血血液流变学

血液流变性在临床上常用于反映机体血液流动性质及红细胞的聚集和变形能力，作为微循环灌注的主要决定因素，主要由不同切变率下的全血血液黏度来评估[8]。正常红细胞形态上呈双凹圆盘状，变形能力强、抗聚集能力强，可顺利通过毛细血管网以增快红细胞与组织进行氧交换的速率、加速组织修复与术口愈合。脊柱手术常因术中创面大、剥离组织多、肌肉及椎板血管丛损伤，出血量多而需要反复抽吸术中失血。术中负压吸引及血液回收机的过滤、离心、洗涤等机械刺激引起红细胞受损，可影响回收血红细胞的血液流变学。但在一项自体血回输对脊柱内固定手术患者术后血液流变学影响的研究中，证实自体与异体输血两者的血液流变学并无统计学差异，自体血回输对机体微循环灌注、红细胞携氧无明显影响[9]。则可推测脊柱手术中常规使用血液回收机回收的浓缩红细胞具有较好的血液流变学参数。

2.2 回收血液质量

正常人体血浆游离血红蛋白（free hemoglobin，FHb）浓度为0～50 mg/L，发生溶血或红细胞破坏时释放血红蛋白，FHb升高[10]。张帆等[11]认为FHb和与之呈高相关性的乳酸脱氢酶可作为术中回收血质量快速评价的标志物，在其对脊柱手术回收血液质量的研究中，血液回收机回收前后的FHb清除率高达95%，接近正常范围，有效清除回收过程中损伤的红细胞，保证回输血质量。

库存血保存2周后红细胞即出现形态学变化，易出现酸碱异常和凝血障碍。而自体回输血的红细胞活性较高（平均活力值可达到88%），其形态几乎和正常人体红细胞无明显差异[12]。Salaria等[13]对自体血回输研究发现：输入异体血后红细胞的变形能力和聚集性变化明显，与输入量呈负相关至术后3 d，而单纯自体血回输后则无明显影响。回收血红细胞的氧合血红蛋白解离曲线（oxyhemoglobin dissociation curve，OHDC）类似于静脉血且位于库存血的右侧，且回收自体血2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG）含量正常且明显高于库存血，表明携氧能力优于库存血。尚未发现自体血回收可能的机械损伤影响红细胞的携氧功能[14]。自体血回输的红细胞活性及形态均优于库存血，对大出血患者的救治成功率明显增高。

2.3 回收红细胞寿命

在一项中老年患者脊柱手术中使用自体血回输的研究中观察到术中自体血回收的红细胞寿命和体内红细胞无显著差异[15]；根据同位素标记法测定方式得出回收红细胞生存能力大致正常而高于库存血[16]。但Liao等[17]在脊柱等骨科手术患者中发现自体血回输虽然能有效维持手术结束时总血红蛋白水平，但与非自体血回输组相比在术后3 d内血红蛋白水平显著降低，增加了术后血红蛋白的输注需求。这可能与回输过程中红细胞表面磷脂酰丝氨酸的暴露激发了免疫系统对红细胞回输后的吞噬作用有关。因此，虽然术中血液回收红细胞质量、红细胞胞龄等优于同种异体血，但是术后长期对红细胞的需求是否更具备优势仍需要进一步研究。

2.4 回收血临床疗效

2.4.1 凝血术后血小板数量及血浆纤维蛋白原（fibrinogen，FIB）等凝血物质水平低于正常，凝血酶原时间（prothrombin time，PT）延长，术后24 h后逐渐恢复至术前水平，可能是回收血液中含影响凝血功能的物质，如洗涤红细胞使用的晶体液的稀释及抗凝药物破坏了机体血小板的凝血功能。小剂量添加2.5 U/mL的肝素生理盐水，可以较好程度避免出血风险和浓缩红细胞引起的阻塞，且经过离心、洗涤等处理能够清除绝大部分肝素，但回输量较大时残留肝素蓄积可能导致机体凝血障碍[18]。相较而言，在脊柱手术中自体血回输量≤500 mL时，使用血液回收机与输同种异体血对患者术后凝血功能及伤口引流量的影响并无显著差异。但围术期应当监测患者凝血功能的变化，尤其当自体血回输≥750 mL时应及时补充凝血因子，可避免大量回输血液引起的凝血异常[19]。

2.4.2 免疫自体血回输组术后CD4定量、CD4/CD8比值、NK细胞等免疫指标与术前相比无统计学差异，而异体输血组术后与术前对比下降明显，可见自体血回输对T细胞免疫功能影响较小；另外，输自体血组术后不同时间点的前白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-8（IL-8）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）明显低于输库存血组，提示术后炎症反应发生率低于输库存血组的患者[20]。自体血回输在影响细胞免疫和炎症趋化方面均优于库存血，因避免外来抗原及自身破碎组织抗原的炎症诱导，稳定了炎症因子的数量，在脊柱内固定等手术恢复期更有利于骨愈合。

2.4.3 异体血需求术中自体血回收-回输可减少库存血输注。平均年龄为71岁的老年患者于脊柱手术术中行自体血回输，在术中失血量无明显差异时，自体血回输组的异体红细胞及血浆输注量较对照组显著降低[21]。Liang等[22]同样证实脊柱侧弯患者术中血液回收降低了异体输血需求。Ersen等[23-24]等在回顾性分析研究中证实使用自体血液回输可减少特发性脊柱侧凸患者行脊柱后路固定融合术术中异体输血量。一项对外科大出血手术研究表明：实验组应用血液回收机的回收率最高达92.53%，几乎不需要异体输血；不良反应的发生率为8.89%，显著低于常规对照组使用库存血的22.22%[25]。然而Canan等[26]发现单侧后路腰椎减压和融合手术中及Kelly等[27]发现在腰椎短节段切除和融合（＜3）中，血液回收机不具有成本效益，不能减少异体输血。血液回收机的型号、研究对象的合并症、不同的手术类型和输血指征、术前是否等容性稀释血液和储存血液可能导致上述差异。

2.5 经济效益

Gum等[28]研究线性回归结果表明，在成人脊柱畸形手术中预计失血量（estimated blood loss，EBL）＞614 mL时，血液回收具有较高的性价比（未将临床的其他指标如住院时间、术后恢复等纳入评价标准）。2007年的一项国内研究[29]中使用进口血液回收机收集自体血477 mL与输异体“高价血”的费用相等；收集自体血1150 mL与输异体“低价血”的费用相等，相当于浓缩红细胞5.75 U（1 U=200 mL）；失血量在1000 mL以上的患者输注自体血的比重增高达48%～69%，降低了异体血的需求，若使用国产设备及耗材也可进一步节省患者输血费用。

2.6 自体血回输的潜在问题

2.6.1 急性肺、肾损伤Minkara等[30]报道1例18岁男性患者在青少年特发性脊柱侧凸手术中自体输血后继发急性肾损伤，并认为输血后产生的FHb可能是损伤的重要因素，过多的FHb可能会超过机体的处理能力，导致肾小管堵塞。在大量回输自体血过程中，中性粒细胞胞外诱捕网（neutrophil extracellular traps，NETs）的形成与内皮损伤和严重的肺功能障碍有关。Zheng等[5]研究发现腰椎后路手术NETs的形成，经过离心洗涤的自体血仍未能完全清除NETs成分。另外血液回输后可能激活中性粒细胞产生趋化作用和呼吸爆发效应，毛细血管通透性增加，突发急性肾衰竭及肺损伤，发生弥散性血管内凝血，属罕见且严重的并发症——血液回输综合征（salvaged blood syndrome，SBS）[31]。

2.6.2 稀释性低凝状态术中大量失血、液体扩容、回收离心和洗涤等因素造成回收自体血中的凝血因子、血浆蛋白和血小板等丢失。大量自体血回输后易造成稀释性低凝状态和低蛋白血症。出血量＞3500 mL时，每回输1000 mL需补充凝血因子如新鲜冰冻血浆1 U或者输注浓缩血小板以维持患者术中术后的正常凝血功能[14]。当血小板＞50×109/L，FIB＞0.75 g/L，凝血因子下降后水平控制在基础水平的20%～30%，术中就能维持凝血功能稳定[32]。

3 血液回收机在脊柱手术中的适应证和禁忌证

3.1 血液回收机适应证

2015年美国麻醉医师协会[33]推荐：①平均失血量大于400～600 mL，或手术预期失血量≥20%全血容量的无菌手术。②患者血型稀有，配血困难。③患者拒绝异体输血。Foss等[34]认为术中Hb应维持在90 g/L以上。而对于老年患者，内分泌功能及骨髓造血能力减退、全身营养状态差及患有长期老年病，均影响自身造血。术中、术后Hb水平应尽快恢复，以维持对全身各器官供氧的稳定。

3.2 血液回收机禁忌证

药物污染（凝血剂、碘伏、骨水泥）、细菌污染的手术出血、恶性肿瘤切除[由于理论上的担忧未广泛采用，但有研究表明，采用红细胞回收联合白细胞滤器（intraoperative cell salvage-leukocyte depletion filter，IOCS-LDF）对脊柱转移肿瘤患者是安全的[35]]、血液疾病（镰状红细胞及地中海贫血等）、患者拒绝、肠腔脏器出血、开放性创伤出血。

4 血液回收机联合其他技术在脊柱手术中的应用

失血过多会增加围术期感染风险、延迟伤口愈合并延长患者住院治疗时间及增加住院费用。因此可以进行以循证医学为基础的围术期患者血液管理。目的在于减少围术期失血的危险因素，对抗过度失血、减少术中异体血需求。使用血液回收技术联合围术期血液管理方法，进一步减少患者反复接触血液制品，降低不良反应的风险，减少术中血液需求，保障患者手术安全。

脊柱手术围术期常可采用多种血液管理方式以减少出血[36]：①围术期筛查、纠正贫血。②术前联合特定凝血因子、铁和其他补充剂增加红细胞质量。③输血治疗。④术中及术后使用氨甲环酸。⑤手术入路和手术技术的改善缩短手术开放时间。⑥双极术中止血。⑦高容量或等容量稀释、控制性降压联合血液回收。⑧术后使用纤维蛋白封闭和红细胞回输。⑨根据风险因素由患者及医生共同确定方式。

Kumar等[35]采用流式细胞仪对原发性上皮肿瘤有脊柱转移的11例患者IOCS前、IOCS后和IOCSLDF后三个阶段的血液样本进行分析，结果表明，IOCS-LDF能有效清除脊柱转移瘤手术期间回收血中的肿瘤细胞，肿瘤细胞数量明显少于患者血液循环中的数量。证实了在脊柱转移瘤术中IOCS-LDF联合使用的安全性。

5 应用血液回收机的注意事项

血液回收机补充术中患者红细胞具备优良临床价值，但也伴随一定风险。术野出血在空气中暴露、频繁接触器械会增加感染的概率。使用血液回收机也存在如空气栓塞、非免疫性溶血反应及凝血异常等潜在风险。负压使用不当可减少红细胞数量、影响质量[14]。因而术中应缩短手术时间、及时吸出失血、正确进行负压吸引、严格无菌操作以减少上述风险发生。自体血多用生理盐水洗涤，大量回输可导致高氯离子酸碱失衡。若用复方电解质注射液替代，可平衡电解质、稳定pH，增加2,3-DPG水平以改善红细胞能量代谢及提升携氧率[37]。室温环境回收处理的血液放置时间应在4 h内，专用贮血冰箱（4℃）的保存可适当延长至24 h，原则上尽量不要回收超过6 h的血液[38]。

俯卧位已成为脊柱手术常用体位[39]。正常情况下机体心血管调节系统代偿，可稳定术中体位变化引起的血流动力学波动。但年龄、麻醉、血容量变化等会影响自体代偿。术中俯卧位时老年患者血流动力学变化常表现为血压下降，严重者甚至心跳骤停[40]。俯卧位时胸廓起伏受限、心脏受压，回心血量及心排量、心指数等降低最高可达25%[41]。另外俯卧位使腹内压增高，腔静脉受压回流受阻，血液淤积在静脉丛，减少了回心血量，亦导致心排出量的下降。联合术前血液等容稀释可能会加重老年患者心血管负担，使用前需进行适当评估。

6 小结与展望

血液回收机在脊柱手术中优势明显、应用广泛，为患者术中提供优质、高活性回收自体血浓缩红细胞，高效利用血液资源，使紧急大出血患者救治成功率明显增高，且可降低术后感染、免疫抑制的发生率，具备良好的临床疗效及经济效益。但仍应严格遵循血液回收机无菌操作规范，注意监测围术期患者生命体征、凝血、肝肾功，采取相应处理，避免出现自体输血相关并发症。有望对脊柱手术中血液回收机联合围术期血液管理的具体应用进行多因素临床-效益分析，制订更个体化的管理措施，进一步减少风险、降低成本，促进患者术后恢复。

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