经皮穴位电刺激对老年髋部骨折患者全髋关节置换术后免疫抑制状态的改善作用

Improvement of Transcutaneous Electrical Acupoint Stimulation on Postoperative Immunosuppression in Elderly Patients with Hip Fracture Undergoing Total Hip Replacement

摘要: 目的：探讨经皮穴位电刺激(TEAS)对老年髋部骨折患者全髋关节置换术后免疫抑制状态的改善作用。方法：选择2021年1月~2024年3月期间在北仑区人民医院初次行单侧全髋关节置换术的老年患者100例，随机分为经皮穴位电刺激组(TEAS组)和经皮穴位假电刺激组(SHAM组)，每组50例。TEAS组患者于术前、术中及术后给予TEAS干预，SHAM组患者相应给予假TEAS干预。分别于术前1d及术后1 d、4 d、7 d检测两组患者的白介素-6 (IL-6)、C反应蛋白(CRP)水平，并比较两组之间的术后继发感染情况及术后住院天数。结果：组内与术前比较，两组患者术后1d和4d的血清IL-6及CRP水平均明显上升(P < 0.01)，术后7 d则基本回落至术前水平(P > 0.05)；组间比较，术后1d和4d的TEAS组血清IL-6水平均明显低于SHAM组(P < 0.05)，术后4 d的TEAS组CRP水平也明显低于SHAM组(P = 0.026)。SHAM组的术后感染发生率显著高于TEAS组(P = 0.040)，但两组的术后住院天数比较未见统计学差异(P > 0.05)。结论：围术期TEAS能够明显改善老年髋部骨折患者全髋关节置换术后的免疫抑制状态，并降低术后感染的发生率。

Abstract: Objective: To observe the improvement of transcutaneous electrical acupoint stimulation (TEAS) on the postoperative immunosuppression in elderly patients with hip fracture undergoing total hip replacement. Methods: A total of 100 elderly patients with hip fracture scheduled for unilateral total hip replacement for the first time in Beilun District People’s Hospital from January 2021 to March 2024, were randomly divided into TEAS group and SHAM group, with 50 cases in each group. Patients in the TEAS group were given TEAS intervention before, during and after surgery, while patients in the SHAM group were treated with sham TEAS. The levels of interleukin-6 (IL-6) and C-reactive protein (CRP) were detected at 1 d before surgery, and 1 d, 4 d, 7 d after surgery respectively, and the incidence of postoperative infection and postoperative hospitalization days were compared between the two groups. Results: As compared with those before surgery, the serum levels of IL-6 and CRP in both groups were significantly increased at 1d and 4 d after surgery (P < 0.01), but dropped basically back to the preoperative level at 7 d after surgery (P < 0.05). Comparison between the two groups, serum IL-6 levels in the TEAS group were significantly lower than those in the SHAM group at 1 d and 4 d after surgery (P < 0.05), and the levels of CRP in the TEAS group was significantly lower than those in the SHAM group at 4 d after surgery (P = 0.026). The incidence of postoperative infection in the SHAM group was significantly higher than that in the TEAS group (P = 0.040), but there was no significant difference in postoperative hospitalization days between the two groups (P > 0.05). Conclusion: Perioperative TEAS intervention can significantly improve the postoperative immunosuppression status and reduce the incidence of infection in elderly patients with hip fracture undergoing total hip replacement.

1. 引言

髋部骨折是老年患者最常见的外伤性疾病，约75%发生在70岁以上的老年患者，而人工髋关节置换术(AHR, Artificial Hip Replacement)是目前治疗髋部骨折的一种成熟可靠的常规手术方式[1] [2]。但老年患者因衰老致其免疫功能低下且具有免疫易损性，手术期间的诸多应激事件(手术创伤、麻醉、疼痛、药物、低温等)都会进一步抑制其免疫功能而增加术后感染的风险，并致手术失败、术后残疾、甚至危及生命[3] [4]。因此，有效改善老年患者AHR术后的免疫功能低下状态并降低术后感染风险，具有十分重要的临床意义。

经皮穴位电刺激(TEAS, Transcutaneous Electrical Acupoint Stimulation)是一种新型无创的穴位刺激方法。越来越多的临床研究表明，TEAS具有镇痛、抗应激、抗炎、改善和促进机体自主调节机制、以及增强机体免疫力等作用[5]-[7]。如梁洁等发现，TEAS可提高直肠癌根治术患者的术后镇痛效果，减少镇痛药用量，并增强围术期T淋巴细胞免疫功能[5]。解建等也证实TEAS可通过增强适应性免疫功能，改善体外循环下冠状动脉旁路移植术患者的术后免疫功能抑制[6]。但对于其能否有效改善老年髋部骨折患者AHR术后的免疫抑制状态，并有效降低术后感染风险，目前尚无相关文献报道。为此，本研究评估了TEAS对老年髋部骨折患者全髋关节置换术后免疫功能抑制状态及感染风险的改善作用，以期为进一步的临床推广应用提供实践依据。

2. 资料与方法

2.1. 研究对象

选择2021年1月至2024年3月期间在北仑区人民医院择期行单侧全髋关节置换术的老年髋部骨折患者100例。入选标准：① 年龄65~85岁；② 髋部骨折且初次行全髋关节置换术者；③ ASA分级为Ⅰ~Ⅲ级；④ 术前血红蛋白 > 90 g/L且围术期未接受输血治疗；⑤ 麻醉方式为硬腰联合麻醉；⑥ 穴位电刺激部位皮肤完整，无瘢痕或溃疡。排除标准：① 近1月内有过感染者；② 患有免疫系统疾病，或近1月内接受过免疫抑制剂治疗或使用过糖皮质激素者；③ 严重的心血管疾病患者，或体内有心脏支架或心脏起搏器者；④ 既往有糖尿病病史，血糖控制不佳者；⑤ 恶性肿瘤者；⑥ 肥胖患者(BMI > 30 kg/m²)；⑦ 营养状况差，白蛋白 < 30 g/L；⑧ 精神疾病或智力障碍、听力障碍，无法配合麻醉者。剔除和退出标准：① 椎管内穿刺失败，或麻醉效果欠佳需要追加辅助镇痛镇静药物或更改麻醉方式者；② 患者不愿意继续接受穴位电刺激治疗或血样采集，要求中途退出；③ 研究过程中出现输血、严重不良事件或入住ICU者。本项研究获得北仑区人民医院伦理委员会批准同意，批准号：2019科审第(23)号)。入选患者均签署知情同意书。

2.2. 研究分组

按随机数字表法分为两组：经皮穴位电刺激组(TEAS组)和假电刺激组(SHAM)组，每组50例。TEAS组患者于术前、术中及术后给予TEAS干预，SHAM组患者相应给予假TEAS干预。

2.3. 手术及麻醉方式

所有患者均接受相同的麻醉及手术方式。麻醉方式均采用硬腰联合椎管内麻醉，于L2~L3/L3~L4行腰硬联合麻醉，确认脑脊液回流通畅后注入0.5%的罗哌卡因(耐乐品，Aspen Pharmacare Australia Pty Ltd，批号LCRD) 2~2.5 mL，麻醉平面控制在T8~T10以下。麻醉期间适当静脉补液，以维持平均动脉压和心率波动幅度不超过术前基础值的20%。术中采取体温保护策略。术毕接静脉自控镇痛泵，镇痛配方为舒芬太尼2 mg/kg + 托烷司琼10 mg + 0.9%氯化钠注射液，总量100 ml，背景剂量2 ml/h，PCA量0.5 ml，锁定时间15 min。手术方式均采用髋关节后外侧入路，由同一组骨关节科外科医生完成全髋关节置换术。所有患者执行相同的术后常规护理(包括宣教全髋关节置换术相关知识、疼痛管理和功能康复锻炼指导等。

2.4. TEAS干预操作

1) 穴位选择：选取双侧的合谷穴(L14，在第一、二掌骨之间，第二掌骨桡侧中点处)和内关穴(PC6，前臂正中，腕横纹上2寸)。2) 刺激时机：麻醉前 + 术中 + 术后，包括麻醉前30 min刺激1次，持续30 min；麻醉后全程术中刺激直至手术结束；术后第1天和第2天，上下午各刺激1次，每次持续30 min。3) 电流频率：2/100Hz交替。4) 电流强度：电刺激强度为引起感觉阈的2~3倍，患者可耐受、有较强震颤感但不觉得疼痛的强度范围(如电刺激强度5 mA时有感觉，则用10~15 mA强度进行刺激)。SHAM组于同样时点连接电极，电刺激强度为引起感觉阈的一半(如电刺激强度5 mA时有感觉，则用2.5 mA强度进行刺激)，以保证所有患者均认为接受了体表穴位电刺激。

2.5. 观察指标

对患者的年龄、性别、BMI、ASA分级、手术时间、术后住院天数进行数据记录。分别于术前1 d及术后1 d、4 d、7 d，采集患者的外周静脉血，采用循环增强免疫荧光法(星童医疗技术(苏州)有限公司，中国)检测外周血IL-6水平。采用普门PA-990 pro特定蛋白分析仪(深圳普门科技股份有限公司，中国)检测外周血CRP水平。观察并比较两组患者的术后继发感染情况，包括切口感染、肺部感染、泌尿系感染、胃肠道感染、以及血行感染的发生率。

2.6. 统计学处理

用Excel电子表格建立数据库，采用SPSS 20.0软件进行统计分析。正态分布计量资料以平均值±标准差($\overline{x}\pm s$ )表示，组间比较采用两组独立样本t检验，组内不同时点比较采用重复测量方差分析；计数资料以率(%)表示，组间比较采用χ²检验。P < 0.05认为差异具有统计学意义。

3. 结果

3.1. 基础资料比较

TEAS组有3例因椎管内穿刺困难或效果欠佳而改为全麻，2例在术后主动要求退出研究，2例因术中突发意外(严重过敏、快心室率房颤)而术后转入ICU，最终纳入统计的TEAS组患者共43例。SHAM组有1例因椎管内穿刺困难而改为全麻，1例因椎管内麻醉效果不佳而改全麻，3例在术后主动要求退出研究，1例因术后谵妄而退出研究，最终纳入统计的SHAM组患者共44例。两组患者的基线资料，如年龄、性别、BMI、ASA分级、手术时间比较，均无显著性差异(P > 0.05)，见表1。提示两组患者具有可比性。

Table 1. Comparison of basic data between the two groups ($\overline{x}\pm s$ or cases)

表1. 两组患者一般资料比较($\overline{x}\pm s$ 或例)

分组	n	平均年龄(岁)	男/女(例)	BMI值(kg/m^2)	ASA分级(Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ)	手术时间(min)
SHAM组	44	70.75 ± 4.60	13/31	22.70 ± 3.36	4/30/10	65.30 ± 10.38
TEAS组	43	71.05 ± 3.82	16/27	23.52 ± 3.09	7/30/6	70.47 ± 18.17
t值或c^2值		0.327	0.575	1.178	1.807	1.634
P		0.744	0.448	0.242	0.405	0.106

3.2. 围术期IL-6和CRP水平比较

术前两组的血清IL-6和CRP水平比较，差异均无统计学意义(P > 0.05)。组内与术前比较，两组的血清IL-6和CRP水平均在术后1 d和4 d明显上升(P < 0.01)，术后7 d均基本回落至术前水平(P > 0.05)。组间比较，术后1 d和4 d的TEAS组血清IL-6水平均明显低于SHAM组(P < 0.05)，术后4 d的TEAS组CRP水平也明显低于SHAM组(P = 0.026)，但术后7 d两组的IL-6和CRP水平比较未见明显差异(P > 0.05)。见表2。

Table 2. Comparison of IL-6 and CRP levels between the two groups ($\overline{x}\pm s$ )

表2. 围术期IL-6和CRP水平比较($\overline{x}\pm s$ )

分组	例数	IL-6水平(pg/mL)				CRP水平(mg/L)
		术前1 d	术后1 d	术后4 d	术后7 d	术前1 d	术后1 d	术后4 d	术后7 d
SHAM组	44	0.17 ± 0.04	1.14 ± 0.36	0.63 ± 0.14	0.29 ± 0.08	15.81 ± 9.84	55.21 ± 22.89	66.69 ± 20.11	30.55 ± 19.78
TEAS组	43	0.16 ± 0.04	0.98 ± 0.33	0.55 ± 0.14	0.31 ± 0.08	16.05 ± 9.68	46.74 ± 21.27	55.48 ± 25.80	27.39 ± 18.42
t值		−1.136	−2.095	−2.624	1.157	0.115	−1.786	−2.263	−0.771
P		0.259	0.039	0.010	0.250	0.909	0.078	0.026	0.443

3.3 术后继发感染及住院天数比较

两组患者术后均未发生手术部位(包括假体周围)感染及血行感染。SHAM组术后出现4例肺部感染、3例泌尿系感染、1例胃肠道感染，术后感染总发生率为18.2% (8/44)。而TEAS组仅1例肺部感染和1例泌尿系感染，其术后感染总发生率4.7% (2/43)明显低于SHAM组(P = 0.04)。见表3。两组的术后住院天数比较，则未见明显差异(P > 0.05)。

Table 3. Comparison of the incidence of postoperative infection and postoperative hospital days between the two groups ($\overline{x}\pm s$ or cases)

表3. 术后感染发生率及住院天数比较($\overline{x}\pm s$ 或例)

组别	n	术后感染例数	术后住院天数(天)
SHAM组	44	8	12.77 ± 4.06
TEAS组	43	2	12.82 ± 4.13
t值或卡方值		4.225	−0.058
P		0.040	0.954

4. 讨论

我们的研究显示，老年髋部骨折患者在髋关节置换术后早期(1~4天)会出现明显的免疫功能抑制状态，表现为应激反应(CRP)和炎症介质(IL-6)水平明显升高，并致术后感染发生率增加。而经皮穴位电刺激(TEAS)则可改善这种术后早期的免疫抑制状态，降低应激反应，并减少术后的感染发生率。由此可见，围术期应用经皮穴位电刺激这一简便的干预手段，有助于改善老年髋部骨折患者术后的免疫功能低下状态，并增强抗感染能力。

老年患者的免疫力普遍较弱，而手术应激则会进一步削弱其免疫功能，并增加术后感染的风险，这也给临床康复及手术预后带来了挑战[1] [8]。因此，寻找可有效改善围术期免疫功能的干预措施对于老年手术患者而言具有十分重要的临床意义。本研究表明，老年髋部骨折患者行髋关节置换术后1~4 d的CRP和IL-6水平均明显升高，术后7 d才明显回落，提示手术创伤可引起明显的应激反应和炎性细胞因子增加，并造成机体在术后1~4 d时间段处于免疫功能低下状态(术后一过性的免疫抑制)。而与对照组相比，TEAS组术后1天和4天的CRP及IL-6水平明显降低，提示TEAS可减轻这些老年患者术后的免疫功能抑制状态。这些结果与其他的研究报道较为吻合，即TEAS可在一定程度上改善手术患者术后的免疫水平受抑制情况。如段崇珍等对全髋关节置换术老年患者在麻醉诱导前30 min给予TEAS电刺激，发现可明显降低术后1 d的炎症因子IL-1β和IL-6水平[9]。吴欣圆等的研究也证实，TEAS刺激干预可减轻脊柱手术患者早期过度的炎症反应及后期免疫抑制，增强术后免疫功能，降低感染风险，同时TEAS也可减少术中瑞芬太尼总量及消耗指数，降低术后第1天和第2天的VAS疼痛评分(降幅 > 20%)，以及术后其他的不良反应发生率，改善患者临床结局[7]。

目前TEAS的临床应用已比较广泛。临床和基础研究均显示，TEAS具有镇痛、调节胃肠功能、稳定循环、改善术后认知、抗炎和抗应激、以及调节机体免疫功能等广泛的作用[5] [7] [9]。其中，TEAS对机体免疫功能的调节，主要是通过神经–内分泌–免疫网络调节系统发挥作用，并具有双向性，能有效改善麻醉和手术等应激对机体免疫功能的影响，促进机体免疫功能的恢复[10] [11]。但内在的作用机制比较复杂，如Torres-Rosas R等的研究发现，低强度电针刺激小鼠后肢的“足三里(ST36)”穴位，位于背根神经节的Prokr2蛋白的感觉神经元受刺激后，可激活迷走神经–肾上腺轴，发挥抗炎作用[12]。我们的既往研究则发现，外周穴位电针刺激(如内关、合谷)可通过激活中枢胆碱能受体功能而增强机体的迷走抗炎作用，明显减少致死性内毒素血症大鼠的炎性介质释放，并显著提高其生存率，显示出强大的抗炎免疫调节作用[13] [14]。最近国内邓石峰等的研究也证实，电针刺激可通过7nAchR靶位激活机体的胆碱能抗炎通路，达到调节机体免疫应答和减轻炎性反应的作用[15]。但经皮穴位电刺激对中枢胆碱能–迷走神经–肾上腺轴的确切激活途径，及其改善术后早期免疫抑制状态并减少术后感染风险的具体机制，还有待进一步的研究证实。

感染是老年手术患者围术期最常见的并发症之一，老年髋部骨折患者术后早期的感染部位主要发生在手术切口(包括假体感染)、呼吸系统、泌尿系统、消化系统、以及血行感染等[1] [8]。本研究显示，TEAS组的术后感染发生率(4.7%)明显低于对照SHAM组(18.2%)，提示TEAS干预具有改善术后免疫抑制状态，并可有效降低术后发生感染的风险。解建等也发现围术期给予TEAS刺激能够增强机体的适应性免疫功能，改善体外循环下冠状动脉旁路移植术患者的术后免疫功能抑制，并有效降低术后肺部感染的发生率[16]。但本研究结果显示两组的术后住院天数并无差异，这可能与本研究并未发生手术切口假体周围及血行等严重感染病例，多数为较轻的肺部及泌尿系感染，给予临床干预后都较容易治愈有关。

本研究的不足之处：1) 本研究仅为单中心研究，且样本量偏小，结果可能存在偏倚，需要进一步开展多中心及大样本的临床研究加以验证；2) 本研究的电针刺激取穴仅选择了内关穴和合谷穴，而未结合其他穴位，如足三里穴等，且随访时间较短，仅包括术后7天，因而也不包括术后远期的影响。3) 本研究仅针对65岁以上接受初次全髋关节置换术的髋部骨折患者，其结论是否适用于其他年龄段人群或其他病种，需要进一步的验证。

综上所述，我们的研究显示，老年髋部骨折患者在术后早期会出现免疫功能抑制状态，并导致术后感染发生率增加。而经皮穴位电刺激则可改善这种术后早期的免疫抑制状态，并减少术后的感染发生率，TEAS这一简便的临床干预措施有望为老年髋关节置换术患者的围术期康复提供了新的优化策略。

基金项目

浙江省医药卫生科技计划项目(编号：2020KY917)。宁波市自然科学基金(编号：202003N4036)。

NOTES

^*通讯作者。