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Klinische Anwendung eines automatisierten, SBP-responsiven pneumatischen Tourniquets: Eine retrospektive Einzelzentrumsstudie

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DOI:

10.3791/72211

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25. September 2026

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Diese retrospektive Studie bewertete einen automatischen, auf den systolischen Blutdruck (SBP) reagierenden pneumatischen Tourniquet bei 203 Eingriffen an den oberen Extremitäten. Das System gewährleistete eine zuverlässige Blutstillung mit individuell angepassten Manschettendrücken, stabile perioperative Hämodynamik und zeigte keine postoperativen neurovaskulären oder kutanen Komplikationen.

Zusammenfassung

Konventionelle pneumatische Blutdruckmanschetten basieren typischerweise auf festgelegten empirischen Druckwerten, die patientenspezifische vaskuläre Eigenschaften oder dynamische hämodynamische Veränderungen nicht berücksichtigen, wodurch Gewebe unnötigen mechanischen und ischämischen Belastungen ausgesetzt sein können. Diese einzentrische retrospektive Kohortenstudie untersuchte die klinische Wirksamkeit und Sicherheit einer automatischen, auf den systolischen Blutdruck (SBP) reagierenden pneumatischen Blutdruckmanschette bei 203 aufeinanderfolgenden, dafür infrage kommenden Patienten, die die vorab definierten Einschluss- und Ausschlusskriterien erfüllten und zwischen Januar 2023 und September 2024 eine Operation am oberen Extremität durchgeführt bekamen. Kontinuierliche oder hochfrequente SBP-Messungen wurden mit den Druckwellenformen der Manschette synchronisiert, um die Echtzeit-Regelung des Drucks im geschlossenen Kreislauf zu charakterisieren. Primäre Endpunkte umfassten die hämostatische Wirksamkeit und das Auftreten von Durchbruchblutungen, sekundäre Endpunkte dagegen das Verhalten des Manschetten-Drucks, die Beziehung zwischen SBP und Manschettendruck, die perioperative hämodynamische Stabilität sowie neurologische oder kutane Komplikationen nach der Operation. Der mittlere Manschettendruck betrug 39,61 ± 2,41 kPa (ca. 297 ± 18 mmHg), mit Werten zwischen 34 und 46 kPa. Es zeigte sich eine signifikante positive Korrelation zwischen dem präoperativen SBP und dem Manschettendruck (r = 0,706, p < 0,001). Die Blutstillung war durchgängig wirksam, ohne dass Durchbruchblutungen beobachtet wurden (0 %; 95 % KI: 0–1,8 %). Der Blutdruck während der Operation zeigte nur geringfügige Schwankungen, und es wurden keine postoperativen neurologischen Defizite, Parästhesien, Hautverletzungen oder Störungen der distalen Perfusion festgestellt. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine vollautomatische, auf den SBP reagierende Blutdruckmanschette zuverlässige Hämostase gewährleisten, dynamisch physiologisch angemessene Okklusionsdrücke aufrechterhalten und ein günstiges Kurzzeitsicherheitsprofil erreichen kann, ohne dass eine Kalibrierung mittels Doppler oder manuelle Druckanpassung erforderlich ist, was ihre Eignung als individualisierte und arbeitsablaufoptimierte Methode zur Verwaltung chirurgischer Blutdruckmanschetten unterstreicht.

Einleitung

Tourniquets sind in der orthopädischen, Hand- und rekonstruktiven Chirurgie unverzichtbar, da ein blutleeres Operationsfeld die Sicht verbessert, die Präzision erleichtert und die Operationsdauer verkürzt1. Trotz ihrer weiten Verbreitung beruht die moderne Tourniquet-Anwendung weiterhin weitgehend auf empirisch festgelegten Aufblasdrücken, die typischerweise bei Eingriffen an den oberen Extremitäten zwischen 250 und 350 mmHg liegen2. Diese Werte sind einfach anzuwenden, berücksichtigen jedoch weder die individuelle vaskuläre Anatomie, die Gliedmaßengeometrie, die Compliance des Weichgewebes noch die dynamischen hämodynamischen Schwankungen in Echtzeit3. Zahlreiche experimentelle und klinische Studien haben gezeigt, dass solche nicht personalisierten Drücke häufig über dem tatsächlichen Verschlussbedarf liegen und steile Druckgradienten erzeugen, die periphere Nerven und Weichgewebe mechanischer Kompression, Ischämie-Reperfusionsschäden sowie postoperativen Schmerzen oder Dysästhesien aussetzen4,5.

Um diese Risiken zu verringern, wurden mehrere physiologische Strategien eingeführt, von denen die prominenteste der Gliedmaßenverschlussdruck (LOP) ist, um den Tourniquet-Druck an die individuelle Gefäßverschluss-Schwelle anzupassen6. Die auf dem LOP basierende Dosierung kann den Manschettendruck signifikant senken, während die Blutstillung erhalten bleibt, was einen wichtigen konzeptionellen Schritt hin zu einer personalisierten Vorgehensweise darstellt7. Allerdings ist LOP grundsätzlich statisch: Er spiegelt den Gefäßzustand zu einem einzigen Zeitpunkt wider und kann sich nicht an dynamische Schwankungen des systolischen Blutdrucks (SBP) anpassen, die häufig während der Anästhesieinduktion, Analgesie, chirurgischen Stimulation oder bei Patientenlagerung auftreten8,9. Die LOP-Messung erfordert zudem Doppler- oder Photoplethysmographie, erhöht den Arbeitsablauf-Aufwand und kann bei Patienten mit Ödemen, Adipositas oder vaskulären Erkrankungen unzuverlässig sein7. Folglich hat LOP bisher nur begrenzte Verbreitung im routinemäßigen chirurgischen Ablauf gefunden, und festgelegte Druckprotokolle bleiben trotz dieser Einschränkungen vorherrschend.

Neuere technische Fortschritte haben automatisierte, auf den systolischen Blutdruck (SBP) reagierende pneumatische Druckmanschetten-Systeme eingeführt, die den Manschettendruck entsprechend den Änderungen des systolischen Blutdrucks anpassen, anstatt auf einem fest voreingestellten Druck zu basieren2. Durch die dynamische Anpassung des Manschettendrucks entsprechend dem SBP sollen diese Systeme übermäßigen Druck verringern, wenn der Blutdruck sinkt, und eine ausreichende Okklusion aufrechterhalten, wenn der Blutdruck ansteigt2. Frühere klinische Studien haben die Durchführbarkeit von SBP-synchronisierten Druckmanschetten-Systemen gezeigt und insgesamt günstige hämostatische und Sicherheitsergebnisse berichtet. Die verfügbare klinische Evidenz bleibt jedoch sowohl hinsichtlich Stichprobengröße als auch Umfang begrenzt, und quantitative Daten zur Beschreibung des Zusammenhangs zwischen SBP und Manschettendruck sowie zu perioperativen hämodynamischen Mustern sind weiterhin unzureichend10,11.

Um die bestehenden klinischen Belege zu erweitern, bewertete eine einzentrische retrospektive Kohortenstudie die klinische Leistung eines automatischen, auf den systolischen Blutdruck (SBP) reagierenden pneumatischen Tourniquets bei 203 Eingriffen an den oberen Extremitäten. Die Studie untersuchte die hämostatische Wirksamkeit, perioperative Blutdruckveränderungen, die Druckeigenschaften der Tourniquetmanschette sowie die kurzfristige neurovaskuläre und kutane Sicherheit. Zudem wurde der Zusammenhang zwischen dem präoperativen SBP und dem Manschetten-Druck des Tourniquets quantifiziert und die perioperative hämodynamische Variabilität charakterisiert. Die gewonnenen Daten liefern zusätzliche Belege aus der klinischen Praxis zur Leistungsfähigkeit der automatisierten, SBP-abhängigen Tourniquet-Steuerung, ohne eine Überlegenheit gegenüber bestehenden Tourniquet-Strategien nachzuweisen.

Protokoll

Die ethische Genehmigung wurde von der Institutional Review Board des Ersten Angegliederten Krankenhauses der Medizinischen Fakultät der Zhejiang-Universität erteilt (Genehmigungsnummer IIT20251355B). Aufgrund des retrospektiven Charakters der Studie und der Verwendung anonymisierter Daten, die aus bestehenden Krankenakten erhoben wurden, wurde die Anforderung an die schriftliche informierte Einwilligung durch die Institutional Review Board aufgehoben. Die im Protokoll verwendeten Werkzeuge sind in der Tabelle der Materialien aufgeführt.

1. Studiendesign und Untersuchungsumfeld

Diese retrospektive Kohortenstudie wurde am First Affiliated Hospital der Zhejiang University School of Medicine, einem überregionalen Tertiärzentrum mit hohem Durchsatz, durchgeführt, in dem sowohl herkömmliche pneumatische Tourniquets als auch automatisierte, auf den systolischen Blutdruck (SBP) reagierende pneumatische Tourniquet-Systeme routinemäßig bei Eingriffen an den oberen Extremitäten eingesetzt werden. Alle Verfahren entsprachen den Grundsätzen der Deklaration von Helsinki.

Alle in Frage kommenden Operationen, die zwischen Januar 2023 und September 2024 durchgeführt wurden, wurden mithilfe eines integrierten Workflows zur Fallrückgewinnung identifiziert, der elektronische Patientenakten mit papierbasierten Anästhesie- und Operationsdokumentationen kombinierte. Die Studie folgte den STROBE-Berichtsleitlinien, und alle Daten wurden vor der Analyse anonymisiert.

2. Patienteneignung und Fallidentifizierung

Patienten im Alter von ≥16 Jahren, die während des Studienzeitraums einen Eingriff an der oberen Extremität mit tourniquetunterstützter Hämostase unter Regionalanästhesie erhielten, wurden nacheinander rekrutiert. Patienten wurden aufgrund folgender Kriterien von der Analysestichprobe ausgeschlossen: aktive Hautläsionen an der Manschettenanlagestelle, da diese die Platzierung der Manschette beeinträchtigen und die Beurteilung tourniquetbedingter kutaner Komplikationen verfälschen könnten; bekannte periphere arterielle Verschlusskrankheit, da eine beeinträchtigte arterielle Grundperfusion die Toleranz gegenüber dem Tourniquet und die postoperative Beurteilung der distalen Perfusion beeinflussen könnte; unkontrollierte Hypertonie oder klinisch signifikante kardiovaskuläre Instabilität, wie im präoperativen anästhesiologischen Befund dokumentiert, da eine ausgeprägte hämodynamische Instabilität den perioperativen Blutdruck und die Manschettendruckmessungen erheblich beeinflussen könnte; bestehende periphere Neuropathie, da neurologische Basisbefunde die Zuordnung postoperativer sensibler oder motorischer Auffälligkeiten zur Tourniquet-Anwendung erschweren könnten; oder unzureichende Dokumentation des perioperativen Blutdrucks oder Manschettendrucks, die für die Aufnahme in den analytischen Datensatz erforderlich war.

Eine unbehandelte Hypertonie oder klinisch signifikante kardiovaskuläre Instabilität wurde anhand der dokumentierten präoperativen anästhesiologischen Beurteilung und des klinischen Ermessens des behandelnden Anästhesisten festgelegt; es wurde kein einheitlicher retrospektiver numerischer Schwellenwert angewandt. Diese Ausschlusskriterien dienten zur Definition der analytischen Kohorte und sollten nicht als absolute Kontraindikationen für die Verwendung eines automatisierten, auf den systolischen Blutdruck reagierenden pneumatischen Tourniquets interpretiert werden. Die Sicherheit und Wirksamkeit des Systems bei Patienten mit ausgeprägter kardiovaskulärer Instabilität, peripherer Gefäßerkrankung oder bereits bestehender neurologischer Beeinträchtigung wurde in der vorliegenden Studie nicht untersucht. Bei Patienten mit mehreren in Frage kommenden Eingriffen wurde nur der früheste Eingriff berücksichtigt, um korrelierte Beobachtungen zu vermeiden.

3. Perioperative Tourniquet-Verfahren und Datenerfassung 

  1. Vorbereitung des Geräts
    Vor jedem Eingriff wurde das automatische, auf den systolischen Blutdruck (SBP) reagierende pneumatische Tourniquetsystem mit dem vitalen Überwachungsmonitor aus der Anästhesie verbunden, und die pneumatischen Schläuche sowie die Anschlüsse der Manschette wurden auf einwandfreie Funktion überprüft. Eine pneumatische Manschette passender Größe wurde entsprechend dem Oberarmumfang des Patienten ausgewählt. Das System wurde vor der Aufblähung des Tourniquets aktiviert, und die Kommunikation zwischen dem Blutdruckmonitor und dem Tourniquet-Regler wurde vor der Operation bestätigt.
  2. Platzierung der Manschette
    Die Tourniquetmanschette wurde zirkulär am proximalen Oberarm des betroffenen Operationsarms angebracht. Weiche Polsterung wurde unter der Manschette platziert, um die Haut zu schützen, und es wurde darauf geachtet, dass die Polsterung und Manschette faltenfrei und gleichmäßig angelegt wurden. Die Manschette wurde ausreichend befestigt, um eine Verschiebung während der Operation zu verhindern. Vor dem Hautschnitt wurde der Operationsarm angehoben und entblößt, woraufhin das pneumatische Tourniquet aufgepumpt wurde.
  3. Prozess der SBP-abhängigen Druckregelung
    Der Tourniquet-Regler empfing systolische Blutdruckwerte vom Anästhesiemonitor und passte den Manschetten-Druck automatisch entsprechend dem gemessenen SBP an. Der Ziel-Manschettendruck wurde relativ zum jeweils aktuellen SBP bestimmt, anstatt während der gesamten Operation einen festen Druck beizubehalten. Während der Tourniquet-Anwendung wurden die Manschettendruckeinstellungen automatisch bei jeder neuen SBP-Messung aktualisiert.
    Nachdem das Tourniquet aufgepumpt war, erfolgte die Druckanpassung während der Anwendung automatisch. Der Bediener überwachte während des gesamten Eingriffs das Operationsfeld und das Tourniquetsystem. Eine manuelle Nachregulierung war in der Regel nicht erforderlich. Manschettendruckwerte, Druckwellenformen und Aufblähdauer wurden zur späteren Analyse dokumentiert.
  4. Zeitpunkt der Blutdruck- und Manschettendruckmessungen
    Der Blutdruck wurde zu vier vordefinierten perioperativen Zeitpunkten erfasst: bei Aufnahme, unmittelbar vor der Operation, intraoperativ und nach der Operation. Während der Tourniquet-Aufblähung wurden wiederholte Blutdruckmessungen mithilfe des Anästhesiemonitors durchgeführt, und die neu erfassten SBP-Werte wurden an den Tourniquet-Regler übermittelt, um eine entsprechende Druckanpassung zu ermöglichen.
    Die Druckwellenform der Manschette wurde während der gesamten Aufblähphase aufgezeichnet. Für die statistische Analyse wurden präoperative SBP-Werte und die entsprechend verfügbaren Manschettendruckmessungen auf Patientenebene gepaart. Für 178 Patienten lagen vollständige gepaarte SBP- und Manschettendruckmessungen vor.
  5. Intraoperative und postoperative Beurteilung
    Während der Operation wurde die Qualität des blutleeren Operationsfeldes durch den operierenden Chirurgen beurteilt, und Durchbruchblutungen oder die Notwendigkeit einer zusätzlichen manuellen Nachregulierung des Manschettendrucks wurden dokumentiert.
    Nach Abschluss der Operation wurde das Tourniquet entleert, und die Erholung des postoperativen Blutdrucks wurde erfasst. Die Manschettenauflagestelle und das distale Extremitätenende wurden auf Hautverletzungen und Störungen der distalen Perfusion untersucht. Sensorische und motorische Funktionen wurden auf Anzeichen von Parästhesien, Neuropraxien oder motorischer Schwäche überprüft. Patientenberichtete Schmerzen und das Wohlbefinden wurden, wenn verfügbar, dokumentiert. Eine standardisierte sensorische und motorische neurologische Untersuchung wurde am ersten postoperativen Tag erneut durchgeführt.

4. Sicherung der Datenqualität

Zwei geschulte Untersucher überprüften unabhängig voneinander sämtliche Krankenakten, Anästhesieprotokolle und Tourniquet-Wellenformdateien. Unstimmigkeiten wurden durch Konsens mit einem erfahrenen Überprüfer gelöst. Die Tourniquet-Druckkurven wurden mit den Ausgaben des Anästhesiemonitors abgeglichen, um die Konsistenz der zeitgestempelten physiologischen Daten sicherzustellen. Neurologische Bewertungen wurden anhand eines standardisierten institutionellen Protokolls durchgeführt, um die Variabilität zwischen Beobachtern zu minimieren. Soweit verfügbar, wurden patientenberichtete Ergebnisse mithilfe einheitlicher strukturierter Formulare erhoben. Die verfügbaren Daten wurden nach der Complete-Case-Methode analysiert, wo erforderlich.

5. Statistische Analyse

Stetige Variablen wurden mittels des Shapiro-Wilk-Tests auf Normalverteilung überprüft und als Mittelwert ± Standardabweichung oder Median mit Interquartilbereich, je nach Eignung. Kategoriale Variablen wurden als Häufigkeiten und Prozentangaben zusammengefasst. Zum Vergleich der perioperativen Blutdruckmessungen zwischen zwei Zeitpunkten innerhalb derselben Patienten wurde ein gepaarter t-Test nach Student tFür normalverteilte Daten wurde der t-Test verwendet, und für nicht normalverteilte gepaarte Daten wurde der Wilcoxon-Test verwendet. Die Assoziation zwischen dem präoperativen systolischen Blutdruck und dem Tourniquet-Manschetten-Druck wurde mittels Pearson-Korrelationsanalyse untersucht, mit dem Pearson-Korrelationskoeffizienten (r) und die entsprechende zweiseitige p berichteter Wert

Eine multivariable lineare Regressionsanalyse wurde durchgeführt, um Faktoren zu bewerten, die mit dem Tourniquet-Manschetten-Druck assoziiert sind. Zu den in Betracht gezogenen Variablen gehörten Alter, Geschlecht, Body-Mass-Index (BMI) und basislinienbezogene Blutdruckmessungen. Regressionskoeffizienten (β) und Statistiken zur Modellanpassung wurden entsprechend angegeben. Alle statistischen Tests waren zweiseitig, und ein p-Wert < 0,05 galt als statistisch signifikant. Die Analysen wurden mit SPSS und R Version 4.3.1 durchgeführt.

Ergebnisse

Während des Studienzeitraums wurden 221 aufeinanderfolgende Patienten, die sich einer Operation am oberen Extremität mit automatischem, auf systolischen Blutdruck reagierendem pneumatischen Tourniquet unterzogen, auf Eignung überprüft. Davon wurden 18 ausgeschlossen: 2 aufgrund aktiver Hautläsionen an der Manschettenanlagestelle, 4 aufgrund einer peripheren Gefäßerkrankung, 5 aufgrund einer nicht kontrollierten Hypertonie oder klinisch signifikanten kardiovaskulären Instabilität, 3 aufgrund einer bestehenden peripheren Neuropathie und 4 aufgrund unvollständiger perioperativer hämodynamischer oder Manschettendruckdokumentation. Die verbleibenden 203 geeigneten Patienten bildeten die endgültige analytische Kohorte. Die Kohorte hatte ein mittleres Alter von 52,2 ± 15,4 Jahren, eine Geschlechtsverteilung von 55,2 % männlich und 44,8 % weiblich sowie einen mittleren Body-Mass-Index (BMI) von 23,47 ± 3,45 kg/m2. Zu den chirurgischen Indikationen gehörten das Karpaltunnelsyndrom, die palmarfasciale Kontraktur, digitale Nerventumore, Sehnenverletzungen und traumabedingte Weichteilgewebeerkrankungen (Tabelle 1).

Perioperative Blutdruckentwicklung
Die perioperative Hämodynamik blieb während des gesamten operativen Verlaufs stabil. Der mittlere systolische Blutdruck (SBP) und diastolische Blutdrock (DBP) bei Aufnahme betrugen 129,17 ± 22,46 mmHg bzw. 75,49 ± 11,24 mmHg. Vor der Operation lagen SBP und DBP bei 133,97 ± 27,41 mmHg bzw. 72,43 ± 13,84 mmHg. Intraoperative Werte betrugen 127,42 ± 23,81 mmHg und 70,22 ± 12,75 mmHg, während die postoperativen Werte 129,46 ± 22,39 mmHg und 69,86 ± 11,65 mmHg betrugen (Tabelle 2).

Die paarweise Analyse auf Patientenebene zeigte geringe mittlere perioperative Veränderungen, jedoch eine erhebliche interindividuelle Variabilität. Die mittlere ΔSBP betrug +4,61 ± 28,90 mmHg von der Aufnahme bis zur präoperativen Phase, −6,54 ± 23,37 mmHg von der präoperativen zur intraoperativen Phase und +2,03 ± 18,31 mmHg von der intraoperativen zur postoperativen Phase. Die entsprechenden mittleren ΔDBP-Werte betrugen −3,00 ± 13,28 mmHg, −2,21 ± 14,03 mmHg bzw. −0,36 ± 11,18 mmHg (Tabelle 3). Diese geringfügigen Verschiebungen entsprechen den erwarteten sympathischen Aktivierungen vor der Anästhesie und den vasodilatatorischen Effekten der Anästhesie und deuten darauf hin, dass das SBP-gesteuerte System keine abnormalen oder klinisch relevanten hämodynamischen Störungen verursachte.

Druckeigenschaften der Blutsperre
Das automatisierte, auf den systolischen Blutdruck (SBP) reagierende pneumatische Blutsperresystem hielt den erfassten Manschettendruck ohne manuelle Nachkalibrierung aufrecht. Bei den 178 Patienten mit vollständigen gepaarten Daten zum Manschettendruck und zum präoperativen SBP betrug der mittlere Manschettendruck 39,61 ± 2,41 kPa (etwa 297 ± 18 mmHg) mit einer Spannweite von 34–46 kPa (etwa 255–345 mmHg). Die Pearson-Korrelationsanalyse zeigte eine signifikante positive Korrelation zwischen dem präoperativen SBP und dem Manschettendruck der Blutsperre (r = 0,706, p < 0,001; n = 178), was darauf hinweist, dass ein höherer präoperativer SBP mit einem höheren Manschettendruck assoziiert war (Abbildung 1).

Eine multivariable Regressionsanalyse wurde durchgeführt, um Faktoren im Zusammenhang mit dem Manschettendruck weiter zu bewerten. Der systolische Blutdruck bei Aufnahme erwies sich als positiver Prädiktor für den Manschettendruck (β = +0,185 kPa/mmHg), während Alter, Geschlecht und BMI geringfügige negative Assoziationen aufwiesen und der diastolische Blutdruck bei Aufnahme kaum Einfluss zeigte. Das adjustierte R2 von 0,167 zeigte, dass die baseline demografischen und anthropometrischen Variablen nur einen geringen Anteil der Varianz des Manschettendrucks erklärten. Dieses Ergebnis war vereinbar mit dem erwarteten Einfluss dynamischer intraoperativer Faktoren, wie momentaner Blutdruckschwankungen, auf den geschlossenen Regelprozess, obwohl diese Faktoren in der Regressionsanalyse nicht explizit modelliert wurden (Abbildung 2).

Hämostatische Wirksamkeit
Die hämostatische Leistung war bei allen 203 Eingriffen einheitlich ausgezeichnet. Es trat kein Fall einer Durchblutung nach (0 %; 95 % KI, 0–1,8 %) auf, und die Sicht im Operationsfeld wurde in allen Fällen als „ausgezeichnet“ oder „gut“ bewertet. Das automatisierte System hielt die minimal wirksame Okklusionsgrenze während des gesamten Eingriffs konstant aufrecht, ohne dass eine zusätzliche manuelle Aufblähung, vorübergehende Entlüftung oder anpassende Eingriffe zur Problemlösung erforderlich waren. Diese Ergebnisse belegen die hohe Zuverlässigkeit der Echtzeit-Steuerung, die auf der modulierten systolischen Blutdruckmessung basiert, um unter unterschiedlichen hämodynamischen Bedingungen ein blutfreies Operationsfeld zu erreichen und aufrechtzuerhalten.

Sicherheit und postoperative Ergebnisse
Das postoperative Sicherheitsprofil war äußerst günstig. Kein Patient zeigte eine Neuropraxie, Parästhesie, motorische Schwäche, Hauteinziehungsschäden, Blasenbildung oder periphere Perfusionsstörungen. Standardisierte neurologische Untersuchungen am ersten postoperativen Tag bestätigten bei allen Probanden eine intakte sensorische und motorische Funktion. Das Fehlen von neurovaskulären oder kutanen Komplikationen, kombiniert mit minimalen hämodynamischen Störungen und einer physiologisch angepassten Druckmodulation am Manschettenaufblasdruck, deutet darauf hin, dass das SBP-gesteuerte System eine übermäßige Gewebekompression und den ischämischen Belastungen vermeidet, die mit herkömmlichen pneumatischen Geräten mit festgelegtem Druck verbunden sind.

MerkmaleWert
Anzahl der Patienten, n203
Alter, Mittelwert ± SD (Jahre)52,2 ± 15,4
Geschlecht
Männlich, n (%)112 (55,2 %)
Weiblich, n (%)91 (44,8 %)
Körpergröße, Mittelwert ± SD (cm)165,2 ± 8,23
Körpergewicht, Mittelwert ± SD (kg)64,24 ± 11,69
BMI, Mittelwert ± SD (kg/m²)23,47 ± 3,45
Primäre chirurgische IndikationenKarpaltunnelsyndrom; palmarfasciale Kontraktur; Nerventumor an den Fingern; Sehnenverletzung; traumabedingte Weichteilprobleme

Tabelle 1: Basischarakteristika der Studienpopulation. Demografische und klinische Merkmale der 203 in die Studie eingeschlossenen Patienten, einschließlich Alter, Geschlecht, Körpergröße, Körpergewicht, Body-Mass-Index und primäre chirurgische Indikationen.

StadiumSBP, Mittelwert ± SD (mmHg)DBP, Mittelwert ± SD (mmHg)Interpretation
Bei Aufnahme129,17 ± 22,4675,49 ± 11,24Basis-Hämodynamik
Vor der Operation133,97 ± 27,4172,43 ± 13,84Leichte sympathische Vorreaktion
Während der Operation127,42 ± 23,8170,22 ± 12,75Erwartete, anästhetikabedingte Abnahme
Nach der Operation129,46 ± 22,3969,86 ± 11,65Korrigierter DBP; stabile Erholung zum Ausgangswert

Tabelle 2: Perioperative Blutdruckparameter. Mittlere SBP- und DBP-Werte, gemessen bei Aufnahme, vor der Operation, intraoperativ und postoperativ an 203 Patienten, die einer Operation am oberen Extremität mit einem automatischen, auf SBP reagierenden pneumatischen Tourniquet unterzogen wurden.

VergleichΔSBP, Mittelwert ± SD (mmHg)ΔDBP, Mittelwert ± SD (mmHg)Interpretation
Vor Operation vs. Aufnahme4,61 ± 28,90−3,00 ± 13,28Milde sympathische Erhöhung des systolischen Drucks vor der Operation, begleitet von einer leichten Abnahme des DBP.
Intraoperativ vs. Vor Operation−6,54 ± 23,37−2,21 ± 14,03Erwartete, anästhesiebedingte Abnahme sowohl des SBP als auch des DBP.
Intraoperativ vs. Aufnahme−1,99 ± 28,76−5,22 ± 14,59SBP bleibt im Vergleich zum Ausgangswert weitgehend stabil; DBP zeigt einen moderaten, anästhesiebedingten Rückgang.
Postoperativ vs. Intraoperativ+2,03 ± 18,31−0,36 ± 11,18Leichte Erholung des SBP; DBP bleibt im Wesentlichen unverändert.
Postoperativ vs. Aufnahme0,07 ± 25,61−5,57 ± 12,85SBP kehrt zum Ausgangswert zurück; DBP bleibt leicht niedriger als bei der Aufnahme.

Tabelle 3: Analyse der perioperativen hämodynamischen Stabilität. Mittlere Änderungen des systolischen und diastolischen Blutdrucks zwischen vordefinierten perioperativen Zeitpunkten, die Ausmaß und Richtung der Blutdruckschwankungen im perioperativen Zeitraum veranschaulichen.

Graph der Korrelation zwischen präoperativem SBP (mmHg) und Manschetten-Druck (kPa) mit Trendlinie.
Abbildung 1: Korrelation zwischen dem präoperativen systolischen Blutdruck und dem Tourniquet-Manschettendruck. Streudiagramm, das die Beziehung zwischen dem präoperativen SBP und dem Tourniquet-Manschettendruck bei 178 Patienten mit vollständigen gepaarten Daten zeigt. Die Pearson-Korrelationsanalyse ergab eine signifikante positive Korrelation zwischen den beiden Variablen (r = 0,706, p < 0,001). Die angepasste Regressionsgerade veranschaulicht die positive Assoziation zwischen dem präoperativen SBP und dem Manschettendruck. Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.

Forest-Plot-Diagramm der Regressionskoeffizienten; Faktoren: Alter, Geschlecht, BMI, SBP, DBP; statistische Analyse.
Abbildung 2: Multivariable lineare Regressionsanalyse der Prädiktoren des Tourniquet-Manschetten-Drucks. Forest-Plot-Darstellung der Regressionskoeffizienten (β) und 95 % Konfidenzintervalle für Variablen, die mit dem intraoperativen Manschetten-Druck assoziiert sind. Der systolische Blutdruck bei Aufnahme (SBP) zeigte eine moderate positive Assoziation mit dem Manschetten-Druck, während Alter, Geschlecht und Body-Mass-Index geringfügige negative Assoziationen aufwiesen und der diastolische Blutdruck bei Aufnahme (DBP) kaum Einfluss hatte. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Manschetten-Druck vorwiegend durch dynamische, SBP-abhängige Modulation beeinflusst wurde und nicht durch basislinienbezogene demografische oder anthropometrische Merkmale. Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.

VERFÜGBARKEIT VON DATEN:
Der anonymisierte Datensatz auf Patientenebene, der den Ergebnissen dieser Studie zugrunde liegt, einschließlich demografischer Variablen, perioperativer Blutdruckmessungen, klinischer Merkmale und Daten zum Tourniquet-Manschetten-Druck, ist in Supplementary File 1 enthalten.

Zusatzdatei 1: Anonymisierte Datensätze auf Patientenebene und überprüfte statistische Analysen. Diese Excel-Arbeitsmappe enthält 203 Patientendatensätze, einschließlich demografischer und klinischer Variablen, perioperativer Blutdruckmessungen, Tourniquet-Manschettendruck, hämostatische und Operationsfeld-Ergebnisse, Manschettendruck-Interventionen sowie neurologische, kutane, distale Perfusions- und sensorische und motorische Beurteilungen am ersten postoperativen Tag. Sie kennzeichnet die 178 Datensätze, die in die gepaarte Korrelations- und multivariable Regressionsanalyse einbezogen wurden, und enthält ein Variablenverzeichnis, Ergebnisse der Korrelations- und Regressionsanalysen, die den Abbildungen 1 und 2 zugrundeliegenden Daten sowie ein Qualitätskontroll-Protokoll. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Diskussion

Konventionelle Tourniquets mit festgelegtem Druck werden weiterhin häufig verwendet, obwohl seit Langem bekannt ist, dass sie physiologisch nicht den tatsächlichen Anforderungen an die arterielle Okklusion entsprechen. Da feste Schwellenwerte die gefäßspezifischen Eigenschaften der Extremitäten und die intraoperative Variabilität des Blutdrucks außer Acht lassen, wird oft ein höherer Druck als notwendig angewendet, wodurch steile radiale und longitudinale Druckgradienten an den Rändern der Manschette entstehen4. Diese mechanischen Kräfte komprimieren periphere Nerven, beeinträchtigen die mikrovaskuläre Perfusion und tragen zu Ischämie-Reperfusionsschäden bei, die den gut dokumentierten, tourniquetassoziierten Neuropraxien, Muskelschäden und postoperativen Beschwerden zugrunde liegen12,13. Obwohl die Gesamtinzidenz klinisch offensichtlicher Nervenverletzungen gering ist, sind subklinische neuromuskuläre Veränderungen wahrscheinlich häufiger, was die Bedeutung eines Übergangs von empirischen zu physiologisch begründeten Druckeinstellungen unterstreicht14. Der Okklusionsdruck der Extremität (LOP) wurde eingeführt, um diese Probleme zu beheben, indem er den minimalen Manschetten-Druck definiert, der erforderlich ist, um den arteriellen Zufluss für eine individuelle Extremität zu unterbrechen15. Der LOP berücksichtigt die Geometrie der Extremität, die Compliance des Weichgewebes, den Gefäßtonus und den Ausgangsblutdruck, und seine Anwendung kann den Manschetten-Druck um 40–80 mmHg senken, ohne die Blutstillung zu beeinträchtigen16. Allerdings ist der LOP per se statisch8. Er erfasst den Gefäßzustand zu einem einzigen Zeitpunkt und berücksichtigt keine dynamischen Schwankungen des systolischen Blutdrucks (SBP) während der Anästhesie, Analgesie oder chirurgischen Stimulation. Wenn der SBP unter der Anästhesie abnimmt, kann ein aus dem LOP abgeleiteter statischer Druck übermäßig hoch werden; steigt der SBP bei Stimulation an, kann derselbe Druck unzureichend sein, um die Okklusion aufrechtzuerhalten7. Die LOP-Messung erfordert außerdem zusätzliche Ausrüstung, erhöht den Aufwand für die Vorbereitung und kann bei Patienten mit Ödemen, Adipositas oder vaskulären Erkrankungen unzuverlässig sein9. Diese praktischen und physiologischen Einschränkungen erklären die begrenzte Anwendung des LOP im klinischen Alltag, trotz seiner theoretischen Vorteile17.

Im Einklang mit zuvor beschriebenen, auf SBP synchronisierten Tourniquetsystemen passt das in dieser Studie untersuchte automatisierte, auf SBP reagierende pneumatische Tourniquet den Manschettendruck dynamisch an Änderungen der SBP an, anstatt auf eine feste Druckeinstellung zu vertrauen. Durch die kontinuierliche Synchronisierung des Manschettendrucks mit der Echtzeit-SBP hält das System von Moment zu Moment eine Übereinstimmung mit der minimalen effektiven Okklusionsschwelle aufrecht10. Die vorliegenden Ergebnisse stimmen mit früheren Studien zu SBP-reaktiven Tourniquetsystemen überein. Ishii et al. bewerteten den Ansatz prospektiv an 100 Eingriffen an den unteren Extremitäten und berichteten in nahezu allen Fällen über zufriedenstellende Hämostase ohne systembedingte Komplikationen. Sato et al. untersuchten anschließend 120 Eingriffe an den oberen Extremitäten und berichteten in 119 Fällen über ein hervorragendes blutleeres Operationsfeld, ohne neurologische, vaskuläre oder kutane Tourniquet-bedingte Komplikationen10. Die vorliegende Studie erweitert diese Beobachtungen durch eine größere Kohorte von 203 Eingriffen an den oberen Extremitäten sowie durch zusätzliche quantitative Bewertung der Manschettendruckeigenschaften, perioperativer Blutdruckänderungen und der Assoziation zwischen präoperativer SBP und Manschettendruck (r = 0.706, p < 0.001; n = 178). Diese Daten liefern ergänzende Belege aus der Praxis und sollten nicht als Nachweis einer Überlegenheit gegenüber den zuvor beschriebenen Systemen interpretiert werden.

Diese dynamische Kopplung bietet mehrere mechanistische Vorteile gegenüber Ansätzen mit festgelegtem Druck und LOP-gesteuerten Methoden. Sie verhindert einen Drucküberschuss, wenn der SBP unter Anästhesie abnimmt, wodurch eine unnötige mechanische Kompression von Nerven und Weichteilen minimiert wird10; vermeidet eine unzureichende Okklusion, wenn der SBP vorübergehend während einer Stimulation oder Patientenbewegung ansteigt8; und eliminiert manuelle Neukalibrierung sowie Bedienervariabilität, wodurch die kognitive Belastung verringert und eine konsistente Anwendung in Umgebungen mit hohem Durchsatz oder begrenzten Ressourcen ermöglicht wird10. Diese Eigenschaften legen nahe, dass eine automatisierte, auf den SBP reagierende Modulation eine dynamische Alternative zu statischen Druckeinstellungsansätzen darstellen könnte. Dennoch sind direkte vergleichende Studien erforderlich, um zu ermitteln, wie sich ihre klinische Leistungsfähigkeit im Vergleich zum LOP-gesteuerten Management darstellt2.

Die klinischen Befunde aus diesem Kollektiv von 203 Eingriffen an den oberen Extremitäten unterstützen diese mechanistische Begründung. Die Blutstillung war durchweg ausgezeichnet, ohne Durchbruchblutungen, was auf eine zuverlässige Aufrechterhaltung der Okklusionsschwelle über verschiedene hämodynamische Zustände hinweg hindeutet. Der mittlere Manschettendruck betrug 39,61 ± 2,41 kPa (etwa 297 ± 18 mmHg) mit einer Spannweite von 34–46 kPa. Die signifikante positive Korrelation zwischen dem präoperativen SBP und dem Tourniquet-Manschettendruck (r = 0,706, p < 0,001) zeigt, dass ein höherer präoperativer systolischer Druck mit einem höheren Manschettendruck verbunden war, anstatt mit einer empirischen Voreinstellung, sowie die signifikante positive Korrelation zwischen dem präoperativen SBP und der Tourniquet-Manschette. Die perioperativen Blutdruckwerte zeigten unter Anästhesie nur geringfügige, erwartete Schwankungen, was darauf hindeutet, dass kontinuierliche Druckanpassungen keine hämodynamische Instabilität verursachten. Das Fehlen neurologischer oder kutaner Komplikationen nach der Operation stützt weiterhin die Hypothese, dass eine dynamische physiologische Anpassung die mechanischen und ischämischen Belastungen im Vergleich zu Geräten mit festem Druck verringern könnte. Automatisierte, auf das SBP reagierende Systeme könnten daher einen praktikablen Ansatz für eine individuelle Anpassung des Tourniquet-Drucks bieten, indem sie eine dynamische Blutdruckantwort mit automatischer Druckregelung kombinieren. Die vorliegende Studie war jedoch nicht darauf ausgelegt, zu ermitteln, ob dieser Ansatz der LOP-gesteuerten Tourniquet-Behandlung überlegen ist. Die Unabhängigkeit von Doppler-basierter Kalibrierung könnte die Durchführbarkeit in Situationen verbessern, in denen schnelle Patientenwechsel, variierendes Personal oder begrenzte Ausrüstung die Anwendung der LOP einschränken.

Mehrere Einschränkungen sollten bei der Interpretation dieser Ergebnisse berücksichtigt werden. Das retrospektive, single-center Design und das Fehlen einer zeitgleichen Kontrollgruppe, die Festdruck- oder LOP-gesteuerte Protokolle verwendete, schloss einen direkten Vergleich mit herkömmlichen Tourniquet-Strategien aus. Demzufolge unterstützen die Ergebnisse die Durchführbarkeit, hämostatische Wirksamkeit und kurzfristige Verträglichkeit, belegen jedoch nicht die Überlegenheit gegenüber LOP. Prospektive, randomisierte oder Crossover-Studien, die automatisierte, auf den systolischen Blutdruck reagierende und LOP-gesteuerte Ansätze direkt vergleichen, sind erforderlich, um die relative Wirksamkeit, Sicherheit und die Vorteile einer Druckreduktion zu bestimmen. Die Studienpopulation setzte sich überwiegend aus Erwachsenen zusammen, die oberkörpernahe Eingriffe mittlerer Dauer unter einer Nervenblockanästhesie erhielten, wobei lediglich drei Jugendliche im Alter von 16–17 Jahren eingeschlossen waren; somit repräsentierte sie ein vergleichsweise geringes hämodynamisches Risiko. Die Übertragbarkeit auf Eingriffe an den unteren Extremitäten, längere Ischämiedauern (>120 min), jüngere pädiatrische Patienten, adipöse, hypertensive oder vaskulär beeinträchtigte Personen sowie auf Eingriffe mit erheblicher Blutdruckschwankung bleibt unklar. Obwohl keine neurologischen oder kutanen Komplikationen beobachtet wurden, basierte die Überwachung auf routinemäßigen postoperativen klinischen Beurteilungen10. Quantitative sensorische Testungen, Nervenleitungsuntersuchungen, Elektromyographien, mikrozirkuläre Bildgebung sowie serumbezogene Biomarker der Muskelischämie wurden nicht durchgeführt; daher können subklinische Neuropraxien oder mikrovaskuläre Störungen nicht vollständig ausgeschlossen werden.

Weitere Einschränkungen betreffen die Systemüberwachung und Modellierung. Kontinuierliche SBP-Eingaben wurden von standardmäßigen Anästhesiemonitoren bezogen, jedoch wurden die Signalqualität, die zeitliche Latenz und die frequenzbereichsspezifischen Eigenschaften der Druckübertragung vom Monitor an die geschlossene Regelung nicht unabhängig validiert. Eine technische Überprüfung der Algorithmusreaktionsfähigkeit bei plötzlichen SBP-Anstiegen, Unterbrechungen der oscillometrischen Messung oder vorübergehendem Signalverlust lag außerhalb des Rahmens dieser retrospektiven Studie. Die baseline-demografischen und anthropometrischen Variablen erklärten nur einen geringen Anteil der Variabilität des Manschettendrucks (adjustiertes R² = 0,135), während andere dynamische intraoperative Faktoren wie die vasodilatatorische Tiefe, die Armposition und sympathische Schwankungen weder modelliert noch quantifiziert wurden. Die Geräteleistung wurde ebenfalls anhand einer einzigen Marke und Konfiguration eines SBP-reaktiven Tourniquets bewertet. Die Leistung kann je nach Hersteller, Manschettenbreite, Gliedmaßenmorphologie und Sensorintegrationswegen variieren; daher ist eine umfassendere, technologieunabhängige Validierung erforderlich, bevor Rückschlüsse auf alle automatisierten Systeme gezogen werden können. Zukünftige Forschung sollte multizentrische Vergleichsstudien, objektive subklinische neurovaskuläre Bewertungen sowie die kontinuierliche Verbesserung der algorithmischen Leistung priorisieren. Das Verhalten des Druckregelungsalgorithmus unter extremen hämodynamischen Schwankungen, vorübergehendem Signalverlust oder schnellen SBP-Fluktuationen erfordert eine prospektive technische Validierung. Eine umfassendere Bewertung ist außerdem bei Eingriffen am Unterschenkel, in Szenarien mit langer Okklusion sowie bei vulnerablen Patientengruppen erforderlich, einschließlich pädiatrischer, adipöser und vaskulär beeinträchtigter Patienten. Das Fehlen direkter Vergleiche mit festen Druckstrategien und LOP-gesteuerten Ansätzen begrenzt die Beurteilung des relativen Ausmaßes des Nutzens, der durch dynamische SBP-reaktive Steuerung erzielt wird. Eine erfolgreiche Implementierung wird außerdem eine Integration in den klinischen Workflow, gezielte Schulungen des Personals und standardisierte Betriebsprotokolle erfordern. Basierend auf der untersuchten Population erscheinen automatisierte SBP-reaktive Tourniquetsysteme für eine individualisierte Tourniquetverwaltung machbar und gut verträglich. Prospektive kontrollierte Studien sind erforderlich, um die vergleichende Wirksamkeit und Sicherheit dieser Strategien im Verhältnis zu herkömmlichen festen Druck- und LOP-gesteuerten Strategien zu bestimmen.

Offenlegungen

Die Autoren geben keinen Interessenkonflikt an.

Danksagungen

Diese Arbeit wurde vom Allgemeinen Forschungsprojekt der Bildungsbehörde der Provinz Zhejiang unterstützt, Förderkennziffer Y202454990.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Klebefixierband3M Health Care, St. Paul, MN, USAMicropore Surgical TapeBefestigt Überwachungskabel und Schläuche
Automatisches, systolischem Blutdruck (SBP) reagierendes pneumatisches Tourniquetsystem (STS-I)Hangzhou Medic Instrument Co., Ltd., Hangzhou, ChinaSTS-IGeschlossenes, automatisches pneumatisches Tourniquetsystem mit LOP-Messung und SBP-abhängiger Druckmodulation
Einweg-Blutdruckmanschette für die nichtinvasive BlutdruckmessungMindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd., Shenzhen, ChinaErwachsenen-NIBP-ManschetteKontinuierliche perioperative Blutdrucküberwachung
Elastische Extremitäten-Exsanguinationsbinde3M Health Care, St. Paul, MN, USAEsmarch-BindeWird zur Exsanguination der Extremität vor dem Aufpumpen der Manschette verwendet
Elektronisches PatientenaktensystemErstes Angegliedertes Krankenhaus, Medizinische Fakultät der Zhejiang-UniversitätInstitutionelle PlattformAbruf perioperativer klinischer und hämodynamischer Daten
Hochfrequenter linearer UltraschallwandlerFUJIFILM SonoSite, Bothell, WA, USAHFL38x Linear ProbeVisualisierung peripherer Nerven der oberen Extremität
Lokalanästhetikum (Ropivacainhydrochlorid)AstraZeneca, Cambridge, UKNaropinAnästhesie mittels peripherer Nervenblockade
Multiparameter-AnästhesiemonitorMindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd., Shenzhen, ChinaBeneVision-SerieKontinuierliche perioperative Überwachung von systolischem und diastolischem Blutdruck, Herzfrequenz und Sauerstoffsättigung
Neurologischer UntersuchungskofferWartenberg Neurologische Instrumente, DeutschlandStandard-NeurologiekofferPostoperative Beurteilung der sensiblen und motorischen Funktion
Nichtinvasives BlutdruckmessmodulMindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd., Shenzhen, ChinaIntegriertes ModulLiefert Echtzeit-Signale des systolischen Blutdrucks zur Anpassung des Manschettendrucks
Nadel für periphere NervenblockadeB. Braun Melsungen AG, Melsungen, DeutschlandStimuplex Ultra 360Nadel für die sonographisch gesteuerte periphere Nervenblockade
Pneumatische Tourniquetmanschette für die obere ExtremitätHangzhou Medic Instrument Co., Ltd., Hangzhou, ChinaKompatible Manschette für das STS-I-SystemSterilisierbare Manschette zur arteriellen Okklusion an der oberen Extremität
PulsoximeterMindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd., Shenzhen, ChinaIntegriertes Monitor-ModulÜberwachung der distalen Extremitätenperfusion und Sauerstoffsättigung
Software für statistische AnalysenIBM Corp., Armonk, NY, USASPSS Statistics Version 27.0Statistische Analyse perioperativer und hämodynamischer Daten
Software für statistische BerechnungenR Foundation for Statistical Computing, Wien, ÖsterreichR Version 4.3.1Regressionsanalyse und Erstellung von Abbildungen
Sterile MullkompressenWinner Medical Co., Ltd., Shenzhen, ChinaSteriler MullSchutz des Weichgewebes und Unterstützung während des Eingriffs
Sterile Operationsabdeckungen3M Health Care, St. Paul, MN, USASteri-Drape-SerieVorbereitung des sterilen Operationsfelds
Sterile chirurgische HandschuheAnsell Healthcare, Melbourne, AustralienGAMMEX Latex Surgical GlovesStandardmäßiger steriler chirurgischer Schutz
Sterile UltraschallwandlerabdeckungCIVCO Medical Solutions, Coralville, IA, USA610-1321Gewährleistung steriler Bedingungen während regionaler Anästhesie
Chirurgischer HandtischMaquet Getinge Group, Rastatt, DeutschlandHandchirurgietischSichert eine stabile Positionierung der oberen Extremität während des Eingriffs
Chirurgischer MarkierungsstiftViscot Medical, East Hanover, NJ, USAViscot Mini XLPräoperative Markierung der Manschettensitzposition
Chirurgisches AbsauggerätMedela AG, Baar, SchweizDominant FlexEntfernung von Blut oder Spülflüssigkeit, falls erforderlich
Luftschläucheanschluss für TourniquetHangzhou Medic Instrument Co., Ltd., Hangzhou, ChinaZubehör für STS-IVerbindet die Manschette mit dem pneumatischen Steuergerät
Software zur Aufzeichnung des Tourniquet-DruckverlaufsHangzhou Medic Instrument Co., Ltd., Hangzhou, ChinaIntegrierte SoftwareEchtzeit-Aufzeichnung und Speicherung der Manschettendruck-Wellenformen
Ultraschallsystem für regionale AnästhesieFUJIFILM SonoSite, Bothell, WA, USASonoSite Edge IISonographisch gesteuerte periphere Nervenblockade

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