Deze retrospectieve studie evalueerde een geautomatiseerde, op de systolische bloeddruk (SBP) reagerende pneumatische tourniquet bij 203 ingrepen aan de bovenste extremiteiten. Het systeem zorgde voor een betrouwbare hemostase met geïndividualiseerde manchetdrukken, stabiele perioperatieve hemodynamiek en er werden geen postoperatieve neurovasculaire of cutane complicaties waargenomen.
Onderzoeksartikel
Klinisch gebruik van een geautomatiseerde, op systolische bloeddruk reagerende pneumatische tourniquet: een retrospectieve enkelcentrumstudie
* These authors contributed equally
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Conventionele pneumatische tournikets vertrouwen doorgaans op vaste empirische drukken die geen rekening houden met patiëntspecifieke vasculaire kenmerken of dynamische hemodynamische veranderingen, waardoor weefsels mogelijk worden blootgesteld aan onnodige mechanische en ischemische stress. Deze retrospectieve cohortstudie in één centrum evalueerde de klinische prestaties en veiligheid van een geautomatiseerde, op de systolische bloeddruk (SBP) reagerende pneumatische tourniket bij 203 opeenvolgende geschikte patiënten die voldeden aan de vooraf gedefinieerde in- en uitsluitingscriteria en tussen januari 2023 en september 2024 een operatie aan de bovenste extremiteit ondergingen. Continue of hoogfrequente SBP-metingen werden gesynchroniseerd met cuff-drukgolfvormen om real-time closed-loop drukmodulatie te karakteriseren. De primaire uitkomstmaten waren de hemostatische effectiviteit en doorbraakbloedingen, terwijl de secundaire uitkomstmaten bestonden uit het gedrag van de cuff-druk, de relatie tussen de SBP en de cuff-druk, de perioperatieve hemodynamische stabiliteit en postoperatieve neurologische of cutane complicaties. De gemiddelde druk van de tourniket-cuff was 39,61 ± 2,41 kPa (ongeveer 297 ± 18 mmHg), met waarden variërend van 34 tot 46 kPa. Er werd een significante positieve correlatie waargenomen tussen de preoperatieve SBP en de cuff-druk (r = 0,706, p < 0,001). De hemostase was consistent effectief, waarbij geen doorbraakbloedingen werden waargenomen (0%; 95% BI, 0%–1,8%). De perioperatieve bloeddruk vertoonde slechts geringe schommelingen, en er werden geen postoperatieve neurologische defecten, paresthesie, huidbeschadigingen of distale perfusieafwijkingen vastgesteld. Deze bevindingen suggereren dat een volledig geautomatiseerde SBP-responsieve tourniket betrouwbare hemostase kan bieden, dynamisch fysiologisch passende occlusiedrukken kan handhaven en een gunstig korte-termijn veiligheidsprofiel kan bereiken zonder Doppler-gebaseerde kalibratie of handmatige drukaanpassing, wat het potentieel ondersteunt als een geïndividualiseerde en workflow-efficiënte benadering voor het beheer van chirurgische tournikets.
Inleiding
Tourniquets zijn onmisbaar in de orthopedische chirurgie, handchirurgie en reconstructieve chirurgie, waarbij een bloedvrij operatieveld de visualisatie verbetert, de precisie faciliteert en de operatietijd verkort1. Ondanks hun alomtegenwoordigheid is de moderne praktijk met tourniquets nog steeds grotendeels gebaseerd op empirisch vastgestelde opblaasdrukken, doorgaans 250–350 mmHg voor ingrepen aan de bovenledematen2. Deze waarden zijn eenvoudig toe te passen, maar zijn inherent ongevoelig voor de individuele vasculaire anatomie, de geometrie van het ledemaat, de compliantie van het zachte weefsel en real-time hemodynamische variabiliteit3. Een aanzienlijk geheel aan experimentele en klinische literatuur heeft aangetoond dat dergelijke niet-gepersonaliseerde drukken vaak de werkelijke occlusiebehoefte overschrijden, waardoor steile drukgradiënten ontstaan die perifere zenuwen en zachte weefsels predisponeren voor mechanische compressie, ischemie-reperfusieschade en postoperatieve pijn of dysesthesie4,5.
Om deze risico's te beperken, zijn verschillende fysiologische strategieën geïntroduceerd, waarvan met name de limb occlusion pressure (LOP), om de tourniquetcrukkracht te individualiseren op basis van de drempelwaarde voor vasculaire occlusie6. LOP-gestuurde titratie kan de manchetdruk aanzienlijk verlagen terwijl de hemostase behouden blijft, wat een belangrijke conceptuele stap vormt richting een gepersonaliseerde praktijk7. LOP is echter fundamenteel statisch: het weerspiegelt de vasculaire status op één enkel moment en kan zich niet aanpassen aan dynamische schommelingen in de systolische bloeddruk (SBP) die vaak voorkomen bij anesthesie-inductie, analgesie, chirurgische stimulatie of de positionering van de patiënt8,9. LOP-meting vereist bovendien Doppler of fotoplethysmografie, verhoogt de complexiteit van de workflow en kan onbetrouwbaar zijn bij patiënten met oedeem, obesitas of vaatziekten7. Bijgevolg heeft LOP slechts een beperkte doordringing bereikt in de routinematige chirurgische workflow, en blijven protocollen met een vaste druk dominant ondanks deze beperkingen.
Recente technische vorderingen hebben geleid tot de introductie van geautomatiseerde SBP-responsieve pneumatische tourniquetsystemen die de manchetdruk aanpassen aan veranderingen in de systolische bloeddruk, in plaats van te vertrouwen op een vaste ingestelde druk2. Door de manchetdruk dynamisch aan te passen als reactie op de SBP, zijn deze systemen bedoeld om onnodige druk te verminderen wanneer de bloeddruk daalt en om een adequate occlusie te behouden wanneer de bloeddruk stijgt2. Eerdere klinische studies hebben de haalbaarheid van SBP-gesynchroniseerde tourniquetsystemen aangetoond en over het algemeen gunstige hemostatische resultaten en veiligheidsuitkomsten gerapporteerd. Het beschikbare klinische bewijs blijft echter beperkt in zowel steekproefomvang als reikwijdte, en kwantitatieve gegevens die de relatie tussen de SBP en de manchetdruk beschrijven, evenals perioperatieve hemodynamische patronen, blijven onvoldoende10,11.
Om het bestaande klinische bewijs uit te breiden, evalueerde een retrospectieve cohortstudie in één centrum de klinische prestaties van een automatische, op SBP reagerende pneumatische tourniquet bij 203 procedures aan de bovenste ledematen. De studie beoordeelde de hemostatische effectiviteit, perioperatieve bloeddrukveranderingen, de kenmerken van de cuffdruk van de tourniquet en de korte-termijn neurovasculaire en cutane veiligheid. De associatie tussen de preoperatieve SBP en de cuffdruk van de tourniquet werd eveneens gekwantificeerd, en de perioperatieve hemodynamische variabiliteit werd gekarakteriseerd. De resulterende gegevens leveren additioneel bewijs uit de praktijk over de klinische prestaties van geautomatiseerd SBP-responsief tourniquetbeheer, in plaats van de superioriteit ten opzichte van bestaande tourniquetstrategieën vast te stellen.
Protocol
Ethische goedkeuring is verkregen van de Institutional Review Board van The First Affiliated Hospital, Zhejiang University School of Medicine (goedkeuringsnummer IIT20251355B). Gezien het retrospectieve karakter van de studie en het gebruik van geanonimiseerde gegevens uit bestaande medische dossiers, is de vereiste voor schriftelijke geïnformeerde toestemming door de Institutional Review Board kwijtgescholden. De instrumenten die in het protocol zijn gebruikt, staan vermeld in de Tabel met materialen.
1. Onderzoeksopzet en setting
Deze retrospectieve cohortstudie werd uitgevoerd in The First Affiliated Hospital, Zhejiang University School of Medicine, een tertiair verwijzingscentrum met een hoog volume waar zowel conventionele pneumatische tourniquets als geautomatiseerde, op de SBP reagerende pneumatische tourniquet-systemen routinematig worden gebruikt bij procedures aan de bovenste extremiteiten. Alle procedures waren in overeenstemming met de principes van de Verklaring van Helsinki.
Alle in aanmerking komende operaties die tussen januari 2023 en september 2024 zijn uitgevoerd, werden geïdentificeerd via een geïntegreerde workflow voor casuswerving, waarbij elektronische medische dossiers werden gecombineerd met papieren anesthesie- en operatieverslagen. De studie volgde de STROBE-rapportagerichtlijnen en alle gegevens werden geanonimiseerd voorafgaand aan de analyse.
2. Geschiktheid van patiënten en identificatie van casussen
Patiënten vanaf 16 jaar die een operatie aan de bovenste ledematen ondergingen waarbij tourniquet-geassisteerde hemostase onder zenuwblokkade-anesthesie vereist was, werden gedurende de studieperiode opeenvolgend gescreend. Patiënten werden uitgesluit van de analytische cohort bij actieve dermale laesies op de plek van de manchet, omdat dergelijke laesies de plaatsing van de manchet konden beïnvloeden en de beoordeling van tourniquet-gerelateerde cutane complicaties konden vertroebelen; bekende perifere vaatziekten, omdat een verminderde baseline arteriële perfusie de tolerantie voor de tourniquet zou kunnen beïnvloeden en de postoperatieve beoordeling van de distale perfusie zou kunnen bemoeilijken; ongecontroleerde hypertensie of klinisch significante cardiovasculaire instabiliteit, zoals gedocumenteerd in de preoperatieve anesthesiologische beoordeling, omdat uitgesproken hemodynamische instabiliteit de perioperatieve bloeddruk en de manchet-drukmetingen aanzienlijk zou kunnen beïnvloeden; bestaande perifere neuropathie, omdat baseline neurologische afwijkingen de toeschrijving van postoperatieve sensorische of motorische bevindingen aan het gebruik van de tourniquet konden vertroebelen; of onvoldoende documentatie van de perioperatieve bloeddruk of manchet-druk voor opname in de analytische dataset.
Ongecontroleerde hypertensie of klinisch significante cardiovasculaire instabiliteit werd vastgesteld op basis van de gedocumenteerde preoperatieve anesthesiologische beoordeling en het klinisch oordeel van de behandelende anesthesioloog; er werd geen uniforme retrospectieve numerieke drempelwaarde toegepast. Deze exclusiecriteria werden gebruikt om de analytische cohort te definiëren en mogen niet worden geïnterpreteerd als absolute contra-indicaties voor het gebruik van een geautomatiseerde, op SBP reagerende pneumatische tourniquet. De veiligheid en effectiviteit van het systeem bij patiënten met uitgesproken cardiovasculaire instabiliteit, perifeer vasculair lijden of reeds bestaande neurologische beperkingen zijn in de huidige studie niet geëvalueerd. Voor patiënten met meerdere geschikte procedures werd alleen de vroegste operatie opgenomen om gecorreleerde observaties te vermijden.
3. Perioperatieve tourniquetprocedure en gegevensverzameling
- Voorbereiding van het apparaat
Voor elke procedure werd het geautomatiseerde SBP-responsieve pneumatische tourniquet-systeem aangesloten op de vitale-functiemonitor voor anesthesie en werden de pneumatische slangen en cuff-verbindingen gecontroleerd om een correcte werking te waarborgen. Er werd een pneumatische cuff van een passende maat geselecteerd op basis van de omtrek van de bovenarm van de patiënt. Het systeem werd geactiveerd vóór het oppompen van de tourniquet, en de communicatie tussen de bloeddrukmonitor en de tourniquetcontroller werd vóór de operatie bevestigd. - Plaatsing van de cuff
De tourniquet-cuff werd rondom de proximale bovenarm van de te opereren ledemaat geplaatst. Er werd zachte padding onder de cuff aangebracht om de huid te beschermen, waarbij erop werd gelet dat de padding en de cuff glad waren aangebracht zonder plooien. De cuff werd voldoende vastgezet om verschuiving tijdens de operatie te voorkomen. Voorafgaand aan de huidincisie werd de te opereren bovenarm opgeheven en geëxanguïneerd, waarna de pneumatische tourniquet werd opgepompt. - SBP-responsief drukregelingsproces
De tourniquetcontroller ontving systolische bloeddrukwaarden van de anesthesiemonitor en paste de cuffdruk automatisch aan in reactie op de gemeten SBP. De doeldruk van de cuff werd bepaald ten opzichte van de actuele SBP, in plaats van door een vaste druk gedurende de gehele operatie te handhaven. Tijdens het gebruik van de tourniquet werden de instellingen van de cuffdruk automatisch bijgewerkt op basis van nieuw verkregen SBP-metingen.
Zodra de tourniquet was opgepompt, werd de druk tijdens het gebruik automatisch aangepast. De operator hield gedurende de procedure het operatieveld en het tourniquet-systeem in de gaten. Handmatige aanpassing was routinematig niet nodig. Cuffdrukwaarden, drukgolfvormen en de inflatieduur werden geregistreerd voor latere analyse. - Timing van bloeddruk- en cuffdrukmetingen
De bloeddruk werd gedocumenteerd in vier vooraf gedefinieerde perioperatieve fasen: bij opname, direct vóór de operatie, intraoperatief en na de operatie. Tijdens het oppompen van de tourniquet werden herhaaldelijk bloeddrukmetingen uitgevoerd met de anesthesiemonitor, en nieuw verkregen SBP-waarden werden verzonden naar de tourniquetcontroller voor de bijbehorende drukaanpassing.
De drukgolfvorm van de cuff werd gedurende de gehele inflatieperiode geregistreerd. Voor de statistische analyse werden de preoperatieve SBP en de bijbehorende beschikbare cuffdrukmetingen op patiëntniveau gekoppeld. Volledige gepaarde SBP- en cuffdrukmetingen waren beschikbaar voor 178 patiënten. - Intraoperatieve en postoperatieve beoordelingen
Tijdens de operatie werd de kwaliteit van het bloedvrij operatieveld beoordeeld door de opererend chirurg, en eventuele doorbraakbloedingen of de noodzaak voor aanvullende handmatige aanpassing van de cuffdruk werden geregistreerd.
Na voltooiing van de operatie werd de tourniquet leeggelaten en werd het postoperatieve herstel van de bloeddruk gedocumenteerd. De plek van de cuff en het distale extremiteit werden onderzocht op huidbeschadigingen en abnormaliteiten van de distale perfusie. De sensorische en motorische functies werden beoordeeld op tekenen van paresthesie, neuropraxie of motorische zwakte. Door de patiënt gerapporteerde pijn en comfort werden genoteerd wanneer beschikbaar. Op postoperatieve dag 1 werd opnieuw een gestandaardiseerd sensorisch en motorisch neurologisch onderzoek uitgevoerd.
4. Kwaliteitsborging van gegevens
Twee getrainde onderzoekers beoordeelden onafhankelijk alle medische dossiers, anesthesielogboeken en tourniquet-golfvormbestanden. Verschillen werden via consensus met een senior reviewer opgelost. Tourniquet-drukcurves werden cross-gevalideerd met de output van de anesthesiemonitoren om de consistentie van de tijdgestempelde fysiologische gegevens te waarborgen. Neurologische beoordelingen werden uitgevoerd volgens een gestandaardiseerd institutioneel protocol om interobservervariabiliteit te minimaliseren. Patiëntgerapporteerde uitkomsten werden, indien beschikbaar, verzameld met behulp van uniforme gestructureerde formulieren. Beschikbare gegevens werden waar nodig geanalyseerd met een complete-case benadering.
5. Statistische analyse
Continue variabelen werden op normaliteit getoetst met de Shapiro-Wilk-test en samengevat als gemiddelde ± standaarddeviatie of mediaan met interkwartielafstand, afhankelijk van de verdeling. Categorische variabelen werden samengevat als frequenties en percentages. Voor vergelijkingen van perioperatieve bloeddrukmetingen tussen twee tijdstippen binnen dezelfde patiënten werd een gepaarde Student's t-test gebruikt voor normaal verdeelde gegevens, en de Wilcoxon signed-rank test voor niet-normaal verdeelde gepaarde gegevens. De associatie tussen de preoperatieve systolische bloeddruk en de tourniquetmanchetdruk werd beoordeeld met een Pearson-correlatieanalyse, waarbij de correlatiecoëfficiënt van Pearson (r) en de bijbehorende tweezijdige p-waarde werden gerapporteerd.
Multivariabele lineaire regressieanalyse werd uitgevoerd om factoren te evalueren die geassocieerd zijn met de druk van de tourniquetmanchet. De kandidaatvariabelen omvatten leeftijd, geslacht, bodymassindex (BMI) en baseline-bloeddrukmetingen. Regressiecoëfficiënten (β) en statistieken voor de modelpassing werden, waar van toepassing, gerapporteerd. Alle statistische tests waren tweezijdig, en een p-waarde < 0,05 werd beschouwd als statistisch significant. Analyses werden uitgevoerd met SPSS en R versie 4.3.1.
Resultaten
Gedurende de studieperiode werden 221 opeenvolgende patiënten die een operatie aan de bovenste extremiteit ondergingen met de geautomatiseerde, op SBP reagerende pneumatische tourniquet, gescreend op geschiktheid. Hiervan werden er 18 uitgesloten: 2 vanwege actieve dermale laesies op de plaats van de manchet, 4 vanwege perifeer vasculair lijden, 5 vanwege ongecontroleerde hypertensie of klinisch significante cardiovasculaire instabiliteit, 3 vanwege bestaande perifere neuropathie en 4 vanwege onvolledige perioperatieve hemodynamische documentatie of documentatie van de manchetdruk. De overige 203 geschikte patiënten vormden de uiteindelijke analysecohort. De cohort had een gemiddelde leeftijd van 52,2 ± 15,4 jaar, met een geslachtsverdeling van 55,2% man en 44,8% vrouw, en een gemiddelde body mass index (BMI) van 23,47 ± 3,45 kg/m2. Chirurgische indicaties omvatten carpale tunnel syndroom, palmaire fascia-contractuur, tumoren van de digitale zenuwen, peesletsels en trauma-gerelateerde weke-delenafwijkingen (Tabel 1).
Perioperatieve bloeddruktrends
De perioperatieve hemodynamiek bleef gedurende het gehele operatieve verloop stabiel. De gemiddelde systolische bloeddruk (SBP) en diastolische bloeddruk (DBP) bij opname waren respectievelijk 129,17 ± 22,46 mmHg en 75,49 ± 11,24 mmHg. Voor de operatie waren de SBP en DBP respectievelijk 133,97 ± 27,41 mmHg en 72,43 ± 13,84 mmHg. De intraoperatieve waarden waren respectievelijk 127,42 ± 23,81 mmHg en 70,22 ± 12,75 mmHg, en de postoperatieve waarden waren respectievelijk 129,46 ± 22,39 mmHg en 69,86 ± 11,65 mmHg (Tabel 2).
Gepaarde verschillen op patiëntniveau toonden bescheiden gemiddelde perioperatieve veranderingen, maar een aanzienlijke interindividuele variabiliteit. De gemiddelde ΔSBP was +4,61 ± 28,90 mmHg van opname tot vóór de chirurgie, −6,54 ± 23,37 mmHg van vóór de chirurgie tot de intraoperatieve periode, en +2,03 ± 18,31 mmHg van de intraoperatieve tot de postoperatieve periode. De overeenkomstige gemiddelde ΔDBP-waarden waren respectievelijk −3,00 ± 13,28 mmHg, −2,21 ± 14,03 mmHg en −0,36 ± 11,18 mmHg (Tabel 3). Deze verschuivingen van geringe omvang waren in overeenstemming met de verwachte sympathische activatie vóór de anesthesie en de vasodilatatoire effecten van de anesthesie, wat aantoont dat het SBP-gestuurde systeem geen abnormale of klinisch relevante hemodynamische verstoringen veroorzaakte.
Karakteristieken van de tourniquetcruidruk
Het geautomatiseerde, op SBP reagerende pneumatische tourniquet-systeem hield de geregistreerde druk van de tourniquetmanchet in stand zonder dat handmatige herkalibratie nodig was. Onder de 178 patiënten met volledige gekoppelde gegevens over de manchetdruk en de preoperatieve SBP, was de gemiddelde druk van de tourniquetmanchet 39,61 ± 2,41 kPa (ongeveer 297 ± 18 mmHg), met een bereik van 34–46 kPa (ongeveer 255–345 mmHg). Pearson-correlatieanalyse toonde een significante positieve correlatie aan tussen de preoperatieve SBP en de druk van de tourniquetmanchet (r = 0,706, p < 0,001; n = 178), wat aangeeft dat een hogere preoperatieve SBP geassocieerd was met een hogere manchetdruk (Figuur 1).
Er werd een multivariabele regressieanalyse uitgevoerd om factoren die geassocieerd zijn met de opblaasdruk van de manchet verder te evalueren. De SBP bij opname werd geïdentificeerd als een positieve voorspeller van de manchetdruk (β = +0,185 kPa/mmHg), terwijl leeftijd, geslacht en BMI geringe negatieve associaties vertoonden en de DBP bij opname een verwaarloosbare invloed uitoefende. De aangepaste R2 van 0,167 gaf aan dat de baseline demografische en antropometrische variabelen slechts een klein deel van de variantie in de manchetdruk verklaarden. Deze bevinding was in overeenstemming met de verwachte invloed van dynamische intraoperatieve factoren, zoals momentane bloeddrukfluctuaties, op het closed-loop modulatieproces, hoewel deze factoren niet expliciet in de regressieanalyse waren gemodelleerd (Figuur 2).
Hemostatische effectiviteit
De hemostatische prestaties waren uniform uitstekend over alle 203 procedures. Er trad geen enkel geval van doorbraakbloeding op (0%; 95% BI, 0–1,8%) en het zicht op het operatieveld werd in alle gevallen beoordeeld als "uitstekend" of "goed". Het geautomatiseerde systeem handhaafde consistent de minimale effectieve occlusiedrempel gedurende de gehele operatie, zonder dat aanvullende handmatige inflatie, tijdelijke deflatie of probleemoplossende aanpassingen nodig waren. Deze bevindingen demonstreerden de hoge betrouwbaarheid van real-time SBP-gemoduleerde controle bij het bereiken en handhaven van een bloedloos operatieveld onder diverse hemodynamische omstandigheden.
Veiligheid en postoperatieve uitkomsten
Het postoperatieve veiligheidsprofiel was zeer gunstig. Bij geen enkele patiënt trad neuropraxie, paresthesie, motorische zwakte, huidindentatieletsel, blaarvorming of distale perfusiedeficiënties op. Gestandaardiseerde neurologische beoordelingen op postoperatieve dag 1 bevestigden een intacte sensorische en motorische functie bij alle personen. De afwezigheid van neurovasculaire of cutane complicaties, in combinatie met minimale hemodynamische verstoring en fysiologisch afgestemde modulatie van de manchetdruk, suggereerde dat het SBP-gestuurde systeem overmatige weefselcompressie en de ischemische belasting die geassocieerd wordt met conventionele pneumatische apparaten met een vaste druk, voorkwam.
| Kenmerk | Waarde |
| Aantal patiënten, n | 203 |
| Leeftijd, gemiddelde ± SD (jaar) | 52.2 ± 15.4 |
| Geslacht | |
| Man, n (%) | 112 (55.2%) |
| Vrouw, n (%) | 91 (44.8%) |
| Lengte, gemiddelde ± SD (cm) | 165.2 ± 8.23 |
| Gewicht, gemiddelde ± SD (kg) | 64.24 ± 11.69 |
| BMI, gemiddelde ± SD (kg/m²) | 23.47 ± 3.45 |
| Primaire chirurgische indicaties | Carpale tunnelsyndroom; palmaire fasciale contractuur; tumor van de digitale zenuw; peesletsel; trauma-gerelateerde weke delen aandoeningen |
Tabel 1: Basiskenmerken van de studiepopulatie. Demografische en klinische kenmerken van de 203 patiënten die in de studie zijn opgenomen, waaronder leeftijd, geslacht, lengte, gewicht, bodymassindex en primaire chirurgische indicaties.
| Stadium | SBP, gemiddelde ± SD (mmHg) | DBP, gemiddelde ± SD (mmHg) | Interpretatie |
| Opname | 129.17 ± 22.46 | 75.49 ± 11.24 | Basishemodynamiek |
| Preoperatief | 133.97 ± 27.41 | 72.43 ± 13.84 | Lichte anticipatoire sympathische stijging |
| Intraoperatief | 127.42 ± 23.81 | 70.22 ± 12.75 | Verwachte anesthetica-gemedieerde reductie |
| Postoperatief | 129.46 ± 22.39 | 69.86 ± 11.65 | Gecorrigeerde DBP; stabiel herstel naar uitgangswaarde |
Tabel 2: Perioperatieve bloeddrukmetrieken. Gemiddelde SBP- en DBP-waarden gemeten bij opname, vóór de operatie, intraoperatief en postoperatief bij 203 patiënten die een operatie aan de bovenextremiteiten ondergingen met een automatische SBP-responsieve pneumatische tourniquet.
| Vergelijking | ΔSBP, gemiddelde ± SD (mmHg) | ΔDBP, gemiddelde ± SD (mmHg) | Interpretatie |
| Preoperatief versus opname | 4.61 ± 28.90 | −3.00 ± 13.28 | Lichte sympathische stijging van de systolische druk vóór de operatie, gepaard gaand met een kleine daling van de DBP. |
| Intraoperatief versus preoperatief | −6.54 ± 23.37 | −2.21 ± 14.03 | Verwachte anesthesie-gerelateerde daling van zowel de systolische bloeddruk (SBP) als de diastolische bloeddruk (DBP). |
| Intraoperatief vs. bij opname | −1.99 ± 28.76 | −5.22 ± 14.59 | De systolische bloeddruk (SBP) blijft over het algemeen stabiel ten opzichte van de baseline; de diastolische bloeddruk (DBP) vertoont een matige daling als gevolg van het anestheticum. |
| Postoperatief versus intraoperatief | +2.03 ± 18.31 | −0.36 ± 11.18 | Licht herstel van de SBP; de DBP blijft in wezen ongewijzigd. |
| Postoperatief versus bij opname | 0.07 ± 25.61 | −5.57 ± 12.85 | De systolische bloeddruk (SBP) keert terug naar de uitgangswaarde; de diastolische bloeddruk (DBP) blijft iets lager dan de waarden bij opname. |
Tabel 3: Analyse van de perioperatieve hemodynamische stabiliteit. Gemiddelde veranderingen in SBP en DBP tussen vooraf gedefinieerde perioperatieve tijdstippen, ter illustratie van de omvang en richting van de bloeddrukvariatie gedurende de gehele perioperatieve periode.
Figuur 1: Correlatie tussen preoperatieve systolische bloeddruk en de druk van de tourniquetmanchet. Spreidingsdiagram dat de relatie tussen de preoperatieve SBP en de druk van de tourniquetmanchet toont bij 178 patiënten met volledige gepaarde gegevens. Pearson-correlatieanalyse toonde een significante positieve correlatie aan tussen de twee variabelen (r = 0.706, p < 0.001). De fitted regressielijn illustreert de positieve associatie tussen de preoperatieve SBP en de manchetdruk. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Multivariabele lineaire regressieanalyse van predictoren voor de druk van de tourniquetmanchet. Forest plot waarin de regressiecoëfficiënten (β) en 95% betrouwbaarheidsintervallen worden weergegeven voor variabelen die geassocieerd zijn met de intraoperatieve manchetdruk. De systolische bloeddruk (SBP) bij opname vertoonde een bescheiden positieve associatie met de manchetdruk, terwijl leeftijd, geslacht en body mass index kleine negatieve associaties vertoonden, en de diastolische bloeddruk (DBP) bij opname een minimale invloed had. De resultaten geven aan dat de manchetdruk voornamelijk werd beïnvloed door dynamische, op de SBP reagerende modulatie in plaats van door baseline demografische of antropometrische kenmerken. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
DATABESCHIKBAARHEID:
De gedeïdentificeerde dataset op patiëntniveau die ten grondslag ligt aan de bevindingen van deze studie, inclusief demografische variabelen, perioperatieve bloeddrukmetingen, klinische kenmerken en gegevens over de druk van de tourniquetmanchet, is opgenomen in Aanvullend Bestand 1.
Aanvullend bestand 1: Geanonimiseerde dataset op patiëntniveau en geverifieerde statistische analyses. Dit Excel-werkboek bevat 203 patiëntgegevens, waaronder demografische en klinische variabelen, perioperatieve bloeddrukmetingen, tourniquetmanchetdruk, hemostatische resultaten en resultaten van het operatieveld, interventies met betrekking tot de manchetdruk, en postoperatieve neurologische, cutane en distale perfusiebeoordelingen, evenals sensorische en motorische beoordelingen op postoperatieve dag 1. Het identificeert de 178 dossiers die zijn opgenomen in de gepaarde correlatie- en multivariabele regressieanalyses en bevat een variabelenwoordenlijst, correlatie- en regressieresultaten, de gegevens ten grondslag aan Figuur 1 en 2, en een kwaliteitscontrollogboek. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Discussie
Conventionele tourniquets met vaste druk worden nog steeds op grote schaal gebruikt, ondanks de langdurige erkenning van hun fysiologische mismatch met de werkelijke vereisten voor arteriële occlusie. Omdat vaste drempelwaarden geen rekening houden met ledemaat-specifieke vasculaire eigenschappen en intraoperatieve variaties in de bloeddruk, wordt er vaak meer druk uitgeoefend dan nodig is, wat steile radiale en longitudinale drukgradiënten bij de randen van de manchet veroorzaakt4. Deze mechanische krachten comprimeren perifere zenuwen, belemmeren de microvasculaire perfusie en dragen bij aan ischemie-reperfusieschade; mechanismen die ten grondslag liggen aan goed gedocumenteerde tourniquet-gerelateerde neuropraxie, spierschade en postoperatief ongemak12,13. Hoewel de algemene incidentie van klinisch evidente zenuwschade laag is, komen subklinische neuromusculaire veranderingen waarschijnlijk vaker voor, wat het belang benadrukt van de overstap van empirische naar fysiologisch onderbouwde drukselectie14. De ledemaat-occlusiedruk (LOP) werd geïntroduceerd om deze uitdagingen aan te pakken door de minimale manchetdruk te definiëren die nodig is om de arteriële instroom voor een individueel ledemaat te onderbreken15. LOP houdt rekening met de geometrie van het ledemaat, de compliantie van het zachte weefsel, de vasculaire tonus en de basisbloeddruk, en het gebruik ervan kan de manchetdruk met 40–80 mmHg verlagen zonder de hemostase in gevaar te brengen16. LOP is echter inherent statisch8. Het legt de vasculaire status op één enkel tijdstip vast en houdt geen rekening met dynamische schommelingen in de systolische bloeddruk (SBP) tijdens anesthesie, analgesie of chirurgische stimulatie. Wanneer de SBP onder anesthesie daalt, kan een statische druk afgeleid van de LOP excessief hoog worden; wanneer de SBP stijgt door stimulatie, kan dezelfde druk onvoldoende zijn om de occlusie te handhaven7. LOP-meting vereist bovendien extra apparatuur, verhoogt de complexiteit van de opstelling en kan onbetrouwbaar zijn bij patiënten met oedeem, obesitas of vasculaire aandoeningen9. Deze praktische en fysiologische beperkingen verklaren de beperkte adoptie van LOP in de praktijk, ondanks de theoretische voordelen17.
In overeenstemming met eerder beschreven SBP-gesynchroniseerde tourniquet-systemen, past de in deze studie geëvalueerde geautomatiseerde SBP-responsieve pneumatische tourniquet de manchetdruk dynamisch aan op basis van veranderingen in de SBP, in plaats van te vertrouwen op een vaste drukinstelling. Door de manchetdruk continu te synchroniseren met de real-time SBP, handhaaft het systeem een momentane afstemming met de minimale effectieve occlusiedrempel10. De huidige bevindingen komen overeen met eerdere studies naar SBP-responsieve tourniquet-systemen. Ishii et al. evalueerden deze benadering prospectief in 100 procedures aan de onderste extremiteiten en rapporteerden in bijna alle gevallen een bevredigende hemostase zonder systeemgerelateerde complicaties. Sato et al. bestudeerden vervolgens 120 procedures aan de bovenste extremiteiten en rapporteerden in 119 gevallen een uitstekend bloedloos operatieveld, zonder tourniquet-gerelateerde neurologische, vasculaire of cutane complicaties10. De huidige studie breidt deze observaties uit via een grotere cohort van 203 procedures aan de bovenste extremiteit en aanvullende kwantitatieve beoordeling van de manchetdrukkenmerken, perioperatieve bloeddrukveranderingen en de associatie tussen de preoperatieve SBP en de manchetdruk (r = 0.706, p < 0.001; n = 178). Deze gegevens leveren aanvullend real-world bewijs en mogen niet worden geïnterpreteerd als een bewijs van superioriteit ten opzichte van de eerder gerapporteerde systemen.
Deze dynamische koppeling biedt verschillende mechanistische voordelen ten opzichte van benaderingen met een vaste druk en LOP-gestuurde methoden. Het voorkomt druk-overshoot wanneer de SBP daalt onder anesthesie, waardoor onnodige mechanische compressie van zenuwen en zacht weefsel wordt geminimaliseerd10; het voorkomt onder-occlusie wanneer de SBP tijdelijk stijgt tijdens stimulatie of beweging van de patiënt8; en het elimineert handmatige herkalibratie en variabiliteit van de operator, wat de cognitieve belasting vermindert en een consistente toepassing mogelijk maakt in omgevingen met een hoog volume of beperkte middelen10. Deze kenmerken suggereren dat geautomatiseerde SBP-responsieve modulatie een dynamisch alternatief kan bieden voor benaderingen met statische drukinstellingen. Desondanks zijn directe vergelijkende studies vereist om vast te stellen hoe de klinische prestatie zich verhoudt tot LOP-gestuurd management2.
De klinische bevindingen van deze cohort van 203 ingrepen aan de bovenste extremiteiten ondersteunen deze mechanistische rationale. De hemostase was consistent uitstekend, zonder doorbraakbloedingen, wat wijst op een betrouwbare handhaving van de occlusiedrempel over uiteenlopende hemodynamische toestanden. De gemiddelde manchedruk was 39,61 ± 2,41 kPa (ongeveer 297 ± 18 mmHg), met een bereik van 34–46 kPa. De significante positieve correlatie tussen de preoperatieve SBP en de tourniquetmanchedruk (r = 0,706, p < 0,001) geeft aan dat een hogere preoperatieve systolische druk geassocieerd was met een hogere manchedruk in plaats van een empirische voorafinstelling, en de significante positieve correlatie tussen de preoperatieve SBP en de tourniquetmanchet. De perioperatieve bloeddrukken vertoonden slechts bescheiden, verwachte schommelingen onder anesthesie, wat suggereert dat continue drukcorrecties geen hemodynamische instabiliteit veroorzaakten. De afwezigheid van postoperatieve neurologische of cutane complicaties ondersteunt verder de hypothese dat dynamische fysiologische afstemming de mechanische en ischemische stress die geassocieerd wordt met apparaten met een vaste druk kan verminderen. Geautomatiseerde SBP-responsieve systemen kunnen daarom een praktische aanpak bieden voor geïndividualiseerde aanpassing van de tourniquetdruk door dynamische bloeddrukresponsiviteit te combineren met geautomatiseerde drukregeling. De huidige studie was echter niet ontworpen om te bepalen of deze aanpak superieur is aan tourniquetbeheer op basis van LOP. Onafhankelijkheid van Doppler-gebaseerde kalibratie kan de haalbaarheid vergroten in omgevingen waar een snelle doorlooptijd, variabele personeelsbezetting of beperkte apparatuur het gebruik van LOP beperken.
Bij het interpreteren van deze bevindingen moeten enkele beperkingen in overweging worden genomen. Het retrospectieve design in één enkel centrum en het ontbreken van een gelijktijdige controlegroep die gebruikmaakt van protocollen met een vaste druk of LOP-gestuurde protocollen, maakten een directe vergelijking met conventionele tourniquetstrategieën onmogelijk. Bijgevolg ondersteunen de resultaten de haalbaarheid, hemostatische effectiviteit en tolerantie op korte termijn, maar stellen ze geen superioriteit ten opzichte van LOP vast. Prospectieve gerandomiseerde studies of crossover-studies die geautomatiseerde SBP-responsieve benaderingen direct vergelijken met LOP-gestuurde benaderingen zijn nodig om de relatieve effectiviteit, veiligheid en de voordelen van drukvermindering te bepalen. De studiepopulatie bestond voornamelijk uit volwassenen die ingrepen aan de bovenste extremiteiten van gemiddelde duur ondergingen onder zenuwblokkade-anesthesie, met slechts drie adolescenten in de leeftijd van 16–17 jaar, en vertegenwoordigde daarom een relatief laag-risico hemodynamische omgeving. De generaliseerbaarheid naar chirurgie aan de onderste extremiteiten, langere ischemietijden (>120 min), jongere pediatrische, obese, hypertensieve of vasculair gecompromitteerde populaties en procedures met aanzienlijke bloeddrukvolatiliteit is onbekend. Hoewel er geen neurologische of cutane complicaties werden waargenomen, was de surveillance gebaseerd op routinematige postoperatieve klinische beoordelingen10. Kwantitatief sensorisch onderzoek, zenuwgeleidingsonderzoeken, elektromyografie, microcirculatoire beeldvorming en serumbiomarkers voor spierischemie zijn niet uitgevoerd; daarom kunnen subklinische neuropraxie of microvasculaire verstoringen niet volledig worden uitgesloten.
Aanvullende beperkingen hebben betrekking op systeemmonitoring en modellering. Continue SBP-inputs werden verkregen via standaard anesthesiemonitoren, maar de signaaltrouw, temporele latentie en frequentiedomeinkenmerken van de drukoverdracht van de monitor naar de closed-loop controller werden niet onafhankelijk gevalideerd. Verificatie op engineeringniveau van de responsiviteit van het algoritme bij abrupte SBP-pieken, pauzes in oscillometrische metingen of tijdelijk signaalverlies viel buiten de reikwijdte van deze retrospectieve studie. Baseline demografische en antropometrische variabelen verklaarden slechts een klein deel van de variabiliteit in manchetdruk (adjusted R² = 0,135), terwijl andere dynamische intraoperatieve factoren, waaronder de diepte van de vasodilatatie, armpositie en sympathische fluctuaties, noch werden gemodelleerd noch gekwantificeerd. De prestaties van het apparaat werden bovendien geëvalueerd met gebruik van één enkel merk en één configuratie van een SBP-responsieve tourniquet. De prestaties kunnen variëren tussen fabrikanten, manchetbreedtes, ledematenmorfologieën en sensorintegratiepaden; daarom is een bredere, technologie-agnostische validatie vereist voordat extrapolatie naar alle geautomatiseerde systemen kan plaatsvinden. Toekomstig onderzoek zou prioriteit moeten geven aan multicentrische vergelijkende trials, objectieve subklinische neurovasculaire beoordelingen en de voortdurende verfijning van de algoritmische prestaties. Het gedrag van het drukregeringsalgoritme bij extreme hemodynamische variabiliteit, tijdelijk signaalverlies of snelle SBP-fluctuaties vereist prospectieve engineeringvalidatie. Een bredere beoordeling is tevens vereist bij chirurgie aan de onderste extremiteiten, scenario's met langdurige occlusie en bij kwetsbare populaties, waaronder pediatrische, obese en vasculair gecompromitteerde patiënten. Het ontbreken van directe vergelijkingen met strategieën op basis van vaste druk en LOP-geleide strategieën beperkt de beoordeling van de relatieve omvang van het voordeel dat wordt geboden door dynamische SBP-responsieve regeling. Succesvolle implementatie zal bovendien integratie in de workflow, gerichte personeilstraining en gestandaardiseerde operationele protocollen vereisen. Op basis van de bestudeerde populatie lijken geautomatiseerde SBP-responsieve tourniquetsystemen haalbaar en goed getolereerd voor geïndividualiseerd tourniquetbeheer. Prospectieve gecontroleerde studies zijn vereist om de comparatieve effectiviteit en veiligheid van deze strategieën te bepalen ten opzichte van conventionele vaste-druk- en LOP-geleide strategieën.
Openbaarmakingen
De auteurs verklaren dat er geen belangenverstrengeling is.
Dankbetuigingen
Dit werk werd ondersteund door het Zhejiang Provincial Department of Education General Research Project, financieringsnummer Y202454990.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Hechtpleister | 3M Health Care, St. Paul, MN, USA | Micropore Surgical Tape | Bevestiging van monitoringskabels en slangetjes |
| Geautomatiseerd, op SBP reagerend pneumatisch tourniquet-systeem (STS-I) | Hangzhou Medic Instrument Co., Ltd., Hangzhou, China | STS-I | Gesloten-lus automatisch pneumatisch tourniquet-systeem met LOP-meting en op SBP reagerende drukmodulatie |
| Wegwerpmanchet voor niet-invasieve bloeddrukmeting | Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd., Shenzhen, China | Adult NIBP cuff | Continue perioperatieve bloeddrukmonitoring |
| Elastisch zwaluwstaartverband voor exsanguïnatie van ledematen | 3M Health Care, St. Paul, MN, USA | Esmarch Bandage | Gebruikt voor exsanguïnatie van het ledemaat vóór het oppompen van de manchet |
| Elektronisch medisch dossier-systeem | First Affiliated Hospital, Zhejiang University School of Medicine | Institutional platform | Ophalen van perioperatieve klinische en hemodynamische gegevens |
| Hoogfrequente lineaire echoprobe | FUJIFILM SonoSite, Bothell, WA, USA | HFL38x Linear Probe | Visualisatie van perifere zenuwen van de bovenste extremiteit |
| Lokale anesthetische oplossing (ropivacaïnehydrochloride) | AstraZeneca, Cambridge, UK | Naropin | Anesthesie via perifere zenuwblokkade |
| Multiparameter anesthesiemonitor | Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd., Shenzhen, China | BeneVision series | Continue perioperatieve monitoring van systolische bloeddruk, diastolische bloeddruk, hartslag en zuurstofsaturatie |
| Neurologische assessmentkit | Wartenberg Neurological Instruments, Germany | Standard neurological kit | Postoperatieve beoordeling van de sensorische en motorische functie |
| Niet-invasieve bloeddrukmodule | Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd., Shenzhen, China | Integrated module | Levert real-time systolische bloeddruksignalen voor aanpassing van de manchetspanning |
| Naald voor perifere zenuwblokkade | B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | Stimuplex Ultra 360 | Naald voor echogeleide perifere zenuwblokkade |
| Pneumatische tourniquetmanchet voor de bovenste extremiteit | Hangzhou Medic Instrument Co., Ltd., Hangzhou, China | Compatible cuff for STS-I system | Steriele-compatibele manchet gebruikt voor arteriële occlusie van de bovenste extremiteit |
| Pulsoximeter | Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd., Shenzhen, China | Integrated monitor module | Monitoring van distale perfusie van het ledemaat en zuurstofsaturatie |
| Statistische analyse-software | IBM Corp., Armonk, NY, USA | SPSS Statistics Version 27.0 | Statistische analyse van perioperatieve en hemodynamische gegevens |
| Statistische computer-software | R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria | R Version 4.3.1 | Regressieanalyse en genereren van figuren |
| Steriele gazen kompressen | Winner Medical Co., Ltd., Shenzhen, China | Sterile gauze | Bescherming van zacht weefsel en intraoperatieve assistentie |
| Steriele chirurgische afdekdoeken | 3M Health Care, St. Paul, MN, USA | Steri-Drape series | Voorbereiding van het steriele operatieveld |
| Steriele chirurgische handschoenen | Ansell Healthcare, Melbourne, Australia | GAMMEX Latex Surgical Gloves | Standaard steriele chirurgische bescherming |
| Steriele echoprobe-hoes | CIVCO Medical Solutions, Coralville, IA, USA | 610-1321 | Handhaaft steriele omstandigheden tijdens regionale anesthesie |
| Chirurgische handtafel | Maquet Getinge Group, Rastatt, Germany | Hand Surgery Table | Zorgt voor een stabiele positionering van de bovenste extremiteit tijdens de operatie |
| Chirurgische markeringspen | Viscot Medical, East Hanover, NJ, USA | Viscot Mini XL | Preoperatieve identificatie van de plaats voor de manchet |
| Chirurgisch zuigapparaat | Medela AG, Baar, Switzerland | Dominant Flex | Verwijderen van bloed of irrigatievloeistof indien nodig |
| Luchtleidingconnector voor tourniquet | Hangzhou Medic Instrument Co., Ltd., Hangzhou, China | STS-I accessory | Verbindt de manchet met de pneumatische controller |
| Software voor registratie van tourniquet-drukgolfvormen | Hangzhou Medic Instrument Co., Ltd., Hangzhou, China | Integrated software | Real-time registratie en opslag van manchet-drukgolfvormen |
| Echoproto-systeem voor regionale anesthesie | FUJIFILM SonoSite, Bothell, WA, USA | SonoSite Edge II | Echogeleide anesthesie via perifere zenuwblokkade |
Referenties
- Noordin S, McEwen JA, Kragh JF Jr, Eisen A, Masri BA. Surgical tourniquets in orthopaedics. J Bone Joint Surg Am. 2009;91(12):2958-2967.
- Liu HY, Guo JY, Zhang ZB, Li KY, Wang WD. Development of adaptive pneumatic tourniquet systems based on minimal inflation pressure for upper limb surgeries. BioMedical Engineering OnLine. 2013;12(1):92. doi:10.1186/1475-925X-12-92.
- Swain P, McEwen J, Lai T, Hughes L. Tourniquet cuff pressure during blood flow restriction exercise. Frontiers in Sports and Active Living. 2025;7. doi:10.3389/fspor.2025.1582387.
- Masri BA, Eisen A, Duncan CP, McEwen JA. Tourniquet-induced nerve compression injuries are caused by high pressure levels and gradients—a review of the evidence to guide safe surgical, pre-hospital and blood flow restriction usage. BMC Biomed Eng. 2020;2:7. doi:10.1186/s42490-020-00041-5.
- Pedowitz R. Tourniquet-induced neuromuscular injury. Acta Orthopaedica. 1991;62:1-33.
- Morehouse H, et al. Limb occlusion pressure versus standard pneumatic tourniquet pressure in open carpal tunnel surgery—a randomized trial. Cureus. 2021;13(12). doi:10.7759/cureus.20110.
- Tuncali B, Boya H, Kayhan Z, Arac S. Tourniquet pressure settings based on limb occlusion pressure determination or arterial occlusion pressure estimation in total knee arthroplasty A prospective, randomized, double blind trial. Acta Orthop Traumatol Turc. 2018;52(4):256-260.
- Hughes L, et al. Influence and reliability of lower-limb arterial occlusion pressure at different body positions. PeerJ. 2018;6. doi:10.7717/peerj.4697.
- Rolnick N, et al. Challenges in upright limb occlusion pressure determination with the Delfi PTS: pilot data from two independent cohorts. Frontiers in Sports and Active Living. 2025;7. doi:10.3389/fspor.2025.1686040.
- Sato J, Ishii Y, Noguchi H, Takeda M. Safety and efficacy of a new tourniquet system. BMC Surg. 2012;12:17. doi:10.1186/1471-2482-12-17.
- Ishii Y, Noguchi H, Matsuda Y, Takeda M, Higashihara T. A new tourniquet system that determines pressures in synchrony with systolic blood pressure. Arch Orthop Trauma Surg. 2008;128(3):297-300.
- Kam PCA, Kavanaugh R, Yoong FFY. The arterial tourniquet: pathophysiological consequences and anaesthetic implications. Anaesthesia. 2001;56(6):534-545.
- Budic I, et al. Tourniquet-induced ischemia-reperfusion injuries during extremity surgery at children's age: impact of anesthetic chemical structure. Redox Rep. 2013;18(1):20-26.
- Chang J, et al. Management of tourniquet-related nerve injury (TRNI): a systematic review. Cureus. 2022;14(8). doi:10.7759/cureus.27685.
- Hughes L, McEwen J. Investigation of clinically acceptable agreement between two methods of automatic measurement of limb occlusion pressure: a randomised trial. BMC Biomedical Engineering. 2021;3(1):8. doi:10.1186/s42490-021-00053-9.
- Olivecrona C, Ponzer S, Hamberg P, Blomfeldt R. Lower tourniquet cuff pressure reduces postoperative wound complications after total knee arthroplasty: a randomized controlled study of 164 patients. J Bone Joint Surg Am. 2012;94(24):2216-2221.
- Kanchanathepsak T, et al. Limb occlusion pressure versus standard tourniquet inflation pressure in minor hand surgery: a randomized controlled trial. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 2023;18(1):539. doi:10.1186/s13018-023-04000-3.