肺門火器傷伴大量出血的急症體外循環支持及呼吸模式選擇

　　第四軍醫大學學報2000年第21卷第5期

　　李宏　易定華　蔡建輝　陶登順　李同勳　楊劍　宿學家　陳濤

　　摘　要： 目的　探討急症體外循環(ECC)對肺門火器傷的支持作用及呼吸模式的選擇．方法　雜種犬18只，隨機均分為對照組、ECC+定容控制呼吸救治組和ECC+呼吸末正壓通氣(PEEP)救治組．麻醉後用小口徑步槍射擊犬右肺門區，對照組僅行傷口封閉，輸液及胸腔閉式引流．定容控制呼吸組和PEEP組還于傷後分別行定容控制呼吸，PEEP，兩組均于傷後15 min開始急症ECC．ECC支持1 h後行受傷肺葉切除術，傷後1.5 h停ECC，並于4.5 h後處死取標本．測量血流動力學指標，行血氣分析．檢測血漿中IL-8和心，肺，肝，腸組織中髓過氧化物酶(MPO)的活性及肺含水量．結果　對照組傷後PaO₂，平均動脈壓(MAP)均顯著降低，PaCO₂顯著升高，傷後2 min胸引血量達(280±86) mL．動物平均存活(15.0±9.6) min．治療的兩組ECC期間MAP維持于(8～12) kPa，血漿遊離血紅蛋白含量小于0.35 g?L^-1．術後3 h PEEP組與定容控制呼吸組相比PaO₂，MAP顯著升高；PaCO₂和心率(HR)顯著降低；血漿中IL-8和心，肺，肝，腸組織中MPO活性及肺指數均降低．結論　肺門火器傷犬早期即出現明顯的呼吸，循環衰竭．應用急症ECC和呼吸支持可以維持動物血流動力學指標，為進一步的搶救爭取了時間，並能改善肺髒氣體交換功能；與定容控制呼吸模式相比PEEP可以更好地保護肺髒功能，減輕肺部損害，減少繼發多髒器功能衰竭的可能(MOF)．

　　關鍵詞：肺髒損傷；火器；體外循環；機械通氣

　　0　引言

　　胸部火器傷可致肺門區損傷，引起的呼吸，循環功能不全往往使傷員迅速死亡．因此早期給予及時的呼吸，循環支持，對于提高胸部火器傷的救治水平，防止多髒器功能衰竭的發生具有十分重要的意義．有關胸部火器傷呼吸，循環支持的實驗研究較少^﹝1﹞，肺門火器傷伴大出血的實驗研究則未見報道．我們觀察了犬肺門火器傷後呼吸，循環系統的變化，探討了急症ECC和機械通氣對受傷犬的支持作用，並進一步將PEEP和定容控制呼吸兩種呼吸方式對動物的救治效果加以比較，尋求較為適宜的呼吸支持方式．

　　1　材料和方法

　　1.1　材料　健康雜種犬18只，雌雄不拘，體質量(16±3) kg，隨機分為A組：對照組; B組：ECC+定容控制呼吸救治組; C組：ECC+PEEP救治組;每組6只．

　　1.2　方法　戊巴比妥鈉(30 mg?kg^-1) iv麻醉，氣管插管自主呼吸空氣．右腋動、靜脈插測壓管，動物立位，5.56 mm小口徑步槍(子彈3.2 g，距離25 m，初速350 m?s^-1)射擊致傷，入口選右胸骨旁3 cm 4肋間水平，彈道向外偏15度．槍擊後立即行傷口封閉，輸液及右側胸腔閉式引流．B，C兩組分別予定容控制呼吸，控制呼吸加PEEP(0.8 kPa)呼吸模式．胸引血經過濾，添加肝素(30 mg?L^-1)後引入體外貯血池．手術顯露左股動脈及右頸動脈，iv肝素(8 mg?kg^-1)；自左股動脈向心方向置入動脈灌注管；經右頸靜脈向心方向置入靜脈引流管．採用POLYSTAN人工心肺機，滾壓式泵，膜肺．預充量100 mL?kg^-1，晶膠體各半，常溫ECC．流量60～100 mL?kg^-1．急症ECC于傷後15 min建立．ECC 1 h後，開胸行傷肺葉切除術，傷後1.5 h停機，魚精蛋白中和肝素．觀察3 h後放血處死．八道生理記錄儀連續監測致傷前後動脈壓，靜脈壓，HR．處死前自升主動脈採血1 mL，離心(2000 r?min^-1) 15 min後取血漿0.3 mL，採用酶聯免疫吸附(ELISA)間接夾心法檢測IL-8質量濃度(μg?L^-1)．處死後取肺組織標本，進行左肺組織含水量測定(80℃24 h)．每組取3～4只動物心，肺組織，石蠟切片，HE染色後光鏡下觀察．並取心，肺，肝，小腸組織行MPO活性的測定：切除受檢髒器組織100 mg加入50 mmol?L^-1磷酸鹽緩衝液2 mL (5 mg?L^-1 hTAB)中制成勻漿，超聲粉碎(10 s，3次)亞細胞成分，0～4℃ 40000 g離心15 min，取上清0.1 mL加2.9 mL反應液﹝包括：磷酸鄰聯茴香胺16.7 mg，PBS (50 mmol?L^-1) 10 mL，蒸餾水90 mL加入300 mL?L^-1 h₂O₂，使H₂O₂終體積分數為0.005 mL?L^-1﹞，混合．以分光光度計在460 nm下立即行2 min的時間掃描，以30 s到90 s的1 min內吸光度的變化代表酶活力的改變．

　　2　結果

　　2.1　血壓、心率和中心靜脈壓(CVP)的改變　A組犬傷後8 min MAP (kPa; 20.3±12.6→2.7±0.9, P＜0.01)，HR (min^-1; 193±136→22±27, p＜0.01)和CVP(kPa; 0.6±0.2→0.4±0.2, P＜0.05)均顯著降低，並于(15.0±9.6) min死亡．B，C組動物在轉流期間均維持動脈壓8～12 kPa，部分動物由于血平面下降予補充平衡鹽250～500 mL．C組于停機1 h(即傷後2.5 h)後，循環情況漸好轉並維持平穩；B組動物則表現持續的MAP下降，HR增快，B，C兩組的MAP，HR變化在停循環1 h後有顯著性差異(P＜0.05, Fig 1)．

圖1　犬肺門區火器傷後B，C組MAP，HR的變化

　　fig 1　Changes of MAP and HR after lung gunshot wounds of group B and C^aP＜0.05, ^bP＜0.01 vs B.

　　2.2　胸引量、循環中遊離Hb含量及胸引血成分的變化　A，B，C3組傷後2 h的胸引量分別為（280±86），（319±46），（323±53） mL，組間相比差異不顯著．ECC 1 h後B，C組血中遊離血紅蛋白(Hb)含量分別為(0.30±0.08，0.32±0.10) g?L^-1．A組傷後10 min胸引血與循環血和傷前循環血的成分比較，除PLT較傷前循環明顯減少(P＜0.01)外，胸引血與傷前循環血無顯著差異；胸引血RBC，Hb明顯高于同期循環血(P值分別＜0.01，0.05)，PLT則明顯降低(P＜0.01, tab 1)．

表1　胸腔引流血成分變化

　　tab 1　Changes of the blood drained from the thoracic cavity　　　(X±s)

　　^aP＜0.05, ^dP＜0.01 vs circulating blood 10 min after wound; ^bP＜0.01 vs blood before wound.2.3　血氧及二氧化碳分壓變化　A組動物傷後8 min PaO₂和PaCO₂分別為(7.4±3.1)， (6.2±1.8) kPa與傷前值﹝(14.8±2.8)，(4.8±1.3) kPa﹞相比均有顯著性差異(P＜0.01)．B，C兩組相比傷前，傷後15 min，傷後1 h (ECC中) PaO₂，PaCO₂均無顯著性差別，但處死前(傷後4.5 h) C組與B組相比PaO₂顯著升高(P＜0.01), PaCO₂顯著下降(P＜0.05, fig 2, 3)．

圖2　火器傷後PaO₂變化

　　fig 2　Changes of PaO₂ after wounding^bP＜0.01 vs B.

圖3　火器傷後PaCO₂的變化

　　fig 3　Changes of PaCO₂ after wounding^aP＜0.05 vs B.

　　2.4　肺髒含水量　A，B，C3組肺水質量分數分別為(73±4)%，(89±5)%，(81±6)%，A組明顯低于B，C組(P分別＜0.01，＜0.05),B組明顯高于C組(P＜0.05)．

　　2.5　髒器組織中髓過氧化酶(MPO)的活性　A組肝髒，肺髒中MPO活性較B，C組低(P＜0.05)，C組肺髒，肝髒，小腸中MPO含量較B組明顯降低(P＜0.05, fig 4)．

圖4　火器傷後各重要髒器組織中MPO的活性變化

　　fig 4　Changes of MPO activities in lung, liver and small intestine after wounding^aP＜0.05 vs A, ^cP＜0.05 vs B.

　　2.6　血漿中IL-8含量　A組及B，C組傷前血漿中的IL-8檢測不到，處死前B，C組血漿中IL-8含量分別為(0.63±0.04)，(0.23±0.03)μg?L^-1，B組明顯高于C組(P＜0.01)．

　　2.7　病理學改變　各組動物皮膚，胸廓及肺均可見明顯傷道．肺部傷道位于右肺中葉(和)或下葉肺門區，均伴有肺動靜脈較大分支斷裂，傷道長3～4 cm，直徑1～2 cm．右肺均可見大片挫傷，出血區,血腫和水腫，面積達40%～70%，B組動物右肺亦可見明顯散在斑片狀血腫或水腫．光鏡下雙側肺均可見肺泡腔內充有大量滲出的漿液和紅細胞，B組病變程度更重．

　　3　討論

　　胸部火器傷約佔戰爭時期全部傷員的12.0%．胸部創傷死亡者中約有60.1%死于現場，21.6%死于運送途中^﹝1﹞．因此，加強戰場和運送途中的早期救治，已成為對胸部火器傷救治中的重點課題．然而由于胸部火器傷殘廢率甚高，實驗研究資料甚少，妨礙了胸部火器傷研究的進展，本實驗中對照組動物均于傷後0.5 h內死亡，死亡的主要原因是失血性休克和呼吸功能不全．因此，加強胸部火器傷的戰地救治，是減少陣亡和轉運途中死亡，並為以後救治提供條件的關鍵所在．

　　我們研究發現肺門部火器傷後，由于大量出血，最高達100～200 mL?min^-1，傷後8 min，犬MAP，HR和CVP均顯著降低，于（15.0±9.6） min均死亡．普通的自體血回輸方法很難維持生命指征．早在1972年就有人試將急症體外循環用于創傷的急救，隨著表面塗有肝素的體外管道的誕生以及經皮穿刺ECC技術的應用，更有助于該項技術在創傷急救中的應用^﹝2﹞．本實驗中犬肺門部火器傷後，胸引血除Pt明顯減少外，與傷前血無明顯差別，適合于自體血回輸，應用急症ECC可以起到快速自體血回輸，在ECC1 h期間MAP可以維持在8～12 kPa，能保證全身各重要髒器的血供，非常有利于胸部嚴重火器傷的現場急救及後送．在進行相應的手術救治後，均能立即脫離ECC並保證了循環系統各項指標的基本穩定．

　　本研究中，肺門部火器傷後測定犬的PaO₂顯著降低，PaCO₂顯著升高，出現明顯的呼吸功能不全．在嚴重創傷後，血漿IL-8，TNF-α等細胞因子升高，促進了白細胞與內皮細胞間作用，導致中性粒細胞在全身各重要髒器中的積聚，並且可能誘發MOF．MPO為中性粒細胞所特有，測定組織中MPO的活性，可以反映出中性粒細胞的浸潤程度；IL-8比其他細胞因子升高更為明顯，有助于判斷傷員的預後^﹝3﹞．胸部火器傷導致的肺組織直接破壞，淤血實變及繼發性水腫等，引起肺髒氣體交換功能受損，影響其他各重要髒器的氧供及功能，更加速了全身的炎症反應，增加了MOF的可能性，影響了救治效果．因此在傷後早期正確應用機械通氣以維持肺髒功能是救治胸部火器傷的重要措施．本研究發現，犬肺門部火器傷後可引起血漿中IL-8升高，組織中MPO活性增加，提示了發生MOF的可能．而PEEP與容量控制呼吸模式相比，可以降低肺髒含水量，血漿中IL-8含量和組織中MOP活性；從而減少肺髒的繼發性損害，保護肺髒功能，防止多髒器功能衰竭的發生．推測其機理為PEEP可增加呼吸道內壓力，從而控制肺髒內出血，阻止肺出血對健康肺葉的逆灌作用，以及減少繼發性的肺水腫．

　　綜上所述，急症體外循環技術和機械通氣可有效地應用于肺門部火器傷的救治，尤其適于現場的後送，可以有效地爭取搶救時間，提高救治效果．而PEEP的效果要優于常用的容量控制呼吸模式，有利于提高該類患者的遠期療效，減少多發性器官衰竭的發生．

　　基金項目：全軍“九五”指令課題資助項目(96LO46)

　　作者簡介：李　宏(1968-)， 男(漢族)，吉林省通化市人． 博士生（導師易定華）.Tel．(029)3375311　Email. litongxun@263.net李宏（第四軍醫大學西京醫院心血管外科中心，陝西西安 710033)

　　易定華（第四軍醫大學西京醫院心血管外科中心，陝西 西安710033)

　　蔡建輝（第四軍醫大學西京醫院心血管外科中心，陝西 西安710033)

　　陶登順（第四軍醫大學西京醫院心血管外科中心，陝西 西安710033)

　　李同勳（第四軍醫大學西京醫院心血管外科中心，陝西 西安710033)

　　楊劍（第四軍醫大學西京醫院心血管外科中心，陝西 西安710033)

　　宿學家（第四軍醫大學西京醫院心血管外科中心，陝西 西安710033)

　　陳濤（第四軍醫大學西京醫院心血管外科中心，陝西 西安710033）

　　參考文獻：

　　﹝1﹞ 劉維永，劉蔭秋． 胸部火器傷實驗與臨床研究進展﹝J﹞．中國胸心血管外科臨床雜志， 1998；5(2):121-123．

　　﹝2﹞ Ullrich R, Kneifel W, Fuchs M et al． Portable cardiopulmonary support (ECPS) in the emergency room ﹝J﹞． Anaesthesia， 1998；53（Suppl2）:6-8．

　　﹝3﹞ 黎成金， 李　磊．創傷後趨化因子的表達及其意義﹝J﹞．國外醫學創傷與外科基本問題分冊， 1999;20(3):151-154．