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不同通氣方式對胸部火器傷致肺損傷犬救治作用的比較
第四軍醫大學學報2000年第21卷第6期
孫喜慶 李兵倉 蔡建輝 李曙光 郭建軍 張良潮 劉維永 王大田 陳志強
摘 要:目的 比較間歇正壓通氣(IPPV)和高頻噴射通氣(HFJV)對胸部火器傷致肺損傷犬的早期救治作用.方法 雜種犬19只，隨機分為對照組(6只) 、IPPV組(8只)和HFJV組(5只)3組. 麻醉後利用0.4 g鋼珠彈射擊犬右側胸部.對照組犬僅進行封閉傷口、輸液及胸腔閉式引流等. IPPV組和HFJV犬除進行上述操作外，分別于致傷後20 min行IPPV和HFJV. 測量血液動力學等指標，並做血氣分析.結果 致傷即刻，對照組犬平均動脈壓( )和峰值氣道壓（ppi）較致傷前顯著升高（P＜0.05）;致傷後20 min, pao2,pH,SaO2,(及心率(fh)等均顯著降低（P＜0.01），paco2及ppi顯著升高（P＜0.01）;致傷後40 min及60 min,上述變化呈漸進性加劇，動物平均存活時間為（38±25）min. iPPV組和HFJV組犬在致傷即刻及20 min,上述指標變化與對照組相似; 應用IPPV或HFJV後，pao2,SaO2,(,fh及ppi較對照組均顯著升高（P＜0.01），paco2顯著降低（P＜0.01）,動物存活時間明顯延長. IPPV和HFJV組動物平均存活時間分別為(469±328) min和(366±210) min.結論 嚴重胸部火器傷致肺損傷犬早期即可出現明顯的呼吸功能不全.應用IPPV或HFJV均可改善胸部火器傷致肺損傷犬的氣體交換，顯著延長存活時間.兩種通氣方式的作用效果大致相同.
關鍵詞：胸部損傷；創傷，槍彈；間歇正壓通氣；高頻噴射通氣；犬
0 引言
胸部火器傷常並發肺損傷,引起嚴重呼吸功能不全， 是致死和致殘的重要原因之一.在胸部火器傷致肺損傷早期給予及時的呼吸支持，對于防止缺氧並發症的出現、提高救治水平具有十分重要的意義.為研究胸部火器傷的早期救治措施，我們曾建立了犬胸部火器傷模型，發現嚴重胸部火器傷致肺損傷犬早期即可出現明顯的呼吸功能不全，應用高頻噴射通氣（HFJV）可明顯改善氣體交換，延長存活時間﹝1﹞.為進一步尋求胸部火器傷後最適宜的呼吸支持方式，我們比較了間歇正壓通氣(IPPV)和HFJV兩種不同通氣方式對胸部火器傷致肺損傷犬的救治作用.
1 材料和方法
1.1 動物準備 健康雜種犬19只，雌雄不拘，體質量（11.3±1.9）kg.隨機分為3組：對照組(6只)、間歇正壓通氣組(8只)和高頻噴射通氣組（5只）.戊巴比妥鈉(30 mg?kg-1)iv麻醉.行氣管插管術，從右側股動脈插入動脈導管，以記錄動脈血壓和採集動脈血標本.從右側股靜脈插入靜脈導管，以備注入藥物和滴注生理鹽水.
利用RM-6200四道生理記錄儀記錄平均動脈血壓()、心率(fh)、呼吸頻率(fr)和氣道壓. 血氣分析使用NOVA血氣分析儀(美國).
1.2 致傷條件 犬取左側臥位, 利用滑膛槍發射0.4 g鋼質球形預制破片，射距6 m,設定速度為(750±35) m?s-1，射擊犬右側胸下1/3部位,致傷時採用多路測速系統檢測投射物的撞擊和剩餘速度，以計算其在組織中的能量釋放量.
1.3 步驟 動物準備結束後穩定20 min,測得各生理變量、動脈血氣等對照值後，射擊犬右側胸部.對照組犬僅進行封閉傷口、輸液(血)、胸腔閉式引流等.間歇正壓通氣組犬除進行上述操作外，于致傷後20 min行IPPV，通氣頻率16次?min-1,吸/呼為1︰2, 潮氣量300 mL.高頻噴射通氣組犬除進行上述操作外，于致傷後20 min行HFJV，通氣頻率100次?min-1,吸/呼為1︰2, 以氧氣為氣源，驅動壓為9.0 kPa?kg-1.于致傷後不同時間測量血液動力學及氣道壓等指標,並抽取動脈血做血氣分析. 動物死亡後立即開胸探查,並于右肺下葉取約1 cm×1 cm×1 cm的肺組織置于40 g?L-1多聚甲醛液中固定，經常規脫水、石蠟包埋、切片、HE染色，光鏡下觀察.
統計學處理: 數據以X±s表示.用方差分析和t檢驗測驗差異的顯著性.
2 結果
2.1 血壓和心率的改變 致傷即刻，對照組犬較致傷前顯著升高（P＜0.05），fh無明顯變化，致傷後20 min, ,fh均顯著降低（P＜0.01），致傷後40 min及60 min, ,fh呈漸進性降低. iPPV組和HFJV組犬在致傷即刻及20 min,上述指標變化與對照組相似. 應用IPPV或HFJV後，,fh較對照組均顯著升高（P＜0.01）；隨著時間的延長，,fh呈漸進性降低.兩組之間無顯著差異(Tab 1).
表 1 胸部火器傷犬平均動脈血壓()和心率(fh)的改變
tab 1 Changes of mean arterial pressure() and heart rate(fh) in dogs with thoracic gunshot wounds （X±s）
| |
/kPa |
fh/min-1 |
| Time |
|
|
| |
Control(n=6) |
IPPV(n=8) |
HFJV(n=5) |
Control(n=6) |
IPPV(n=8) |
HFJV(n=5) |
| Pre trauma |
16.7±2.3 |
16.7±2.7 |
16.9±3.4 |
190±35 |
187±21 |
186±16 |
| Post 0 min |
18.9±3.8a |
19.2±3.5a |
19.1±3.7a |
186±34 |
182±29 |
184±14 |
| 20 min |
8.4±2.0b |
12.7±4.0a |
12.2±4.7a |
126±36b |
146±30b |
141±20b |
| 40 min |
6.7±1.9b |
11.7±2.7bc |
10.9±3.3bc |
109±14b |
143±25bc |
148±19bc |
| 1 h |
6.0±2.8b |
11.3±1.8bc |
10.9±1.9bc |
78±22b |
129±22bc |
137±17bc |
| 2 h |
|
10.3±3.3b |
9.3±4.0b |
|
117±23b |
132±11b |
| 3 h |
|
8.8±4.4b |
8.7±0.9b |
|
106±26b |
126±23b |
| 4 h |
|
8.4±4.4b |
8.3±2.1b |
|
100±28b |
114±27b |
aP＜0.05, bP＜0.01 vs pretrauma; cP＜0.01 vs control.2.2 呼吸頻率和氣道壓的改變 致傷即刻，對照組犬呼吸暫停，氣道壓峰值(ppi)較致傷前顯著升高（P＜0.01），約5 s之後呼吸逐漸加深加快, 致傷後20 min，fr及ppi均顯著升高(P＜0.01)，致傷後40及60 min, fr已恢復至致傷前水平, 而ppi則呈漸進性升高. iPPV組和HFJV組犬在致傷即刻及20 min,上述指標變化與對照組相似. 應用IPPV後，fr控制在16?min-1, ppi較對照組顯著升高（P＜0.01）；隨著時間的延長,ppi呈漸進性升高.應用HFJV後，fr控制在100?min-1, ppi較對照組亦顯著升高（P＜0.01）；隨著時間的延長，ppi呈漸進性升高. hFJV組犬ppi較IPPV組犬顯著降低(P＜0.01,Fig1).
圖 1 胸部火器傷犬氣道壓峰值(ppi)的改變
fig 1 Changes of peak inspiratory pressure(ppi) in dogs with thoracic gunshot wounds( ±s, kPa)
aP＜0.05, bP＜0.01 vs pretrauma; cP＜0.01 vs control; dP＜0.01 vs IPPV. IPPV:interval postive pressure ventilation;HEJV:high frequency jet ventilation.
2.3 動脈血氣的改變 致傷後20 min, 對照組犬pao2,pH,SaO2,血紅蛋白含量﹝ρ(Hb)﹞及紅細胞體積分數（Φrbc）較致傷前均顯著降低（P＜0.01），paco2顯著升高（P＜0.01）；致傷後40 min及60 min, 上述變化呈漸進性加劇. IPPV組和HFJV組犬在致傷後20 min, 上述指標變化與對照組相似. 應用IPPV 或HFJV後，pao2,SaO2較對照組均顯著升高（P＜0.01），paco2顯著降低（P＜0.01）, pH有升高趨勢, 但未達到顯著水平，ρ(Hb)及Φrbc則無明顯改變.兩組之間無顯著差異（Fig 2，Tab 2).
圖 2 胸部火器傷犬pao2,paco2及SaO2的改變
fig 2 Changes of pao2，paco2 and saO2 in dogs with thoracic gunshot wounds（X±s）. iPPV,HEJV:The same as Fig 1
表 2 胸部火器傷犬血紅蛋白含量﹝ρ(Hb)﹞及紅細胞體積分數(Φrbc)的改變
tab 2 Changes of pH, hemoglobin content﹝ρ(Hb)﹞ and hematocrit(Φrbc) in dogs with thoracic gunshot wounds （X±s）
| |
ρ(Hb)/(g?L-1) |
φrbc/% |
| Time |
|
|
| |
Control(n=6) |
IPPV(n=8) |
HFJV(n=5) |
Control(n=6) |
IPPV(n=8) |
HFJV(n=5) |
| Pre trauma |
13.9±0.7 |
12.4±2.9 |
14.4±0.8 |
42±3 |
40±8 |
44±4 |
| Post 20 min |
10.0±0.8b |
10.8±2.7a |
10.3±0.8b |
30±1b |
33±8a |
32±3b |
| 1 h |
8.0±0.9b |
8.8±1.9b |
9.2±1.8b |
28±2b |
26±6b |
31±4b |
| 2 h |
|
9.3±2.6b |
10.0±0.8b |
|
29±6b |
29±3b |
| 3 h |
|
9.7±2.0b |
9.0±1.3b |
|
29±6b |
27±4b |
| 4 h |
|
9.5±2.1b |
10.0±2.1b |
|
30±5b |
30±8b |
aP＜0.05, bP＜0.01 vs pretrauma.2.4 動物存活時間 對照組犬平均存活時間為(38±25) min，其中存活時間不超過1 h的4只，1～2 h的2只. IPPV組犬平均存活時間為(469±328) min，較對照組明顯延長，其中存活時間不超過1 h的1只，2～4 h的1只，4～8 h的3只，8～15 h的3只. HFJV組犬平均存活時間為（366±210）min，較對照組明顯延長，其中存活時間2～4 h的2只，4～8 h的2只，8～12 h的1只.
2.5 病理改變 兩組動物皮膚、胸廓及肺均可見明顯傷道，多數動物肋間動、靜脈斷裂.肺部傷道位于右肺中葉下部或下葉上部，長4～6 cm, 直徑1～2 cm，內有凝血塊.右肺均可見大片挫傷、出血區和血腫或水腫，面積達30％～90％，部分動物左肺亦可見散在斑片狀出血區或水腫，面積為5％～30％. iPPV組少數動物右肺大部水腫、實變，個別動物左肺亦嚴重水腫、實變. hFJV組個別動物雙側肺可見部分肺不張.光鏡下可見肺泡腔內充有大量滲出的漿液和紅細胞，HFJV組個別動物可還見部分肺泡萎陷.
3 討論
加強胸部火器傷傷員現場和運送途中的早期救治已成為火器傷研究的重點課題﹝2﹞.然而，由于胸部火器傷死亡率甚高,有關實驗研究資料甚少.我們建立的致死性胸部火器傷（彈片傷）犬模型，傷情變化一致，重復性好.研究發現，致傷後20 min，犬pao2，pH和SaO2顯著降低，paco2顯著升高，且隨著時間的延長而加劇，提示胸部火器傷致肺損傷犬早期即可出現明顯的呼吸功能不全﹝1﹞.本研究表明，動物死亡的主要原因是失血性休克和呼吸功能不全.個別動物在致傷後5～10 min即死亡，主要原因為大出血.經屍檢證實，出血的主要部位是肋間動脈，每分鐘出血量可高達60～90 mL.因此，加強胸部火器傷的現場或戰地救治，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.
胸部火器傷的早期救治，如止血、輸液、自體血回輸、胸腔閉式引流及氣管插管等，已有較多的臨床病例報道，認為這些措施操作簡便，安全有效﹝3-5﹞.並有作者主張早期實施肺切除術以控制出血，提高存活率﹝6﹞.鑑于胸部火器傷致肺損傷犬早期即出現明顯的呼吸功能不全，給予及時的呼吸支持也是延長存活時間的關鍵所在.而有關胸部火器傷呼吸支持方式的實驗研究尚未見報道.我們曾探討了HFJV在胸部火器傷致肺損傷犬早期救治中的作用，發現應用HFJV可明顯改善動物的氣體交換，顯著延長動物存活時間.本研究進一步比較了IPPV 和HFJV兩種不同通氣方式對胸部火器傷致肺損傷犬的救治效果，結果表明，在致傷後20 min應用IPPV或 HFJV均可糾正動物的高碳酸血症，部分改善動物氧合狀態，顯著延長動物存活時間.兩種通氣方式的作用效果大致相同. 提示應用IPPV和 HFJV在胸部火器傷致肺損傷犬早期救治中具有重要意義.
IPPV與HFJV是兩種機制迥異的機械通氣方式. IPPV在通氣過程中容積和(或)壓力波動的幅度較大，而過大的容積和(或)壓力波動可加重肺水腫，減少週期性波動對肺有一定保護作用﹝7﹞. hFJV作為一種新型通氣方式，具有高通氣頻率（60～200次/min）、小潮氣量(少于死腔量)、氣道開放、低氣道壓、對循環功能幹擾小、不影響自主呼吸等特點，已廣泛應用于麻醉、復蘇、危重病急救和呼吸治療中﹝8,9﹞.我們研究發現，早期應用IPPV 和HFJV後均未能完全糾正胸部火器傷致肺損傷犬的低氧血症，且未能使動物長期存活，其主要原因可能為嚴重的低血容量休克和肺損傷（肺水腫）.屍檢發現，IPPV組動物存活時間較長者，多數出現雙側肺水腫.胸部火器傷後肺水腫的形成可能與高速投射物的直接損傷、瞬時空腔效應、血管內液壓效應及介質釋放等因素有關.此外，應用IPPV時氣道壓峰值較高，而較高的氣道壓也可能使肺水腫進一步加重.鑑于HFJV設備簡單，使用方便，且氣道保持開放，氣道壓低，其在戰傷急救和傷病員空運後送時可能發揮獨特的作用，有待進一步探討.
總之，本研究結果表明，嚴重胸部火器傷致肺損傷犬早期即可出現明顯的呼吸功能不全.應用間歇正壓通氣和高頻噴射通氣均可糾正胸部火器傷致肺損傷犬的高碳酸血症，部分改善氧合狀態，延長動物存活時間.
致 謝 劉蔭秋教授在實驗中給予悉心指導，謹致謝意.
基金項目：全軍“九五”指令課題(96L046)
作者簡介：孫喜慶(1965-)，男(漢族)，河北省正定縣人.博士，副教授，主任，碩士生導師.
孫喜慶（第四軍醫大學 航空航天醫學系航空航天生物動力學教研室)
李兵倉（第三軍醫大學大坪醫院野戰外科研究所六室)
蔡建輝（西京醫院胸心外科, 陝西 西安 710033)
李曙光（第三軍醫大學大坪醫院野戰外科研究所六室)
郭建軍（西京醫院胸心外科, 陝西 西安 710033)
張良潮（第三軍醫大學大坪醫院野戰外科研究所六室)
劉維永（西京醫院胸心外科, 陝西 西安 710033)
王大田（第三軍醫大學大坪醫院野戰外科研究所六室)
陳志強（第三軍醫大學大坪醫院野戰外科研究所六室）
參考文獻:
﹝1﹞ 孫喜慶，李兵倉，蔡建輝et al.高頻噴射通氣對胸部火器傷致肺損傷犬的救治作用﹝J﹞.第四軍醫大學學報，1999；20（1）：37-40.
﹝2﹞ 劉維永. 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.
﹝3﹞ Cicala RS,Kudsk KA,Butts A et al. Initial evaluation and management of upper airway injuries in trauma patients﹝J﹞. J Clin Anesth,1991;3(2):91-98.
﹝4﹞ Tulupov AN,Sorbavi ShM,Chepcheruk GS et al. Aspects of blood aggregation in thoracic gunshot wounds with lung injury﹝J﹞. Vestn Khir Im I I grek,1990;144(1):66-67.
﹝5﹞ 王正國,朱佩芳. 第31屆國際軍事醫學會議戰傷論文綜述﹝J﹞.中華創傷雜志,1997;13(1):55-56.
﹝6﹞ Tominaga GT,Waxman K,Scannell G et al. Emergency thoracotomy with lung resection following trauma﹝J﹞. Am Surg,1993;59(12):834-837.
﹝7﹞ 吳興裕, 韓厲萍, 孫喜慶et al. 潮氣漲落幅度對家兔RDS肺的影響﹝J﹞. 第四軍醫大學學報,1992; 13(3): 198-201.
﹝8﹞ 曹 勇，劉漢清，劉立生 et al. 高頻通氣﹝M﹞. 南昌:江西科學技術出版社,1989:83-334.
﹝9﹞ 孫喜慶,吳興裕,曹 勇 et al.高頻噴射通氣排除二氧化碳效能的機制﹝J﹞.第四軍醫大學學報,1995; 16(4): 319-320.
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