體外腹主動脈末端阻斷動物犬模型的建立及意義

武 鋼，王贊智，張 弛，徐 俊，周望梅，鮑光欣，桑顯富

骨盆骨折是由于交通事故、高處墜落、壓砸等高能量所造成的嚴(yán)重?fù)p傷，傷后早期大出血導(dǎo)致的休克是最嚴(yán)重、最常見的并發(fā)癥之一。死亡患者大部分發(fā)生在急診急救過程當(dāng)中。死亡的主要原因是出血太多、特別是合并髂內(nèi)動脈主干及其主要分支的損傷出血，原發(fā)性創(chuàng)傷無法及時(shí)處理致休克無法糾正;在院前急救期應(yīng)用合理的止血技術(shù)和搶救措施是降低死亡率的關(guān)鍵［1］。近年我們救治此類創(chuàng)傷出血的理念是將止血手段拓展到院前階段:院前結(jié)合骨盆外固定，行體外腹主動脈末端臨時(shí)阻斷控制動脈性大出血，到院后行緊急血管內(nèi)介入動脈栓塞等連續(xù)的、可即時(shí)獲得的臨時(shí)性以及確定性止血措施［2］，也有行介入主動脈內(nèi)球囊阻塞應(yīng)急救治骨盆骨折大出血病人［3］，以減少出血量、降低大出血死亡率。為臨床安全有效地應(yīng)用止血裝置，設(shè)計(jì)本動物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停员闵钊胙芯繎?yīng)用該裝置行體外腹主動脈末端臨時(shí)阻斷后全身和阻斷平面以下機(jī)體發(fā)生的改變，并評估該措施的安全性和安全時(shí)限。

材料與方法

1 實(shí)驗(yàn)動物

實(shí)驗(yàn)動物由南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動物中心提供。普通級健康雜種犬5只，雌雄不拘，體質(zhì)量(14．01 士2．2)kg，實(shí)驗(yàn)前在該中心飼養(yǎng)。

2 手術(shù)及儀器

動物術(shù)前禁食12小時(shí)，動物制動后稱重，經(jīng)前肢淺靜脈輸液，注射戊巴比妥鈉(30mg/kg)麻醉，麻醉成功后氣管插管以維持呼吸道通暢，行股部剃毛，將動物固定于手術(shù)臺上。前肢動脈穿刺置管動態(tài)監(jiān)測橈動脈壓，前肢靜脈切開置管動態(tài)監(jiān)測中心靜脈壓。完成有關(guān)記錄裝置的準(zhǔn)備工作，等待動物狀態(tài)穩(wěn)定后，同步記錄動脈血壓、中心靜脈壓(CVP)、心率(HR)、呼吸頻率(RR)。監(jiān)護(hù)儀為惠普公司1186A型多功能生理監(jiān)護(hù)儀;表式血壓計(jì)(上海自動化儀器四廠)。

3 體外腹主動脈末端血流阻斷裝置

自制木質(zhì)體外腹主動脈血流阻斷裝置，為10cm寬木板制成的方形木框結(jié)構(gòu)，可將仰臥于手術(shù)臺上實(shí)驗(yàn)犬腹部置于木框中，木框頂板為在框內(nèi)可活動板，正中鉆一直徑3cm圓孔，取100ml一次性注射器乳頭端向上，針筒體穿過圓孔并吸入空氣。橡膠導(dǎo)尿管兩端分別連接注射器乳頭和表式血壓計(jì)并固定。注射器活塞尾端置于犬臍部腹主動脈搏動明顯處，注射器活塞尾端與腹部皮膚接觸處墊一直徑相同的橡皮塊以減輕對組織的機(jī)械損傷，由上向下垂直下壓木框之可活動頂板，將腹主動脈向腰椎體擠壓至雙側(cè)股動脈博動消失，此時(shí)為血管阻斷成功。木框兩側(cè)壁分布多排小孔，經(jīng)側(cè)壁小孔將頂板與木框的兩側(cè)壁固定，讀取表式血壓計(jì)壓力值(圖1)。

圖1 體外腹主動脈施壓示意圖

4 觀測指標(biāo)及方法

以雙側(cè)股動脈搏動消失為腹主動脈阻斷成功并記時(shí)，讀取表式血壓計(jì)壓力值為體外腹主動脈阻斷壓;分別于腹主動脈阻斷后0、5、15、30分鐘讀取多功能生理監(jiān)護(hù)儀測量之 HR、RR、動脈收縮壓(SBP)、舒張壓(DBP)、CVP等指標(biāo);以及腹主動脈開放后0、5、15、30、45分鐘讀取上述各指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束待犬完全清醒后拔氣管導(dǎo)管，送南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動物中心飼養(yǎng)，觀察犬行為學(xué)改變。

5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié) 果

1 體外腹主動脈末端血流阻斷壓

腹主動阻斷成功時(shí)，體外腹主動脈末端血流阻斷壓為(429．90 ±47．32)mmHg。

2 腹主動脈末端阻斷前后動脈血壓及CVP的變化

腹主動脈阻斷后 SBP、DBP、平均動脈壓(MAP)、CVP均有輕度升高;動脈開放后SBP、DBP、MAP則逐漸降至阻斷前水平并趨于平穩(wěn)，而CVP先略有降低，30分鐘后趨于平穩(wěn)。SBP在阻斷后15分鐘與阻斷前比較有顯著性差異;CVP在阻斷后即刻、5、15、30分鐘與阻斷前比較有顯著性差異。其余指標(biāo)與阻斷前比較無顯著性意義(見表1)。

3 腹主動脈末端阻斷對HR和RR的影響

腹主動脈阻斷后HR、RR均有輕度升高;動脈開放5～10分鐘后HR則逐漸恢復(fù)近于阻斷前狀態(tài)并趨于平穩(wěn)，動脈開放30分鐘后RR仍稍高于阻斷前水平。HR在阻斷后5、15、30分鐘與阻斷前比較有顯著性差異;RR在阻斷后15、30分鐘以及開放后即刻、5、15分鐘與阻斷前比較有顯著性差異;其余各時(shí)間點(diǎn)與阻斷前比較無顯著性意義(見表2)。

4 實(shí)驗(yàn)后觀察1周，飲食、行走活動、大小便無異常表現(xiàn)。

表1 體外腹主動脈末端阻斷前后上肢動脈血壓及CVP的變化(±s)

表1 體外腹主動脈末端阻斷前后上肢動脈血壓及CVP的變化(±s)

與阻斷前比較:*P ＜0．05，＊＊P ＜0．01

SBP(mmHg) DBP(mmHg) MAP(mmHg) CVP(cmH2O)阻斷前 150．15 ±14．22 108．93 ±8．17 121．51 ±10．18 8．63±2．04阻斷即刻 158．30 ±16．17 115．71 ±9．88 129．47 ±12．12 10．34 ±1．15＊＊阻斷5min 164．08 ±10．79 119．35 ±9．86 134．71 ±10．31 10．22 ±1．17＊＊阻斷15min 165．75 ±14．80* 118．40 ±5．58 133．90 ±8．81 10．21 ±2．02＊＊阻斷 30min 161．80 ±12．61 116．70 ±6．79 132．10 ±8．90 9．81 ±1．34*開放即刻 153．52 ±15．25 109．33 ±10．19 124．07 ±12．20 8．34 ±2．27開放 5min 148．71 ±10．68 107．75 ±7．44 121．87 ±8．06 7．80 ±1．60開放 15min 148．25 ±13．42 106．15 ±9．27 120．61 ±10．71 8．08 ±2．60開放 30min 150．71 ±11．72 108．38 ±9．81 122．37 ±10．17 8．54 ±1．78開放45min 150．83 ±14．75 108．45 ±10．52 122．54 ±11．87 8．48 ±1．61

表2 體外腹主動脈阻斷對HR和RR的影響(次/min)(±s)

表2 體外腹主動脈阻斷對HR和RR的影響(次/min)(±s)

與阻斷前比較:*P ＜0．05，＊＊P ＜0．01

HR RR阻斷前138．85 ±12．26 22．20 ±2．85阻斷即刻 143．20 ±7．67 23．45 ±2．27阻斷后5min 153．85 ±7．07＊＊ 24．40 ±2．10阻斷后15min 158．70 ±10．35＊＊ 25．20 ±2．61*阻斷后30min 153．10 ±11．12* 25．07 ±2．95*開放即刻 141．54 ±10．69 25．21 ±1．74*開放 5min 137．02 ±9．77 25．80 ±2．71*開放 15min 134．00 ±9．12 27．07 ±2．87*開放 30min 135．20 ±8．46 25．25 ±3．27*開放45min 134．06 ±8．13 24．52 ±2．43

討 論

1 體外腹主動脈末斷阻斷的安全時(shí)限

體外腹主動脈末端暫時(shí)阻斷時(shí)限，我們參考下肢止血帶技術(shù)單次阻斷時(shí)限45分鐘?？紤]到犬與人類的缺血耐受時(shí)間會有一定的差異，本方法建立是一種體外阻斷腹主動脈設(shè)想的嘗試，故本模型動脈阻斷時(shí)間控制在30分鐘。但體外腹主動脈末端暫時(shí)阻斷的最長安全時(shí)限是否和肢體止血帶時(shí)間一致，是否能在同一部位重復(fù)阻斷以及阻斷裝置的壓力控制等還有待進(jìn)一步研究和探討。我們選擇體外壓迫止血技術(shù)30分鐘的限制時(shí)間還考慮到院前接診、骨盆外固定時(shí)間、到院后血管內(nèi)介入止血準(zhǔn)備時(shí)間一般可在此時(shí)間內(nèi)完成。強(qiáng)調(diào)傷員在黃金1小時(shí)內(nèi)得到基礎(chǔ)生命支持和局部止血措施［2］。骨盆創(chuàng)傷致動脈血管損傷往往在傷后的早期是出血最迅猛的時(shí)間，很快進(jìn)入失血性休克狀態(tài)。院前體外臨時(shí)阻斷腹主動脈、配合有效外固定，到院后即緊急行介入動脈栓塞可達(dá)到減少出血量、降低失血性休克程度、減少輸血量、降低由于失血直接導(dǎo)致死亡的風(fēng)險(xiǎn)之目的，為確定性止血后大量液體復(fù)蘇打好基礎(chǔ)。人類在行腹、盆部手術(shù)需腹主動脈阻斷時(shí)一次性阻斷安全時(shí)限［4］:高位(T12水平，腹腔干動脈上)、中位(L2水平，腎動脈上)與低位(L4水平，髂總動脈上)均不能輕易超越25～30分鐘。文獻(xiàn)綜合國內(nèi)外資料［5］:無論是球囊導(dǎo)管腹主動脈阻斷還是低位腹主動脈阻斷，一般認(rèn)為40～60分鐘是比較安全的時(shí)限。

2 體外腹主動脈末斷阻斷對血流動力學(xué)的影響

腹主動脈末端體外壓迫血流阻斷壓為:(429．90 ±47．32)mmHg，因體外施壓阻斷血流除了達(dá)到動脈血壓之外，還需要克服腹壁各層組織及動脈壁的阻力，故阻斷壓明顯高于動脈血壓;本組正常犬實(shí)驗(yàn)顯示:阻斷后各監(jiān)測指標(biāo)均有輕度升高;動脈開放后SBP、DBP、MAP、HR則逐漸降至阻斷前水平并趨于平穩(wěn);動脈開放后CVP先略有降低，30分鐘后恢復(fù)至阻斷前水平并趨于平穩(wěn);動脈開放30分鐘后RR仍稍高于阻斷前水平。上述改變是由于體外腹主動脈末斷阻斷在較大范圍內(nèi)改變了血液的流向和體內(nèi)分布。阻斷遠(yuǎn)端血流量銳減，近端血流驟增，左心室后負(fù)荷必然加大。腹主動脈阻斷解除后阻斷部位以下半體淤滯的血液進(jìn)入體循環(huán)，下腔靜脈回流增加，加大了心臟的前負(fù)荷，降低了心臟的后負(fù)荷，同時(shí)代謝產(chǎn)物被帶入有效體循環(huán)中等因素，造成 HR、RR、SBP、DBP、MAP、CVP 在一定程度波動的機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)。本研究顯示體外腹主動脈末端阻斷前后上述各指標(biāo)盡管有一定波動，但總體基本平穩(wěn)，因此，可應(yīng)用犬成功建立體外腹主動脈末端阻斷動物模型，以便進(jìn)一步探討體外腹主動脈末端臨時(shí)阻斷控制動脈性大出血的止血效果和病理生理變化。

3 體外腹主動脈阻斷的部位及體表定位

腹主動脈阻斷方法能直接阻斷骨盆及其以遠(yuǎn)部位血供來源，能迅速降低骨盆、盆腔內(nèi)及以遠(yuǎn)部位血流灌注壓，達(dá)到迅速減少出血的目的，此阻斷是暫時(shí)阻斷，待血管內(nèi)介入動脈栓塞、或外固定架固定實(shí)施即可開放腹主動脈。我們在人體標(biāo)本上對體外腹主動脈末端阻斷行體表定位解剖研究顯示［6］，在體表以臍為中心，臍與腹主動脈遠(yuǎn)段及L4、L5椎體相對應(yīng)，可在腹主動脈分杈以上3cm范圍內(nèi)將腹主動脈擠壓到腰椎體以阻斷主動脈血流。本組犬模型體表定位，在臍以上2cm范圍內(nèi)腹主動脈博動最明顯，以此處為中心向脊柱方向施壓。

4 體外腹主動脈末斷阻斷模型制作特點(diǎn)及注意事項(xiàng)

腹主動脈末端阻斷體外定位在緊急情況下操作要準(zhǔn)確把握好定位，在模型制作時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng):(1)使用體外動脈阻斷實(shí)驗(yàn)裝置，在實(shí)驗(yàn)過程中具有安置、解除方便、阻斷完全和對阻斷力量能限制的特點(diǎn)。阻斷裝置應(yīng)用時(shí)應(yīng)參考體外阻斷壓的結(jié)果，一般情況下，該阻斷壓是完全阻斷血流通過最小阻斷壓力。加壓阻斷血管時(shí)應(yīng)漸加壓、放松阻斷時(shí)應(yīng)逐漸放松，這樣可減小血壓、心率、呼吸頻率的變化幅度;(2)操作過程中需動作輕柔、準(zhǔn)確，防止阻斷過快或施壓用力過猛可能對腸管造成的損傷;(3)施壓部位應(yīng)在腹主動脈分杈近端2～3cm，此段分支少，不會干擾腹部重要臟器及脊髓供血;如在該部位以上阻斷易影響腸系膜下動脈，在該部位以下阻斷則僅能阻斷部分髂動、靜脈，血流阻斷不充分，達(dá)不到應(yīng)急止血的目的;而施壓部位偏向中線右側(cè)則可能部分阻斷下腔靜脈［6］;(4)單次阻斷腹主動脈時(shí)間原則上不超過30分鐘，絕對不要超過60分鐘，因?yàn)樽钄噍^長時(shí)間，則該部位以下體內(nèi)代謝產(chǎn)物會成倍增加，體內(nèi)代謝產(chǎn)物會成倍增加，解除動脈阻斷后代謝產(chǎn)物迅速回流入體循環(huán)，會對心、肺、腦、腎等重要器官產(chǎn)生較大影響，不利于模型動物的恢復(fù)。另外，較長時(shí)間的阻斷還有增加遠(yuǎn)端肢體壞死、再灌注損傷和阻斷器材下血管損傷的危險(xiǎn);(5)輸液、給藥通路應(yīng)建立在上肢，禁忌在下肢使用，以免下肢回流不暢致肢體腫脹或液體滲出;(6)補(bǔ)液應(yīng)考慮到半體循環(huán)時(shí)有效循環(huán)血量較少的特殊情況，勿大量快速滴注，以免增加心肺負(fù)擔(dān);原則上在動脈出血未得到確定性止血治療前應(yīng)采用限制性液體復(fù)蘇理念;(7)動物麻醉不宜過深，因體外施壓阻斷腹主動脈不同于開腹手術(shù)操作，對動物造成的痛苦程度不劇烈，可保留自主呼吸，并且對血壓的影響也會較小。

［1］武鋼，桑顯富，鮑光欣．骨盆骨折大出血危重傷的早期診斷與救治［J］．實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志，2004，20(9):1041 －1042．

［2］桑顯富，鮑光欣，武鋼，等．緊急血管內(nèi)栓塞救治骨盆骨折大出血［J］．中華急診醫(yī)學(xué)雜志，2003，12(8):535－536．

［3］ Martinelli T，Thony F，Decléty P，et al．Intra-aortic balloonocclusionto salvage patients with life-threatening hemorrhagic shocks from pelvic fractures［J］．J Trauma，2010，68(4):942－948．

［4］曲度，曲強(qiáng)，張弦，等．腹主動脈阻斷術(shù)臨床原理及其上中下段安全時(shí)限探討－兼述缺血再灌注損傷機(jī)制與對策及“二叉樹耐受法則”［J］．海南醫(yī)學(xué)，2009，20(1):1－13．

［5］崔現(xiàn)平，路小勇．腹主動脈阻斷技術(shù)在骶骨腫瘤切除術(shù)中控制出血的應(yīng)用［J］．中國矯形外科雜志，2007，15(17):1331－1333．

［6］武鋼，桑顯富，鮑光欣，等．體外腹主動脈末端施壓控制骨盆骨折大出血的應(yīng)用解剖［J］．中國臨床解剖學(xué)雜志，2010，28(1):20 －22．