便攜式連續(xù)性血液凈化機(jī)在模擬地震環(huán)境中對(duì)擠壓綜合征犬的治療效果及安全性

白 斌，樊毫軍，丁 輝，宋 潔，呂 琪，侯世科

便攜式連續(xù)性血液凈化機(jī)在模擬地震環(huán)境中對(duì)擠壓綜合征犬的治療效果及安全性

白 斌1,2，樊毫軍2，丁 輝2，宋 潔2，呂 琪2，侯世科2

目的探討便攜式連續(xù)性血液凈化機(jī)(portable continuous blood purification machine，PCBPM)在模擬地震環(huán)境中對(duì)擠壓傷犬進(jìn)行持續(xù)靜-靜脈血液濾過(guò)(continuous veno-venous hemofiltration,CVVH)治療的有效性及安全性。方法選擇健康成年犬8只，使用動(dòng)物擠壓模型設(shè)備建立犬?dāng)D壓綜合征(crush syndrome，CS)相關(guān)急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)模型，然后在地震模擬震動(dòng)平臺(tái)上用PCBPM對(duì)已致傷犬進(jìn)行治療。計(jì)算PCBPM置換液流量控制精度和脫水精度。監(jiān)測(cè)呼吸、心率、平均動(dòng)脈壓、肛溫、血肌酐、尿素氮、電解質(zhì)等指標(biāo)變化。結(jié)果(1)測(cè)得置換液流量控制精度平均2.60%；脫水精度平均0.27%，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)正常；(2)犬受到重物擠壓8 h后，出現(xiàn)CS相關(guān)AKI。經(jīng)治療各項(xiàng)主要生理生化指標(biāo)得到明顯改善(P<0.05)，8只犬全部存活。結(jié)論P(yáng)CBPM能在模擬地震環(huán)境中對(duì)CS相關(guān)AKI犬進(jìn)行CVVH治療，且安全、有效。

便攜式連續(xù)性血液凈化機(jī)；地震模擬環(huán)境；擠壓傷；擠壓綜合征；急性腎損傷

在地震發(fā)生時(shí)，嚴(yán)重創(chuàng)傷損毀重要臟器可導(dǎo)致傷者立即死亡，而遲發(fā)性死亡主要?dú)w因于擠壓傷引起的橫紋肌溶解，尤其是CS相關(guān)AKI。CS相關(guān)AKI主要是指四肢或軀干部位長(zhǎng)時(shí)間受到重物擠壓，受壓組織壞死和橫紋肌溶解，以肢體腫脹、肌紅蛋白尿、高鉀血癥、急性腎衰竭為特點(diǎn)的綜合征。如果不能在救援現(xiàn)場(chǎng)第一時(shí)間進(jìn)行有效干預(yù)治療，被解救傷者將面臨新的死亡危險(xiǎn)，CS是僅次于外傷直接死亡的第二大因素[1]。CS相關(guān)AKI的有效、及時(shí)救治是降低重癥地震傷員病死率的關(guān)鍵。CS相關(guān)AKI治療除了傳統(tǒng)的補(bǔ)液、堿化尿液、利尿等非手術(shù)治療外，早期進(jìn)行連續(xù)性血液凈化治療對(duì)防治CS相關(guān)AKI、降低病死率至關(guān)重要[2]。目前，臨床應(yīng)用的血液凈化機(jī)器體積大、在顛簸、震蕩等情況下平衡秤受到影響，血液凈化機(jī)會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，不適用于災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)救援所面對(duì)的復(fù)雜而不穩(wěn)定的環(huán)境，無(wú)法在隨時(shí)有余震發(fā)生的地震現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施救治。PCBPM體積小、機(jī)動(dòng)性好，但其抗震性能、機(jī)器性能、安全性能及治療效率還有待通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本研究擬對(duì)模擬地震擠壓傷犬進(jìn)行CVVH治療，以驗(yàn)證PCBPM的有效性和安全性。

1 材料與方法

1.1 材料 健康成年比格犬8只，雌雄各半，1～2歲齡，體重(10±2)kg(軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供)。飼養(yǎng)于武警后勤學(xué)院災(zāi)害應(yīng)急救援醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，給予光照時(shí)間為8:00～20:00，溫度維持在21～24 ℃，濕度為50%左右，安靜環(huán)境下飼養(yǎng)。

1.2 主要儀器設(shè)備

1.2.1 便攜式連續(xù)性血液凈化機(jī) 型號(hào)TL-219，尺寸高度477 mm；寬度450 mm；進(jìn)深290 mm。質(zhì)量：標(biāo)準(zhǔn)配置為20 kg(圖1)。漏血檢測(cè)靈敏度0.5‰，跨膜壓顯示精度±1.3 kPa，脫水精度±30 ml/h，補(bǔ)液精度±30 ml/h，溫度示值誤差±0.5 ℃，靜脈壓、動(dòng)脈壓、超濾壓監(jiān)測(cè)精度均為±1‰，血泵流量監(jiān)測(cè)精度±20%。PCBPM裝置由驅(qū)動(dòng)泵、管路、透析器和液體加溫裝置組成。為實(shí)現(xiàn)機(jī)器能在震動(dòng)環(huán)境中使用，采用了容積計(jì)量技術(shù)，通過(guò)對(duì)泵的排出液體通量進(jìn)行精確測(cè)量，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)超濾的精確控制。運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)理念，使機(jī)器內(nèi)沒(méi)有可以自由運(yùn)動(dòng)的測(cè)量部件，保證了流量測(cè)量不受震動(dòng)影響。機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中，可對(duì)動(dòng)脈壓、靜脈壓、漏血、氣泡、機(jī)器的溫度、泵速等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證動(dòng)物安全和機(jī)器安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2.2 地震模擬震動(dòng)平臺(tái) 該平臺(tái)由武警救援醫(yī)學(xué)研究所與北京維爾森科技發(fā)展有限公司共同研發(fā)，其技術(shù)參數(shù)如下：加速度0-2G，震動(dòng)頻率0-10 Hz，震動(dòng)位移50 mm，電機(jī)功率11 kW，平臺(tái)尺寸1.5 m×1.2 m，承載2000 kg。模擬地震平臺(tái)由地震平臺(tái)、控制柜、信號(hào)反饋系統(tǒng)、工業(yè)計(jì)算機(jī)，以及相應(yīng)軟件組成，可模擬8級(jí)以下地震。本次實(shí)驗(yàn)?zāi)M地震環(huán)境相當(dāng)于5級(jí)地震的余震，設(shè)置余震頻率2.0～2.5 Hz，振幅30 mm，震動(dòng)持續(xù)時(shí)間5 s/次，間隔時(shí)間10 min。

1.2.3 動(dòng)物擠壓傷模型 使用武警救援醫(yī)學(xué)研究所自主研發(fā)動(dòng)物擠壓傷模型裝置[3](專(zhuān)利號(hào) 201220049194.0)。

1.3 方法

1.3.1 擠壓傷動(dòng)物模型制備 犬禁食12 h后使用速眠新(0.1 ml/kg)肌內(nèi)注射麻醉，根據(jù)犬的意識(shí)狀態(tài)，追加1/3初始劑量維持麻醉狀態(tài)(該動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已通過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)的相關(guān)要求，為盡量減少動(dòng)物痛苦，在擠壓過(guò)程中持續(xù)麻醉以減少疼痛)。犬仰臥，四肢固定，左頸靜脈留置靜脈留置針以備取血液標(biāo)本。使用犬無(wú)創(chuàng)血壓計(jì)測(cè)量血壓。使用動(dòng)物擠壓傷模型裝置以50 kg壓力垂直擠壓左側(cè)下肢8 h，建立CS相關(guān)AKI的動(dòng)物模型。

1.3.2 擠壓傷犬血液凈化治療 將擠壓傷犬維持持續(xù)麻醉狀態(tài)。犬仰臥,四肢固定，犬右側(cè)下肢根部備皮，將注射器、導(dǎo)絲用肝素濕潤(rùn)；在腹股溝韌帶中點(diǎn)下方2 cm內(nèi)側(cè)1 cm處股靜脈穿刺，回抽出靜脈血后經(jīng)注射器放入導(dǎo)絲；拔出注射器，用擴(kuò)張器擴(kuò)張，然后順著導(dǎo)絲將單針雙腔管插入股靜脈，插入約15～20 cm后，拔出導(dǎo)絲，縫合、固定雙腔管。將PCBPM置于地震模擬震動(dòng)平臺(tái)上，設(shè)置余震頻率2.0～2.5 Hz，振幅30 mm，震動(dòng)持續(xù)時(shí)間5 s/次，間隔時(shí)間10 min。雙腔管連接透析管路，血流量維持在50～110 ml/min。置換液采用標(biāo)準(zhǔn)Port配方，生理鹽水3000 ml+10%氯化鈣10 ml+50%硫酸鎂1.6 ml+15%氯化鉀7 ml+5%碳酸氫鈉250 ml，前置換方式，每小時(shí)置換液1000 ml。低分子肝素鈣維持抗凝。連續(xù)治療12 h。

1.4 檢測(cè)指標(biāo) (1)測(cè)量單位時(shí)間(以1 h為準(zhǔn))內(nèi)實(shí)際置換液流量和脫水量，計(jì)算置換液流量控制精度[(實(shí)測(cè)值-機(jī)顯值)/機(jī)顯值]和脫水精度[(實(shí)測(cè)值-機(jī)顯值)/機(jī)顯值]。分別統(tǒng)計(jì)各個(gè)測(cè)量時(shí)間段的誤差率，最后計(jì)算平均誤差率，和國(guó)家行業(yè)制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，看其是否達(dá)標(biāo)。(2)監(jiān)測(cè)致傷前、致傷后(治療前)、治療后犬的呼吸、心率、平均動(dòng)脈壓、肛溫、血肌酐、尿素氮、電解質(zhì)等生理生化指標(biāo)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

2 結(jié) 果

2.1 PCBPM運(yùn)動(dòng)情況 CVVH治療前后機(jī)器設(shè)置的理論置換液、廢液量與實(shí)際測(cè)得的置換液廢液量比較，置換液流量控制精度為1.47%～5.68%，平均2.60%，達(dá)到并優(yōu)于國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的10%；脫水精度波動(dòng)為0～0.92%，平均0.27%，達(dá)到并優(yōu)于國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1%[4]。治療過(guò)程中，PCBPM運(yùn)轉(zhuǎn)正常，能正常報(bào)警，血泵及各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)均正常。

2.2 治療效果 犬受到重物擠壓8 h后，生命體征不穩(wěn)定，出現(xiàn)高鉀血癥、代謝性酸中毒，腎功能急劇下降，監(jiān)測(cè)心率、血壓、呼吸、血鉀、血肌酐、尿素氮、pH值與致傷前相比，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，表1)。經(jīng)CVVH治療后，8只犬治療后全部存活。各項(xiàng)指標(biāo)均得到明顯改善。其中1只犬治療過(guò)程中，靜脈穿刺部位有少量滲血，其余未見(jiàn)出血、過(guò)敏、抽搐等不良反應(yīng)。

2.3 治療前后生命體征變化情況 犬受到重物擠壓12 h后，體溫變化不明顯，呼吸頻率、心率、平均動(dòng)脈壓與致傷前相比存在差異(P<0.05)。經(jīng)CVVH治療后，生命體征逐漸趨于平穩(wěn)，與治療前相比，呼吸頻率、平均動(dòng)脈壓升高(P<0.05)，心率下降(P<0.05)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。

2.4 治療前后腎功能變化情況 犬受到重物擠壓以后，血肌酐、尿素氮急劇上升，達(dá)到了AKI的診斷標(biāo)準(zhǔn)(48 h內(nèi)血肌酐升高≥26.5 μmol/L)。經(jīng)CVVH治療后，肌酐、尿素氮濃度較治療前有明顯下降(P<0.01)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。

2.5 治療前后電解質(zhì)變化情況 犬受到重物擠壓后，血鈉、血氯與致傷前相比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。出現(xiàn)高鉀血癥(≥5.0 mmol/L)，經(jīng)CVVH治療后逐漸恢復(fù)正常，與治療前相比差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),治療后的血鉀濃度與致傷前有差異(P<0.05,表1)，可能與置換液的K+濃度有關(guān)。

2.6 治療前后酸堿平衡變化情況 致傷后，犬出現(xiàn)明顯的代謝性酸中毒，經(jīng)CVVH治療后明顯好轉(zhuǎn)，治療前、后比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,表1)。

注：與致傷后相比較，①P<0.05；與治療前相比較，②P<0.05

3 討 論

近年來(lái)，CVVH治療對(duì)CS相關(guān)AKI的臨床救治取得了顯著效果，連續(xù)性血液凈化技術(shù)在危重癥救治領(lǐng)域的應(yīng)用為其應(yīng)用于CS救治提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)[5-7]：(1)可大量清除CS患者體內(nèi)肌紅蛋白，避免出現(xiàn)進(jìn)一步的腎小管管型及腎小管毒性，早期進(jìn)行CVVH治療對(duì)預(yù)防CS相關(guān)AKI發(fā)生有一定作用;(2)CVVH治療有利于維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，具有快速有效糾正高鉀血癥、酸中毒、高磷低鈣血癥等作用，也可減少AKI發(fā)生，并促進(jìn)已發(fā)生的AKI順利恢復(fù);(3)CVVH治療可促進(jìn)容量平衡和心血管系統(tǒng)的穩(wěn)定，尤其適用于血液動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定的危重患者，并可以清除大量炎性反應(yīng)介質(zhì)及炎性細(xì)胞因子，促進(jìn)體內(nèi)免疫系統(tǒng)平衡，降低CS病死率。

目前，臨床應(yīng)用的血液凈化機(jī)器體積大、質(zhì)量大，平衡系統(tǒng)為重量控制平衡系統(tǒng)，極其靈敏、易損，在顛簸、震蕩等情況下平衡稱(chēng)受到影響，不適用于災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)救援所面對(duì)的惡劣環(huán)境。為此，筆者采用以下方法改進(jìn)了PCBPM：血泵流量和置換液泵采用電位器調(diào)速以泵的轉(zhuǎn)速來(lái)控制流量，進(jìn)出液泵組件和透析液流量控制系統(tǒng)主要采用齒輪驅(qū)動(dòng)泵和流量傳感器來(lái)控制液流量。通過(guò)對(duì)PCBPM的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能單元的劃分，綜合基于微處理器的先進(jìn)信號(hào)處理技術(shù)和控制技術(shù)，利用模塊化設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)連續(xù)性血液凈化機(jī)的功能化、自動(dòng)化和小型化，保障其在惡劣條件下的正常運(yùn)行。

本研究的主要目的在于驗(yàn)證PCBPM在模擬地震環(huán)境中是否能夠正常工作。為此，筆者利用地震平臺(tái)制造出與真實(shí)的震后環(huán)境相似的情況，將PCBPM置于其中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，來(lái)充分驗(yàn)證機(jī)器的安全性、穩(wěn)定性和有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，筆者成功地制出了犬的CS相關(guān)AKI的動(dòng)物模型，并在模擬地震環(huán)境中運(yùn)用PCBPM對(duì)其進(jìn)行了治療，血肌酐、尿素氮明顯下降，血鉀恢復(fù)至正常范圍，酸堿平衡紊亂得到糾正，8只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物全部存活。機(jī)器的置換液流量控制精度和脫水精度均符合國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。此次試驗(yàn)表明，改進(jìn)的PCBPM性能穩(wěn)定、安全可靠。

筆者選擇犬制造擠壓傷模型。由于目前沒(méi)有犬的AKI的診斷標(biāo)準(zhǔn)，筆者根據(jù)2012年全球腎臟病預(yù)后組織制定的AKI臨床實(shí)踐指南[8]中提出AKI的診斷標(biāo)準(zhǔn)：48 h內(nèi)血肌酐升高≥26.5 μmol/L(≥0.3 mg/dl)，或者7 d內(nèi)血肌酐較基礎(chǔ)值升高≥50%，持續(xù)時(shí)間≥6 h)，據(jù)此作為AKI的診斷標(biāo)準(zhǔn)。

災(zāi)害發(fā)生后，時(shí)間就是生命，能夠在災(zāi)后第一時(shí)間通過(guò)陸路、水路或空運(yùn)把移動(dòng)醫(yī)院的人員和裝備送至現(xiàn)場(chǎng)，搭建移動(dòng)醫(yī)院，救治傷病員，相當(dāng)于把醫(yī)院的手術(shù)室和危重病搶救單元前移到現(xiàn)場(chǎng)，可以極大降低病死率和傷殘率[9]。醫(yī)療救援裝備作為醫(yī)療救治的重要組成部分，為搶救重癥病員提供了必要支持[10]。PCBPM能夠?yàn)橹委煹卣瓞F(xiàn)場(chǎng)CS相關(guān)AKI傷員爭(zhēng)取寶貴時(shí)機(jī)，并降低傷員病死率并改善預(yù)后，具有重大社會(huì)意義。

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(2013-12-02收稿 2014-01-07修回)

(責(zé)任編輯 岳建華)

Efficacyandsafetytreatmentoncrushsyndromedogsbyusingportablecontinuousbloodpurificationmachineinsimulatedseismicenvironment

BAI Bin1,2, FAN Haojun2,DING Hui2,SONG Jie2，LV Qi2，and HOU Shike2.1.The Graduate shcool of Xinxiang Medical University，Xinxiang 453003 China；2. The Institute for Rescue Medicine of Affiliated Hospital of Chinese People’s Armed Police Forces,Tianjin 300162, China

ObjectiveTo study the efficacy and safety of continuous veno-venous hemofiltration(CVVH) therapy on the crush injury dog by using portable continuous blood purification machine(PCBPM) in the simulated seismic environment.MethodsEight healthy adult male dogs were crushed by animal extrusion equipment model and developed crush syndrome(CS) related acute kidney injury(AKI). The injured dogs were treated with PCBPM on the seismic simulation platform, the control of fluid replacement volume and dehydration accuracy of PCBPM were calculated, and breathing rate, heart rate, mean arterial pressure, anal temperature, serum creatinine, blood urea nitrogen, and electrolytes were measured.Results(1)The mean control of fluid replacement volume accuracy was 2.60%; the mean dehydration accuracy was 0.27%, the machine worked normally during the experiment. (2)Crushed by the weight 8 h, dogs developed crush syndrome and acute kidney injury,and after the treatment,the main physiological and biochemical indicators improved significantly (P<0.05), all dogs survived successfully.ConclusionsDogs suffering from CS related AKI can be cured safely and effectively by PCBPM in the simulated seismic environment.

portable continuous blood purification machine; simulated seismic environment; crush injury; crush syndrome; acute kidney injury

國(guó)家衛(wèi)生部衛(wèi)生行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目(201302003)；武警后勤學(xué)院附屬醫(yī)院種子基金項(xiàng)目(FYQ201454)

白 斌，碩士研究生，醫(yī)師，E-mail:baibin87020@163.com

1.453003,河南新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院研究生院；2.300162天津，武警后勤學(xué)院附屬醫(yī)院救援醫(yī)學(xué)研究所

侯世科，E-mail：houshike@126.com

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