潛水員氣體栓塞及其加壓治療

官振標(biāo)，董宇超，周燕燕，徐佳駿，俞旭華，劉文武

氣體進(jìn)入機(jī)體血管系統(tǒng)，則可能導(dǎo)致氣體栓塞（gas embolism）。根據(jù)進(jìn)入血管的不同，可以分為動(dòng)脈氣體栓塞（arterial gas embolism，AGE）和靜脈氣體栓塞（venous gas embolism，VGE）［1-2］。大部分的氣體栓塞為醫(yī)源性，經(jīng)皮肺活檢/腫瘤消融可能會(huì)導(dǎo)致AGE，靜脈注射造影劑時(shí)則可能會(huì)導(dǎo)致VGE。在潛水醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，AGE 和VGE 都是相對(duì)常見的疾病。潛水員出水速度過快、上升過程中屏氣或肺本身存在病變等情況時(shí)［2-4］，由于肺內(nèi)氣體膨脹不能順利排出，則會(huì)導(dǎo)致肺部損傷（肺氣壓傷）。肺血管撕裂后氣體進(jìn)入血管（主要是動(dòng)脈），導(dǎo)致AGE。如果潛水員上升過程中屏氣，即使上升1 m 也有可能導(dǎo)致肺氣壓傷和氣體栓塞［5］。對(duì)于有肺部疾病，如肺大皰和哮喘的潛水員，即使正常上升，也可能會(huì)發(fā)生AGE；水下或空氣中炸彈爆炸產(chǎn)生的沖擊波，也會(huì)導(dǎo)致類似于潛水肺氣壓傷的情況。此外，潛水員在水下工作一段時(shí)間后，按照一定的程序減壓上升，溶解在機(jī)體內(nèi)的氣體（主要是惰性氣體，如氮?dú)狻⒑猓?huì)原地“逸出”，可能會(huì)導(dǎo)致VGE。無癥狀的VGE 通常發(fā)生在潛水員出水之后，其他情況的環(huán)境氣壓下降也會(huì)發(fā)生VGE，例如乘坐軍用飛機(jī)、低壓艙暴露，或者商業(yè)航班飛行過程中艙壓意外下降。

2 氣體栓塞的致病機(jī)制

對(duì)于正常人體，靜脈內(nèi)注入少量氣體可耐受，因?yàn)榉蚊?xì)血管可過濾少量的氣泡，從而不會(huì)產(chǎn)生臨床癥狀。但是，大量氣泡進(jìn)入血管后會(huì)引起肺毛細(xì)血管內(nèi)皮損傷，導(dǎo)致肺水腫、咳嗽、呼吸困難等癥狀。如大量氣體進(jìn)入靜脈，如果超過了肺毛細(xì)血管過濾能力，氣泡則可能進(jìn)入動(dòng)脈循環(huán)，造成AGE，尤其是存在從右向左的分流或卵圓孔未閉時(shí)［6］。研究顯示，約27%的正常人群存在從右向左的分流或卵圓孔未閉［7］。針對(duì)潛水員警報(bào)網(wǎng)報(bào)告的441 例減壓性疾病分析顯示，僅3.9% 的患者診斷為AGE［8］。需要指出的是，動(dòng)脈內(nèi)即使注射少量空氣，也可能出現(xiàn)相應(yīng)的臨床癥狀。

有多種機(jī)制參與了氣體栓塞對(duì)機(jī)體的損傷。進(jìn)入血管的氣泡，一方面通過機(jī)械作用，導(dǎo)致組織損傷，如心臟內(nèi)“氣阻（vapor lock）”以及直接血管閉塞；另一方面氣泡通過氣/液界面活化一系列生化反應(yīng)，產(chǎn)生級(jí)聯(lián)效應(yīng)，導(dǎo)致組織損傷。靜脈內(nèi)的氣泡進(jìn)入到心臟，在心臟收縮的作用下產(chǎn)生泡沫狀血液，阻塞肺流出道，導(dǎo)致循環(huán)衰竭。并且氣泡刺激細(xì)胞，會(huì)導(dǎo)致組胺和血清素的釋放，引起肺血管收縮和毛細(xì)血管通透性增加，導(dǎo)致肺水腫［9］。某些腦AGE 患者，臨床表現(xiàn)開始有所改善，而數(shù)小時(shí)后出現(xiàn)延遲性惡化，這可能與水腫、氣泡再生（bubble regrowth）和繼發(fā)性血栓性閉塞有關(guān)［10］。此外，血管內(nèi)氣泡還會(huì)導(dǎo)致基底膜內(nèi)皮細(xì)胞剝離、中性粒細(xì)胞活化、活化凝血機(jī)制激活、瞬態(tài)受體電位類香草酸（transient receptor potential vanilloid，TRPV）離子通道開放及鈣進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)、線粒體功能障礙和細(xì)胞死亡［2］。

3 潛水員氣體栓塞的臨床表現(xiàn)與診斷

潛水員氣體栓塞除了有常見的氣體栓塞的臨床表現(xiàn)外，還存在原發(fā)疾病（潛水減壓病和/或潛水肺氣壓傷）的臨床表現(xiàn)；潛水減壓病的臨床表現(xiàn)包括皮膚瘙癢、皮疹、關(guān)節(jié)疼痛、運(yùn)動(dòng)和感覺障礙等；潛水肺氣壓傷的表現(xiàn)包括胸痛、咯血或口鼻流泡沫狀血、呼吸困難以及皮下氣腫、縱膈氣腫、氣胸等；AGE 的臨床表現(xiàn)包括意識(shí)下降、心悸、心律不齊、胸痛和神經(jīng)功能異常；VGE 可導(dǎo)致胸痛、呼吸困難、低血壓、呼吸急促、麻痹、肺水腫、肢體感覺喪失、癲癇、眩暈、惡心嘔吐、失明和瀕死感等，其特征性臨床表現(xiàn)是聽診有經(jīng)典的“磨輪樣雜音”（mill-wheel murmur），為氣體在心腔中攪動(dòng)而產(chǎn)生的心音，體格檢查也可發(fā)現(xiàn)肺水腫、右心壓力升高和低血壓的臨床表現(xiàn)，這些都是嚴(yán)重氣體栓塞的晚期臨床表現(xiàn)［6］。完整的病史和氣體栓塞的臨床表現(xiàn)對(duì)于準(zhǔn)確診斷氣體栓塞至關(guān)重要。

快速診斷和及時(shí)處置與氣體栓塞患者的預(yù)后密切相關(guān)。潛水員AGE 通常發(fā)生于出水后的幾分鐘內(nèi)。AGE 的診斷依據(jù)包括病史（快速上升、上升時(shí)屏氣）、有潛水肺氣壓傷和/或潛水減壓病的證據(jù)、超聲檢查發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)氣體的證據(jù)或從右向左的分流、直接觀察（例如：中央靜脈抽吸到氣體）或其他與氣體栓塞相關(guān)的情況。盡管影像學(xué)檢查有時(shí)會(huì)觀察到血管內(nèi)氣體，但即使存在嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)異常，腦部影像學(xué)檢查仍有可能正常。因此，一般認(rèn)為影像學(xué)檢查診斷敏感性較低，對(duì)氣栓的診斷幫助有限，而且其診斷的結(jié)果也不影響治療，血管內(nèi)未檢測(cè)到的氣體也不能排除診斷和治療的實(shí)施。需要指出的是，高度懷疑AGE 時(shí)，進(jìn)行腦影像學(xué)檢查通常會(huì)導(dǎo)致治療延遲。因此，進(jìn)行影像學(xué)檢查的唯一合理的原因是，排除類似AGE 的表現(xiàn)但需要治療的其他疾病，如顱內(nèi)出血［2］。而VGE 的診斷主要基于潛水與高氣壓暴露史、臨床表現(xiàn)和體格檢查結(jié)果，包括是否出現(xiàn)潛水減壓病等相關(guān)疾病的表現(xiàn)。

4 潛水員氣體栓塞的現(xiàn)場(chǎng)緊急救治

潛水員氣體栓塞的現(xiàn)場(chǎng)緊急救治主要為對(duì)癥治療，包括氣道管理、維持血壓和高流量吸氧等。低血壓會(huì)加重?fù)p傷，應(yīng)積極治療。吸氧不僅可以維持動(dòng)脈氧合，還可促進(jìn)氣泡吸收。由于一氧化二氮（nitrous oxide，N2O）可引起氣泡增長(zhǎng)，因此，當(dāng)疑似氣栓的患者需麻醉時(shí)，則不能使用N2O。胸外按壓可通過迫使氣體進(jìn)入肺的小血管來緩解肺流出道的阻塞，但是對(duì)于懷疑有潛水肺氣壓傷的潛水員，不宜采用常規(guī)手法進(jìn)行胸外按壓，建議采用Kalistov 人工呼吸法。

AGE 患者治療時(shí)，早期推薦頭朝下的體位，以最大程度地降低氣體上行導(dǎo)致的腦栓塞風(fēng)險(xiǎn)，而且某些病例報(bào)道也支持該體位作為AGE 的一種處理措施。早期也推薦側(cè)臥位作為VGE 的急救處理措施之一。但隨后的研究發(fā)現(xiàn)，這些體位對(duì)血管內(nèi)氣體在動(dòng)脈或靜脈分布影響甚微，同時(shí)，頭朝下的體位有可能導(dǎo)致腦水腫惡化。因此，目前不再建議將頭朝下的體位作為氣體栓塞的處理措施［11］。AGE急救時(shí)，推薦將患者放置為仰臥位，如果患者昏迷，可使患者處于恢復(fù)體位，即側(cè)臥位，最大程度地保護(hù)氣道和方便治療。

5 潛水員氣體栓塞的加壓治療

加壓治療是AGE 最有效的治療手段［12］。諸多研究已經(jīng)證實(shí)，與非加壓治療相比，AGE 患者加壓治療后預(yù)后效果更好［2］。無癥狀的VGE 無需加壓治療。對(duì)于有癥狀的VGE，雖然加壓治療不是一線治療，但如果擔(dān)心出現(xiàn)反常栓塞（氣體進(jìn)入動(dòng)脈），也可行加壓治療；對(duì)于繼發(fā)性肺水腫是唯一臨床表現(xiàn)的患者，加壓治療也能改善病情。

針對(duì)AGE 的加壓治療，早期建議立即加壓至6 個(gè)絕對(duì)大氣壓（absolute atmosphere，ATA）。但是，沒有確鑿的證據(jù)表明，壓力高于280 kPa（18 m）的加壓治療能改善氣體栓塞患者的預(yù)后。國(guó)外推薦使用美國(guó)海軍加壓治療表6 或類似的方案，初始加壓至280 kPa，呼吸100% 的氧氣，即高壓氧（hyperbaric oxygen，HBO）治療。美國(guó)水下與高氣壓醫(yī)學(xué)會(huì)的指南中，使用HBO 治療AGE 和有癥狀的VGE為AHA I 級(jí)推薦（證據(jù)級(jí)別C）。因此，該指南推薦HBO 治療作為任何原因引起的空氣栓塞的首選治療手段。HBO 治療氣體栓塞，不僅能降低死亡率，預(yù)防或減輕永久性神經(jīng)功能缺陷，而且符合成本-效益原則［2］。當(dāng)然，其他的治療方案也可以選擇，包括美國(guó)海軍的其他加壓治療表以及其他海軍和商業(yè)潛水作業(yè)的加壓治療方案。用于單人艙的短時(shí)間治療方案也已成功用于氣體栓塞的治療。在硬件設(shè)施和人員具備的情況下，也可以對(duì)已有的HBO治療方案進(jìn)行調(diào)整。如治療反應(yīng)尚未達(dá)到最佳，則可以選擇更大深度（壓力更高）的加壓治療，或延長(zhǎng)治療時(shí)間。潛水現(xiàn)場(chǎng)如果沒有多人艙，則可使用單人艙或便攜式加壓艙進(jìn)行加壓治療，同時(shí)也便于后送和轉(zhuǎn)運(yùn)。轉(zhuǎn)運(yùn)到陸地后，即使有單人艙，也不推薦單人艙進(jìn)行治療，而首選多人艙進(jìn)行加壓治療，便于在加壓治療過程中實(shí)施其他治療、病情監(jiān)測(cè)和緊急情況處理［13］。

通常來說，氣體栓塞發(fā)生后至加壓治療之間的間隔時(shí)間越短，預(yù)后越好。但即使氣體栓塞后未立即接受加壓治療，延遲加壓治療也有助于改善病情［14］。有研究顯示，即使間隔24 h 或更長(zhǎng)時(shí)間，加壓治療也可能有效［15］。加壓治療之前，推薦維持吸氧治療，可增加加壓治療的時(shí)間窗，有助于改善預(yù)后。此外，對(duì)于懷疑有AGE 的患者，即使沒有癥狀，也建議接受加壓治療，如HBO 治療，有助于抑制白細(xì)胞與受損內(nèi)皮的粘附，抑制繼發(fā)性炎癥和促進(jìn)血液回流。由于AGE 患者在明顯緩解后還有可能出現(xiàn)惡化，因此，對(duì)于那些已經(jīng)自發(fā)恢復(fù)的患者，也建議盡早接受加壓治療［16］，如已接受加壓治療，建議重復(fù)治療，直到臨床癥狀無進(jìn)一步改善。通常，加壓治療10 次后再次對(duì)患者進(jìn)行評(píng)估，以確定是否有必要繼續(xù)加壓治療。

由肺氣壓傷導(dǎo)致的AGE 患者，可能并存氣胸，艙內(nèi)減壓過程中氣胸可能進(jìn)展為張力性氣胸。因此，氣胸患者加壓治療之前應(yīng)考慮放置胸腔引流，單人艙進(jìn)行加壓治療的患者推薦放置引流，對(duì)于多人艙治療，應(yīng)仔細(xì)監(jiān)測(cè)氣胸的變化。如果同時(shí)存在縱隔積氣，一般無需特殊治療，加壓治療期間會(huì)緩解［17］。

氣體栓塞患者的其他輔助治療，如使用抗凝、利多卡因、非甾體類抗炎藥、激素和靜脈補(bǔ)液等，可參考其他的文獻(xiàn)，在此不再贅述［7,18］。

6 潛水員氣體栓塞加壓治療后的轉(zhuǎn)歸

目前，有關(guān)HBO 治療AGE 的療效，尚未有隨機(jī)對(duì)照研究進(jìn)行評(píng)估，而且大部分研究針對(duì)的是醫(yī)源性氣體栓塞患者。Dutka［19］對(duì)656 例AGE 病例進(jìn)行回顧性研究發(fā)現(xiàn)，接受HBO 治療的515 人中有78% 完全恢復(fù)，死亡率為5%，而未接受HBO 治療的141 人中僅56%完全恢復(fù)，死亡率為42%。Benson 等［20］研究顯示，接受加壓治療的19 例醫(yī)源性AGE 患者，第1 次治療后有5 例患者的所有體征和癥狀消失，11 例患者臨床表現(xiàn)改善，1 例患者臨床表現(xiàn)無變化。HBO 治療后2 個(gè)月內(nèi)，另有3 例患者完全緩解，6 例患者臨床表現(xiàn)進(jìn)一步改善。8 例患者完全恢復(fù)，6 例患者部分恢復(fù)，5 例患者死于AGE并發(fā)癥。Beevor 等［21］的一項(xiàng)單中心研究中，對(duì)45 例接受HBO 治療的AGE 患者進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示27 例患者的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀轉(zhuǎn)歸較好。與氣體栓塞治療后轉(zhuǎn)歸唯一相關(guān)的因素是發(fā)病后至HBO 治療的時(shí)間間隔。有研究報(bào)道，延遲數(shù)小時(shí)至數(shù)天后接受HBO 治療仍然有效。盡管氣體栓塞發(fā)生到HBO治療的時(shí)間間隔為28 h，仍有1 例患者完全恢復(fù)［20］。上述研究結(jié)果為醫(yī)源性AGE 加壓治療的療效提供了依據(jù)。然而大部分的潛水現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)離海岸，轉(zhuǎn)運(yùn)至接受加壓治療的時(shí)間間隔一般較長(zhǎng)，加之存在原發(fā)性疾?。撍疁p壓病/潛水肺氣壓傷），因此，療效可能較上述臨床病例差。一項(xiàng)病例報(bào)道顯示，1 例51 歲的潛水員在進(jìn)行30 m 深的潛水后數(shù)分鐘內(nèi)出現(xiàn)意識(shí)喪失，診斷為AGE，在HBO 治療前一直處于深度昏迷狀態(tài)，該患者接受了氣管插管，雖經(jīng)過治療，但血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定持續(xù)長(zhǎng)達(dá)6 d，治療1 年后，該患者能正常生活［22］。

7 潛水員氣體栓塞的預(yù)防

氣體栓塞的預(yù)防，主要需要針對(duì)導(dǎo)致氣體栓塞的原因。首先，潛水員需要熟練掌握潛水規(guī)程。減壓需要嚴(yán)格按照減壓方案進(jìn)行安全減壓，減壓過程中控制好減壓的速度和幅度，在未獲得潛水醫(yī)生允許的情況下嚴(yán)禁調(diào)整減壓方案。在潛艇脫險(xiǎn)或其他需要緊急上升的情況下，上升過程中需要保持氣道的通暢，嚴(yán)禁屏氣。其次，對(duì)于潛水員本身，需定期接受健康檢查，進(jìn)行適潛性評(píng)估，出現(xiàn)肺大皰、呼吸氣流受限、存在右向左分流或卵圓孔未閉的潛水員，嚴(yán)禁下水；發(fā)生過潛水相關(guān)疾病的潛水員，在未接受適潛性評(píng)估之前，嚴(yán)禁下水［23］。對(duì)于違反減壓規(guī)程，或者出水后癥狀輕微的患者，或者懷疑有氣體栓塞的患者，在明確診斷之前應(yīng)盡快接受加壓治療?；颊呓邮芗訅褐委熤翱沙掷m(xù)給予吸氧，也可一定程度預(yù)防氣體栓塞的發(fā)生。

8 總結(jié)

潛水減壓病和潛水肺氣壓傷是潛水員的常見病，兩者共同致病基礎(chǔ)是血管內(nèi)氣泡。雖然氣泡出現(xiàn)的部位不同，但最終都可能導(dǎo)致氣體栓塞。加壓治療（包括HBO 治療），是氣體栓塞的最有效治療手段。對(duì)于無癥狀的VGE，一般無需加壓治療，而對(duì)于AGE 和有癥狀的VGE，均推薦盡早接受加壓治療?；谝延械难芯拷Y(jié)果，目前推薦HBO 作為氣體栓塞的首選治療措施，HBO 治療方案可根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，如果療效欠佳，再加壓治療。但即使是再加壓治療，壓力一般不超過600 kPa（50 m）。不管初始采用HBO 治療還是更高壓力的加壓治療，都推薦在初始治療后繼續(xù)HBO 治療，直至臨床癥狀無明顯改善。