急性上呼吸道梗阻動物模型制備與評價

姚國泉， 那 琦， 刁玉剛， 鞏 順， 郭 晨， 楊建常， 金 海

北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院1.神經(jīng)外科；2.麻醉科，遼寧 沈陽 110016；3.解放軍第32683部隊，遼寧 沈陽 110000

環(huán)甲膜切開術是其他氣道管理措施均失敗后的最后選擇[1-3]。美軍在伊拉克與阿富汗戰(zhàn)爭中，上呼吸道梗阻為戰(zhàn)場第二大可預見性死因，約占其2001—2004年所有戰(zhàn)場死因的1.8%[4-5]。戰(zhàn)術戰(zhàn)傷救護委員會推薦環(huán)甲膜切開術作為一種挽救生命的急救措施。一項多中心前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，在戰(zhàn)場環(huán)境中，雖然環(huán)甲膜切開術占所有挽救生命急救措施的1.8%，但其失敗率高達18.0%[6]。本研究旨在建立上呼吸道梗阻動物模型，供環(huán)甲膜切開急救技術的提供實戰(zhàn)化訓練和考核使用?，F(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組 選取12頭4～6個月齡健康長白豬為研究對象，體質量80～90 kg，雌雄不限。實驗前運至實驗場地適應性馴養(yǎng)1周。將實驗豬隨機分為A組與B兩組，每組各6頭。分別采用口內置入充氣球囊(A組)與填塞棉球(B組)方法制備豬急性上呼吸道梗阻模型。12頭實驗豬建模后由12名受訓人員使用相同的器械行環(huán)甲膜切開術操作。分別于建模前(T0)、建模后(T1)、環(huán)甲膜切開后(T2)，記錄并比較兩組實驗豬生命體征和血氣指標。記錄兩組建模耗時、環(huán)甲膜切開術耗時和術中出血量。動物實驗得到北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院實驗動物倫理委員會批準認可。

1.2 研究方法

1.2.1 麻醉方法 術前禁食、禁水12 h。麻醉前備用搶救用具和藥品。經(jīng)豬耳后肌肉注射阿托品0.5 mg、安定10.0 mg、氯胺酮15.0 mg/kg基礎麻醉后，用24 G留置針在豬的下耳緣處建立靜脈通道并固定。使用0.9%氯化鈉250 ml、安定10.0 mg、氯胺酮500.0 mg復合持續(xù)靜脈滴注維持麻醉[7-8]。

1.2.2 造模方法 麻醉成功后，用肥皂水洗凈皮膚，豬仰臥位，四肢固定于手術臺固定架上并備皮。胸部貼電極片行心電監(jiān)護心率(heart rate，HR)、呼吸頻率(respiratory rate，RR)；舌尖處無創(chuàng)監(jiān)測血氧飽和度(oxygen saturation，SpO2)，采用頸動脈穿刺置管監(jiān)測平均動脈壓(mean arterial pressure，MAP)及抽取動脈血行血氣分析。采用多參數(shù)心電監(jiān)護儀持續(xù)監(jiān)測記錄兩組HR、RR、MAP、SpO2等指標。A組實驗豬填塞雙鼻孔后，口內置入充氣球囊，逐漸向球囊內充氣(圖1)。充氣過程中，觀測呼吸和SpO2變化，直到呼吸不暢，SpO2逐漸下降至90%。B組實驗豬填塞雙鼻孔后，口內逐漸填塞棉球(圖2)。填塞過程中，觀測呼吸與SpO2變化，直到呼吸不暢，出現(xiàn)SpO2逐漸下降至90%。環(huán)甲膜切開術操作過程參照伍金紅等[9]方法。術者左手拇指和中指固定環(huán)狀軟骨，食指觸摸環(huán)甲膜，右手握切開器手柄，水平方向在環(huán)狀軟骨上緣垂直刺入。然后刀片朝尾端旋轉90°，注意此時切口會有血滲出，換左手握住切開器手柄并內收，右手將潤滑的彈性導芯置入氣管5～8 cm，置入后退出圓刀。彈性導芯套上5～6號充分潤滑的氣管導管，旋轉置入，氣囊充氣，退出彈性導芯。注意事項：環(huán)甲膜切開選擇環(huán)甲膜下緣(圖3)，避免損傷環(huán)甲動脈、環(huán)甲肌、喉上神經(jīng)分支及環(huán)狀軟骨。氣管導管過粗或過軟均不易置入。

圖1 球囊阻塞 圖2 棉球阻塞 圖3 環(huán)甲膜切開后

1.2.3 模型評估 (1)生命體征：HR、RR、MAP、SpO2。(2)血氣分析：經(jīng)頸動脈采血后，經(jīng)血氣分析儀檢測pH值、動脈血二氧化碳分壓(partial pressure of carbon dioxide，PaCO2)、動脈血氧分壓(partial pressure of oxygen，PaO2)。(3)出血量計算：按照10 cm×10 cm的4層無紡紗布血液浸透的血量為10 ml的方法評估[10]。采用一種新的戰(zhàn)傷動物模型評價方法評價受試者對模型的應用效果。指標采用百分制評分，包括傷情真實感、模型標準化、造模難度、造模時間、造模工具、模型參數(shù)、動物麻醉與倫理、模型推廣性、考核要素和訓練效果共10個項目。每個項目滿分10分：好8～10分；及格5～7分；差1～4分。受訓人員在救治訓練后進行打分。

2 結果

2.1 兩組不同時間點生命體征比較 T0、T1、T2時，兩組HR、RR、MAP、SpO2比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。與T0時比較，兩組T1時的HR、RR、MAP均升高，SpO2均降低，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。與T1時比較，兩組T2時的HR、RR、MAP均降低，SpO2均升高，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1。

2.2 兩組不同時間點血氣指標比較 T0、T1、T2時，兩組pH值、PaCO2、PaO2比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。與T0時比較，兩組T1時的PaCO2均升高，PaO2均降低，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。與T1時比較，兩組T2時的PaCO2降低，PaO2均升高，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表2。

2.3 兩組建模耗時、環(huán)甲膜切開術耗時及術中出血量比較 B組建模耗時多于A組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。兩組環(huán)甲膜切開耗時與術中出血量比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 兩組建模耗時、環(huán)甲膜切開術耗時及術中出血量比較

2.4 兩組動物模型評價指標得分比較 兩組動物模型各項評價指標得分比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表4。

3 討論

對基層醫(yī)師和衛(wèi)生員進行戰(zhàn)傷急性上呼吸道梗阻救治培訓十分必要。建立緊急氣道的常用方法包括環(huán)甲膜穿刺術、環(huán)甲膜切開術、環(huán)甲膜穿刺反向引導氣管切開術和氣管切開術等。Cook等[11]研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)甲膜穿刺失敗率高達63%。陳猶白等[12]研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)甲膜切開術建立緊急氣道的時間最短為(86±12)s。有效的培訓可提高環(huán)甲膜切開成功率及縮短切開時間。美軍在環(huán)甲膜切開術培訓過程中發(fā)現(xiàn)如下問題：(1)有限的解剖學知識；(2)缺乏動手訓練(尤其是嚴峻環(huán)境中的訓練)；(3)不標準的操作流程；(4)較差的訓練模型；(5)有限的復習訓練[13-16]。有研究顯示，豬喉與人類的解剖結構相似，環(huán)甲膜、會厭、甲狀軟骨、環(huán)狀軟骨和氣管與人類喉部組織結構大小接近，而且環(huán)甲膜穿刺突破感與人體相似[1-3]。因此，采用切除豬喉多余組織，保留會厭、聲門、甲狀軟骨、環(huán)甲膜、環(huán)狀軟骨和氣管等組織建立練習環(huán)甲膜穿刺和切開的動物模型。

本研究結果顯示：與T0時比較，兩組T1時的HR、RR、MAP均升高，SpO2均降低，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；與T1時比較，兩組T2時的HR、RR、MAP均降低，SpO2均升高，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。這提示，兩組造模方法均有效。本研究結果顯示，B組建模耗時多于A組，兩組環(huán)甲膜切開耗時與術中出血量無明顯差異。這提示，兩組造模均為無創(chuàng)造模方法。本研究結果還顯示：兩組動物模型各項評價指標得分比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；模型標準化與考核要素評分均<9分。這提示，受訓人員對模型的標準化和考核要素方面應用效果較差。本研究存在一定不足之處：受樣本量限制，僅選取有培訓經(jīng)歷的軍醫(yī)參訓，如接受其他人員參與，可能會出現(xiàn)不同的研究結果[17-18]；本研究環(huán)境缺乏嚴峻的戰(zhàn)斗壓力和環(huán)境干擾，如噪音、時間壓力、帶有彩色戰(zhàn)術照明的燈光等，逼真的戰(zhàn)場環(huán)境可能會影響研究結果[19-20]。

綜上所述，本研究成功建立豬急性上呼吸道梗阻動物模型，該模型能夠基本滿足環(huán)甲膜切開術訓練和考核需求。