高原環(huán)境腹部爆炸傷后暫時性胃腸保護(hù)的動物實驗研究

韓小博,郭 飛,許 琴,楊欣悅,敖 其,劉江偉,張 雷

中國人民解放軍新疆軍區(qū)總醫(yī)院新疆特殊環(huán)境醫(yī)學(xué)重點實驗室,烏魯木齊 830000

高原環(huán)境下腹部戰(zhàn)創(chuàng)傷后空腔臟器膨出較平原更嚴(yán)重,內(nèi)容物造成腹腔污染更重、腹膜炎比例更高。尤其醫(yī)療條件有限,下送至低海拔地區(qū)所需時間長,如診斷和治療延誤,可能導(dǎo)致嚴(yán)重并發(fā)癥甚至死亡。因此,高原環(huán)境下對腹部空腔臟器損傷早期快速診斷、及早行損害控制性手術(shù)是改善預(yù)后的關(guān)鍵。

一項戰(zhàn)場數(shù)據(jù)研究顯示24.3%的傷員可以通過干預(yù)存活,大多數(shù)死亡原因為大出血(90.9%),這其中67.3%為軀干損傷[1]。實戰(zhàn)中與胸部和腦部受損相比,腹部具有較低的致死率和更高的可救治性。腹部戰(zhàn)創(chuàng)傷由于缺少防護(hù)裝具在戰(zhàn)創(chuàng)傷中凸顯,據(jù)美軍統(tǒng)計腹部創(chuàng)傷約占10%,其中空腔臟器損傷約占腹部創(chuàng)傷的30%[2]。陳俊峰等[3]調(diào)查結(jié)果顯示在爆炸組中小腸和大腸損傷最常見,胃損傷則在刺傷組中最常見。小腸損傷的程度及類型很大程度上決定了是否立即手術(shù)探查,對于這部分“潛在存活傷員”應(yīng)積極給予損害控制性手術(shù)。

由于高原環(huán)境低壓、低氧、干燥、寒冷、紫外線強(qiáng)等特點,一旦受傷強(qiáng)調(diào)盡可能快速后送,而這需要便捷的交通和強(qiáng)大的后勤支持,尤其發(fā)生批量戰(zhàn)創(chuàng)傷傷員,一線救治難度增大。如早期行確定性手術(shù)必然會加重患者的繼發(fā)性損傷,而直接下送可能風(fēng)險更大,為后續(xù)治療爭取時間而行早期損害控制尤為重要。損害控制性剖腹術(shù)提出已經(jīng)30多年,如何有效控制原發(fā)損傷、最大限度地在高原降低手術(shù)帶來的繼發(fā)性損傷是創(chuàng)傷救治的重點。因此,提升高原條件下腹部戰(zhàn)創(chuàng)傷的早期救治水平,最大限度地降低傷死率具有重要意義。國內(nèi)外尚未見高原環(huán)境下腹部爆炸傷大動物模型及相關(guān)早期救治的文獻(xiàn)報道,本研究將暫時性胃、腸管保護(hù)應(yīng)用于高原腹部爆炸傷早期的救治中,觀察其效果。

材料與方法

1 實驗動物

健康青海自繁殖雄性山羊36只,體質(zhì)量30～35kg,平均32.7kg,均標(biāo)準(zhǔn)飼養(yǎng)。本實驗通過筆者醫(yī)院實驗動物倫理委員會批準(zhǔn)(xjjqzyy0311456)。

2 儀器與設(shè)備

凝血分析儀(希森美康,CS-5100),8+血氣分析儀(雅培公司生產(chǎn)),生化分析儀(羅氏,Cobas701),血細(xì)胞分析儀(希森美康,XE-5000),動物爆炸致傷裝置,按照山羊體型特制除腹部外防護(hù)鋼板(厚度1.5cm)。

3 場地選擇和動物造模

高原4 600m開放場地作為爆炸場地,爆炸源放置于中心點位,爆炸源離地2m,采用定向爆炸方式。山羊固定在長方體鐵架內(nèi)呈站立姿勢,無需麻醉。腹部致傷裝置,采用1.5cm厚度鋼板,該裝置充分暴露腹部,根據(jù)實驗要求能夠保護(hù)除腹部以外其他部位,保護(hù)好非致傷部位(實驗動物圍繞爆點展開,彈片只損傷朝向爆點面位置)。防護(hù)裝置在爆炸沖擊下不變形、無位移。不同實驗距離圍繞爆炸核心以圓周展開,每只羊距中心點直線距離即為實驗設(shè)定距離,根據(jù)預(yù)實驗設(shè)定實驗動物羊距離爆炸源16m,該距離可以穩(wěn)定形成腹部空腔臟器戰(zhàn)創(chuàng)傷模型(圖1)。

圖1 高原爆炸現(xiàn)場模式圖和腹部爆炸傷致傷裝置。a.實驗動物圍繞爆點展開;b.爆炸只損傷朝向爆點面位置

4 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

本實驗重點關(guān)注空腔臟器損傷情況。傷情分類上排除標(biāo)準(zhǔn):(1)右季肋區(qū)、左季肋區(qū)可能導(dǎo)致胸腹聯(lián)合傷、肝脾破裂、腎臟破裂等實質(zhì)臟器損傷的腹部彈片傷;(2)即刻死亡或現(xiàn)場失血性休克,如圖2a右上腹部肝破裂;右季肋區(qū)胸腹聯(lián)合傷(圖2b):肝破裂和膈肌破裂;季肋區(qū)彈片傷導(dǎo)致的腎破裂(圖2c)。納入標(biāo)準(zhǔn):造模成功可見多個腹壁破片孔洞及出血,腹壁損傷嚴(yán)重時腸膨出如圖2d空腔臟器模型腸膨出;術(shù)中所見腸破裂(2e);術(shù)中所見的胃破裂(圖2f)。按照排除標(biāo)準(zhǔn)與納入標(biāo)準(zhǔn)選擇入組動物,36只實驗動物,按本實驗排除標(biāo)準(zhǔn)排除12只。

5 損害控制性手術(shù)

爆炸傷后,兩組均進(jìn)行火線救治:臟器外露給予溫?zé)釢駶櫦啿几采w,骨髓針建立靜脈通道,包扎、止血,10min后送至第一救護(hù)所,先給予氣管插管,維持呼吸道通暢,保護(hù)氣道;同時給予靜脈補(bǔ)液維持平均動脈壓100mmHg。在局麻下實驗組給予損害控制性手術(shù):直視下出血給予結(jié)扎或電凝止血,胃腸道破口給予暫時縫合封閉,受損腸系膜結(jié)扎,徹底沖洗腹腔并放置負(fù)壓吸引。對照組開腹、結(jié)扎或電凝止血、沖洗,只放置負(fù)壓吸引,兩組均暫時性關(guān)腹[4],6h后下送至2 000m海拔高度的救護(hù)所,兩組均接受確定性手術(shù)治療,徹底清洗腹腔、止血、胃腸吻合及造瘺、放置負(fù)壓引流。

6 觀察指標(biāo)

監(jiān)護(hù)并記錄全過程生命體征變化。致傷后立即給予火線緊急救治處理,防止實驗動物因窒息、失血和誤吸而死亡。觀察實驗動物的反應(yīng)、局部與全身傷情變化。傷前、傷后、術(shù)后6h均采集靜脈血和動脈血。指標(biāo)采集:血常規(guī)、膿毒癥組合(降鈣素原、IL-6)、血氣分析、肝功能(膽紅素)、腎功能(肌酐)、凝血功能,結(jié)合指標(biāo)計算氧合指數(shù)、休克指數(shù)。

7 統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

1 高原腹部空腔臟器戰(zhàn)創(chuàng)傷模型傷情特點

高原腹部爆炸傷導(dǎo)致的傷情:胃破裂、腸撕裂傷、腸破裂或斷裂、腸系膜及血管損傷、胃腸多處傷、多發(fā)傷和復(fù)合傷等。所有實驗動物術(shù)中統(tǒng)計空腔臟器損傷情況,實驗組 4～7處11只,8處以上1只;對照組3處以下1只,4～7處10只,8處以上1只。兩組傷情采用新?lián)p傷嚴(yán)重程度評分(new injury severity score,NISS)評估傷情,實驗組中位數(shù)27(22,29),對照組為23(20,29)。

2 觀察指標(biāo)分析

該模型可穩(wěn)定地模擬高原環(huán)境下腹部空腔臟器戰(zhàn)創(chuàng)傷,本實驗36只動物羊中5只現(xiàn)場死亡,4只為胸腹聯(lián)合傷,3只為肝脾破裂,成模型24只。實驗組和對照組傷后均未即刻死亡,對照組1只在術(shù)后即刻死亡,2只在下送途中死亡,其余在24h觀察期內(nèi)全部死亡,6h內(nèi)存活率41.6%(5/12);實驗組術(shù)后24h觀察期全部存活,6h內(nèi)存活率100%。

高原腹部爆炸傷對照組呼吸頻率(35.44±3.39)明顯快于實驗組(23.14±2.71),血氣提示對照組較實驗組加重,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(表1),P均<0.05。實驗組白細(xì)胞、降鈣素原、白介素-6指標(biāo)低于對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(表2,P<0.05)。創(chuàng)傷后兩組維持相似的平均動脈壓(P=0.065),實驗組與對照組血清肌酐差異無統(tǒng)計學(xué)意義,而休克指數(shù)提示對照組明顯高于實驗組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(表3,P<0.05)。氧合指數(shù)、肝功能(膽紅素)、凝血功能實驗組優(yōu)于對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(表3,P<0.05)。

表1 兩組傷后6h血氣分析比較

表2 兩組傷后6h感染指標(biāo)比較

表3 兩組器官損傷功能水平比較

討 論

1 建立實驗動物羊腹部爆炸傷模型的探討

腹部創(chuàng)傷是戰(zhàn)場環(huán)境下的常見傷情,而在高原低壓低氧、干冷等環(huán)境下發(fā)生的腹部傷情變得更加復(fù)雜且救治難度增大[4]。如果沒有早期處理決策的深入考量和妥善安排,可能因腹腔內(nèi)大出血、腹腔感染、臟器功能衰竭而死亡[5]。早期救治以提高生存率和改善預(yù)后為目的,損害控制性手術(shù)是中心環(huán)節(jié)[6]。許鑫鑫等[1]認(rèn)為在脫離火線環(huán)境且條件允許的情況下,可試行診斷性腹腔鏡探查術(shù)、磁控球囊腔鏡探查術(shù)等方式,但并沒有大動物模型在戰(zhàn)創(chuàng)傷早期救治的數(shù)據(jù)。周小林等[2]建立了平原豬腹部爆炸傷損害控制手術(shù)模型,尚未見高原環(huán)境下腹部爆炸傷大動物模型。建立穩(wěn)定的高原腹部戰(zhàn)創(chuàng)傷模型,可以訓(xùn)練和研究救治流程,為高原戰(zhàn)傷早期救治提供一定的數(shù)據(jù)支撐。高原環(huán)境低氣壓,彈片殺傷力成倍增加和組織損傷嚴(yán)重,致使傷情更加復(fù)雜、救治難度明顯增大[3]。預(yù)實驗中發(fā)現(xiàn)本研究當(dāng)量下距離爆炸核心分別12m、16m、20m,只有16m點位可以穩(wěn)定形成空腔臟器爆炸模型,12m點位過近導(dǎo)致胸腹聯(lián)合傷和實質(zhì)臟器損傷占比大,20m點位過遠(yuǎn)導(dǎo)致部分動物無傷情或輕傷情,復(fù)制難度大。鑒于平原與高原戰(zhàn)創(chuàng)傷特點差異,建立高原環(huán)境羊腹部爆炸傷模型,將有利于高原環(huán)境下腹部戰(zhàn)創(chuàng)傷救治方案的制定。本實驗?zāi)Ｐ途哂幸韵聝?yōu)點:(1)實驗動物羊的各項生命體征接近人類,使用羊更加貼近人類生理指標(biāo),預(yù)測價值高;(2)實驗采取高原實地實驗,均為4 600m高原實驗場地,模擬急進(jìn)高原后的動物爆炸損傷,更加貼近實戰(zhàn);(3)特制防護(hù)裝備防護(hù)排除了偏倚因素,可復(fù)制性高。

2 高原環(huán)境下腹部空腔臟器爆炸傷特點

爆炸傷的致傷因素主要有高速彈片、沖擊波和化學(xué)燒傷等,爆炸傷的損傷程度與爆炸距離呈指數(shù)關(guān)系,與火炮和炸彈的裝藥量呈正比關(guān)系。高原由于低氣壓,腹部損傷后膨出較平原明顯加重,腹腔內(nèi)臟器在干冷環(huán)境下迅速壞死。實驗中利用鋼板和沙袋防護(hù),可以有效保護(hù)胸部、四肢和顱腦,由于高速投射物的生物力學(xué)機(jī)制復(fù)雜,有少部分實驗動物彈片損傷部位為腹部,彈道進(jìn)入右側(cè)腹部后穿透膈肌致胸腹聯(lián)合損傷,如季肋區(qū)可能損傷肝臟、腎臟、脾臟以及胸腹聯(lián)合損傷,一旦合并多處損傷病死率陡然上升。實驗中高原腹部爆炸傷后呼吸頻率加快,呼吸性堿中毒加重,呼吸系統(tǒng)的影響可使損傷的腸內(nèi)容物快速、大量的進(jìn)入腹腔。尤其在腹部開放性損傷時,腸管膨出多且壓力高,往往導(dǎo)致腸管缺血壞死和腹腔嚴(yán)重的污染。本實驗重點關(guān)注腹部開放性損傷,彈片進(jìn)口處較小,而在腹腔內(nèi)形成的彈道損傷非常嚴(yán)重。大網(wǎng)膜、小腸可隨腹壁缺損大量膨出形成絞窄,如不及時剖腹探查,對照組可見腸管缺血壞死和嚴(yán)重的感染。在實驗中發(fā)現(xiàn)高原寒冷干燥環(huán)境可以使膨出的腸管快速的風(fēng)干碎裂,對于膨出腸管的保溫和保濕同樣需要引起重視。在高原火線急救中,采用新型實用的腸外露保護(hù)裝置是減少感染、提高腸管存活概率的有效手段,如美軍使用的主動加熱裝置(如低溫預(yù)防管理處置包、Ready-Heat 熱毯、Bair Hugger通風(fēng)系統(tǒng))[4]。

3 高原環(huán)境下的損害控制性手術(shù)救治策略

高原地區(qū)救治體系化建設(shè)比較薄弱。建設(shè)符合實際需要的創(chuàng)傷救治體系有利于提高區(qū)域創(chuàng)傷救治能力,使醫(yī)療資源布局更加合理化、創(chuàng)傷救治更加規(guī)范化[5]。創(chuàng)傷體系化決定了損害控制手術(shù)在哪一級實施或者什么時機(jī)實施,是否采用損害控制策略需要綜合考慮。戰(zhàn)場環(huán)境下,腹部爆炸傷可行快速體格檢查、超聲評估、診斷性腹腔穿刺術(shù)、診斷性腹腔灌洗術(shù)等,為損害控制性快速手術(shù)提供指導(dǎo)意見。對于開放性腹部爆炸傷,可發(fā)現(xiàn)腹部開放性創(chuàng)傷伴腸脫出、腹膜炎等較為明顯的體征,而往往閉合性腹部戰(zhàn)創(chuàng)傷延遲診斷凸顯,有研究顯示腸損傷診斷延遲5h則病死率將增加[1]。據(jù)戰(zhàn)傷統(tǒng)計[6],傷后6h內(nèi)傷員因大量失血死于陣地者約占傷亡總數(shù)的50%,而20%～30%的傷員如果早期得到有效救治可挽救生命。在戰(zhàn)時可將損害控制策略增加到50%,決策延誤可能導(dǎo)致救治失敗或預(yù)后變差。國外指南[7]提示:(1)對于腹部嚴(yán)重創(chuàng)傷和大量腹膜積液,初次復(fù)蘇后血流動力學(xué)仍不穩(wěn)定需立即進(jìn)行剖腹手術(shù);(2)對腹部鈍性或穿透性創(chuàng)傷后血流動力學(xué)不穩(wěn)定,需采用損傷快速手術(shù)策略以降低病死率;(3)對于血流動力學(xué)穩(wěn)定的鈍性腹部創(chuàng)傷患者,可考慮采用腹腔鏡進(jìn)行診斷和(或)治療,以降低發(fā)病率。本研究中部分死亡動物尸檢中發(fā)現(xiàn)檢傷分類輕型死亡原因均為延遲手術(shù),提示腹腔戰(zhàn)創(chuàng)傷在高原救治中需警惕發(fā)展為重癥。美軍在歷次戰(zhàn)爭中總結(jié)并于1983年由美國Volpin等[8]提出損害控制性手術(shù)理念,在實戰(zhàn)中證明損害控制性救治明顯降低戰(zhàn)斗減員。黎介壽[9]提出腹部過度手術(shù)可能導(dǎo)致反復(fù)多次手術(shù),初步將腹部損害性控制手術(shù)引入臨床應(yīng)用。此后,很多文獻(xiàn)報道損害控制性手術(shù)應(yīng)用于腹部急診手術(shù)、腹腔復(fù)雜手術(shù)、野戰(zhàn)外科手術(shù)[10]。近些年為了更好解決嚴(yán)重創(chuàng)傷救治中關(guān)切難題,張連陽和譚嘉鑫[11]提出為救治嚴(yán)重創(chuàng)傷、腹腔感染等患者實施漸進(jìn)性關(guān)腹術(shù)。由于高原缺乏CT、MRI等專業(yè)影像檢查設(shè)備,野戰(zhàn)條件下可根據(jù)創(chuàng)傷超聲重點評估[12-13]發(fā)現(xiàn)陽性且伴有血流動不穩(wěn)定或有開放性胃腸損傷時應(yīng)立即剖腹探查。高原環(huán)境下創(chuàng)傷具有休克發(fā)生早、液體耐受力差、多器官功能衰竭發(fā)生早、病死率高等特點,故在高原環(huán)境下更應(yīng)積極執(zhí)行損害控制性手術(shù)策略,及早阻斷疾病惡化階段[14]。

本研究在高原腹部爆炸傷后采取暫時性胃腸保護(hù)的方法,對腹腔空腔臟器暫時保護(hù)不做吻合,對腸破裂、腸穿孔行單層連續(xù)縫合修補(bǔ),對小腸斷裂、復(fù)雜的損傷行鉗壓或斷端結(jié)扎,從而避免消化液或糞便漏出加劇腹腔污染。執(zhí)行有效止血、預(yù)防污染、控制感染、臨時關(guān)閉腹腔等流程措施,阻止傷者在高原嚴(yán)重?fù)p傷后生理狀態(tài)呈螺旋式惡化,在低海拔后方醫(yī)院再次確定手術(shù)或多次計劃手術(shù)。高原腹部空腔臟器損傷后呼吸頻率加快,對照組呼吸性堿中毒加重,雖然這是傷后對低氧和感染的代償機(jī)制,但導(dǎo)致腦血管收縮、顱內(nèi)壓增高、腹壓增高引起的腹腔臟器脫出等[15],提示在高原創(chuàng)傷后氧療盡可能使用面罩吸氧,盡量減少由于呼吸因素帶來的全身性不利后果。實驗考慮到創(chuàng)傷導(dǎo)致的失血甚至失血性休克,實驗組和對照組使用平衡鹽溶液維持相似的平均動脈壓,復(fù)蘇早期收縮壓控制在80～90mmHg[16],平均控制在100mmHg,觀察發(fā)現(xiàn)兩組血清肌酐差異無統(tǒng)計學(xué)意義,而術(shù)后6h后休克指數(shù)提示對照組明顯高于實驗組,白細(xì)胞、降鈣素原、IL-6實驗組明顯低于對照組,提示暫時性胃腸保護(hù)對控制感染有明顯的保護(hù)作用[17]。休克指數(shù)、肝功能(膽紅素)、凝血功能對照組明顯差于實驗組,提示6h即已出現(xiàn)器官功能損傷。對于早期的胃腸管保護(hù)救治,實驗組術(shù)后24h觀察期全部存活;而對照組1只在術(shù)后死亡,2只在下送途中死亡,其余在24h觀察期內(nèi)全部死亡。高原環(huán)境下低壓低氧導(dǎo)致了機(jī)體耐受創(chuàng)傷能力變差,免疫功能受到抑制[18]。機(jī)體免疫功能異常與創(chuàng)傷后病理生理的發(fā)生發(fā)展過程密切相關(guān),創(chuàng)傷會引起早期持續(xù)的炎癥免疫反應(yīng)[19]。創(chuàng)傷后膿毒癥是導(dǎo)致傷者晚期死亡的主要“殺手”,并發(fā)膿毒癥的創(chuàng)傷患者病死率為17%～23%,如發(fā)展為膿毒性休克,病死率則升至64%[20],早期預(yù)警、準(zhǔn)確診斷、及時恰當(dāng)?shù)钠鞴僦С趾洼o助治療有助于改善創(chuàng)傷后多器官功能障礙綜合征患者的不良預(yù)后[21]。本實驗對照組感染指標(biāo)明顯升高,臟器功能損傷加重,尸檢發(fā)現(xiàn)對照組胃腸大量內(nèi)容物進(jìn)入腹腔。在高原環(huán)境下對于6h內(nèi)發(fā)生的腹部爆炸傷如不及時給予早期胃腸保護(hù)救治可能很快進(jìn)展至戰(zhàn)創(chuàng)傷相關(guān)膿毒癥,但仍需要大樣本實驗進(jìn)一步證實。

綜上所述,在高原發(fā)生爆炸傷后如有開腹指征,可暫給予胃腸保護(hù),避免胃腸腔內(nèi)容物進(jìn)入腹腔引起感染性休克以及多器官功能障礙,可暫不行胃腸吻合,可降低手術(shù)難度并為下送和后期再次手術(shù)贏得寶貴的救治時間,提高高原腹部爆炸傷的搶救成功率。

作者貢獻(xiàn)聲明：韓小博:文獻(xiàn)查閱、論文撰寫、參與實驗研究;郭飛、許琴、楊欣悅:參與實驗研究;敖其、張雷:文獻(xiàn)查閱、論文撰寫;劉江偉:論文設(shè)計、修改