肺门火器伤伴大量出血的急症体外循环支持及呼吸模式选择

　　第四军医大学学报2000年第21卷第5期

　　李宏　易定华　蔡建辉　陶登顺　李同勋　杨剑　宿学家　陈涛

　　摘　要： 目的　探讨急症体外循环(ECC)对肺门火器伤的支持作用及呼吸模式的选择．方法　杂种犬18只，随机均分为对照组、ECC+定容控制呼吸救治组和ECC+呼吸末正压通气(PEEP)救治组．麻醉后用小口径步枪射击犬右肺门区，对照组仅行伤口封闭，输液及胸腔闭式引流．定容控制呼吸组和PEEP组还于伤后分别行定容控制呼吸，PEEP，两组均于伤后15 min开始急症ECC．ECC支持1 h后行受伤肺叶切除术，伤后1.5 h停ECC，并于4.5 h后处死取标本．测量血流动力学指标，行血气分析．检测血浆中IL-8和心，肺，肝，肠组织中髓过氧化物酶(MPO)的活性及肺含水量．结果　对照组伤后PaO₂，平均动脉压(MAP)均显著降低，PaCO₂显著升高，伤后2 min胸引血量达(280±86) mL．动物平均存活(15.0±9.6) min．治疗的两组ECC期间MAP维持于(8～12) kPa，血浆游离血红蛋白含量小于0.35 g·L^-1．术后3 h PEEP组与定容控制呼吸组相比PaO₂，MAP显著升高；PaCO₂和心率(HR)显著降低；血浆中IL-8和心，肺，肝，肠组织中MPO活性及肺指数均降低．结论　肺门火器伤犬早期即出现明显的呼吸，循环衰竭．应用急症ECC和呼吸支持可以维持动物血流动力学指标，为进一步的抢救争取了时间，并能改善肺脏气体交换功能；与定容控制呼吸模式相比PEEP可以更好地保护肺脏功能，减轻肺部损害，减少继发多脏器功能衰竭的可能(MOF)．

　　关键词：肺脏损伤；火器；体外循环；机械通气

　　0　引言

　　胸部火器伤可致肺门区损伤，引起的呼吸，循环功能不全往往使伤员迅速死亡．因此早期给予及时的呼吸，循环支持，对于提高胸部火器伤的救治水平，防止多脏器功能衰竭的发生具有十分重要的意义．有关胸部火器伤呼吸，循环支持的实验研究较少^［1］，肺门火器伤伴大出血的实验研究则未见报道．我们观察了犬肺门火器伤后呼吸，循环系统的变化，探讨了急症ECC和机械通气对受伤犬的支持作用，并进一步将PEEP和定容控制呼吸两种呼吸方式对动物的救治效果加以比较，寻求较为适宜的呼吸支持方式．

　　1　材料和方法

　　1.1　材料　健康杂种犬18只，雌雄不拘，体质量(16±3) kg，随机分为A组：对照组; B组：ECC+定容控制呼吸救治组; C组：ECC+PEEP救治组;每组6只．

　　1.2　方法　戊巴比妥钠(30 mg·kg^-1) iv麻醉，气管插管自主呼吸空气．右腋动、静脉插测压管，动物立位，5.56 mm小口径步枪(子弹3.2 g，距离25 m，初速350 m·s^-1)射击致伤，入口选右胸骨旁3 cm 4肋间水平，弹道向外偏15度．枪击后立即行伤口封闭，输液及右侧胸腔闭式引流．B，C两组分别予定容控制呼吸，控制呼吸加PEEP(0.8 kPa)呼吸模式．胸引血经过滤，添加肝素(30 mg·L^-1)后引入体外贮血池．手术显露左股动脉及右颈动脉，iv肝素(8 mg·kg^-1)；自左股动脉向心方向置入动脉灌注管；经右颈静脉向心方向置入静脉引流管．采用POLYSTAN人工心肺机，滚压式泵，膜肺．预充量100 mL·kg^-1，晶胶体各半，常温ECC．流量60～100 mL·kg^-1．急症ECC于伤后15 min建立．ECC 1 h后，开胸行伤肺叶切除术，伤后1.5 h停机，鱼精蛋白中和肝素．观察3 h后放血处死．八道生理记录仪连续监测致伤前后动脉压，静脉压，HR．处死前自升主动脉采血1 mL，离心(2000 r·min^-1) 15 min后取血浆0.3 mL，采用酶联免疫吸附(ELISA)间接夹心法检测IL-8质量浓度(μg·L^-1)．处死后取肺组织标本，进行左肺组织含水量测定(80℃24 h)．每组取3～4只动物心，肺组织，石蜡切片，HE染色后光镜下观察．并取心，肺，肝，小肠组织行MPO活性的测定：切除受检脏器组织100 mg加入50 mmol·L^-1磷酸盐缓冲液2 mL (5 mg·L^-1 hTAB)中制成匀浆，超声粉碎(10 s，3次)亚细胞成分，0～4℃ 40000 g离心15 min，取上清0.1 mL加2.9 mL反应液［包括：磷酸邻联茴香胺16.7 mg，PBS (50 mmol·L^-1) 10 mL，蒸馏水90 mL加入300 mL·L^-1 h₂O₂，使H₂O₂终体积分数为0.005 mL·L^-1］，混合．以分光光度计在460 nm下立即行2 min的时间扫描，以30 s到90 s的1 min内吸光度的变化代表酶活力的改变．

　　2　结果

　　2.1　血压、心率和中心静脉压(CVP)的改变　A组犬伤后8 min MAP (kPa; 20.3±12.6→2.7±0.9, P＜0.01)，HR (min^-1; 193±136→22±27, p＜0.01)和CVP(kPa; 0.6±0.2→0.4±0.2, P＜0.05)均显著降低，并于(15.0±9.6) min死亡．B，C组动物在转流期间均维持动脉压8～12 kPa，部分动物由于血平面下降予补充平衡盐250～500 mL．C组于停机1 h(即伤后2.5 h)后，循环情况渐好转并维持平稳；B组动物则表现持续的MAP下降，HR增快，B，C两组的MAP，HR变化在停循环1 h后有显著性差异(P＜0.05, Fig 1)．

图1　犬肺门区火器伤后B，C组MAP，HR的变化

　　fig 1　Changes of MAP and HR after lung gunshot wounds of group B and C^aP＜0.05, ^bP＜0.01 vs B.

　　2.2　胸引量、循环中游离Hb含量及胸引血成分的变化　A，B，C3组伤后2 h的胸引量分别为（280±86），（319±46），（323±53） mL，组间相比差异不显著．ECC 1 h后B，C组血中游离血红蛋白(Hb)含量分别为(0.30±0.08，0.32±0.10) g·L^-1．A组伤后10 min胸引血与循环血和伤前循环血的成分比较，除PLT较伤前循环明显减少(P＜0.01)外，胸引血与伤前循环血无显著差异；胸引血RBC，Hb明显高于同期循环血(P值分别＜0.01，0.05)，PLT则明显降低(P＜0.01, tab 1)．

表1　胸腔引流血成分变化

　　tab 1　Changes of the blood drained from the thoracic cavity　　　(X±s)

　　^aP＜0.05, ^dP＜0.01 vs circulating blood 10 min after wound; ^bP＜0.01 vs blood before wound.2.3　血氧及二氧化碳分压变化　A组动物伤后8 min PaO₂和PaCO₂分别为(7.4±3.1)， (6.2±1.8) kPa与伤前值［(14.8±2.8)，(4.8±1.3) kPa］相比均有显著性差异(P＜0.01)．B，C两组相比伤前，伤后15 min，伤后1 h (ECC中) PaO₂，PaCO₂均无显著性差别，但处死前(伤后4.5 h) C组与B组相比PaO₂显著升高(P＜0.01), PaCO₂显著下降(P＜0.05, fig 2, 3)．

图2　火器伤后PaO₂变化

　　fig 2　Changes of PaO₂ after wounding^bP＜0.01 vs B.

图3　火器伤后PaCO₂的变化

　　fig 3　Changes of PaCO₂ after wounding^aP＜0.05 vs B.

　　2.4　肺脏含水量　A，B，C3组肺水质量分数分别为(73±4)%，(89±5)%，(81±6)%，A组明显低于B，C组(P分别＜0.01，＜0.05),B组明显高于C组(P＜0.05)．

　　2.5　脏器组织中髓过氧化酶(MPO)的活性　A组肝脏，肺脏中MPO活性较B，C组低(P＜0.05)，C组肺脏，肝脏，小肠中MPO含量较B组明显降低(P＜0.05, fig 4)．

图4　火器伤后各重要脏器组织中MPO的活性变化

　　fig 4　Changes of MPO activities in lung, liver and small intestine after wounding^aP＜0.05 vs A, ^cP＜0.05 vs B.

　　2.6　血浆中IL-8含量　A组及B，C组伤前血浆中的IL-8检测不到，处死前B，C组血浆中IL-8含量分别为(0.63±0.04)，(0.23±0.03)μg·L^-1，B组明显高于C组(P＜0.01)．

　　2.7　病理学改变　各组动物皮肤，胸廓及肺均可见明显伤道．肺部伤道位于右肺中叶(和)或下叶肺门区，均伴有肺动静脉较大分支断裂，伤道长3～4 cm，直径1～2 cm．右肺均可见大片挫伤，出血区,血肿和水肿，面积达40%～70%，B组动物右肺亦可见明显散在斑片状血肿或水肿．光镜下双侧肺均可见肺泡腔内充有大量渗出的浆液和红细胞，B组病变程度更重．

　　3　讨论

　　胸部火器伤约占战争时期全部伤员的12.0%．胸部创伤死亡者中约有60.1%死于现场，21.6%死于运送途中^［1］．因此，加强战场和运送途中的早期救治，已成为对胸部火器伤救治中的重点课题．然而由于胸部火器伤残废率甚高，实验研究资料甚少，妨碍了胸部火器伤研究的进展，本实验中对照组动物均于伤后0.5 h内死亡，死亡的主要原因是失血性休克和呼吸功能不全．因此，加强胸部火器伤的战地救治，是减少阵亡和转运途中死亡，并为以后救治提供条件的关键所在．

　　我们研究发现肺门部火器伤后，由于大量出血，最高达100～200 mL·min^-1，伤后8 min，犬MAP，HR和CVP均显著降低，于（15.0±9.6） min均死亡．普通的自体血回输方法很难维持生命指征．早在1972年就有人试将急症体外循环用于创伤的急救，随着表面涂有肝素的体外管道的诞生以及经皮穿刺ECC技术的应用，更有助于该项技术在创伤急救中的应用^［2］．本实验中犬肺门部火器伤后，胸引血除Pt明显减少外，与伤前血无明显差别，适合于自体血回输，应用急症ECC可以起到快速自体血回输，在ECC1 h期间MAP可以维持在8～12 kPa，能保证全身各重要脏器的血供，非常有利于胸部严重火器伤的现场急救及后送．在进行相应的手术救治后，均能立即脱离ECC并保证了循环系统各项指标的基本稳定．

　　本研究中，肺门部火器伤后测定犬的PaO₂显著降低，PaCO₂显著升高，出现明显的呼吸功能不全．在严重创伤后，血浆IL-8，TNF-α等细胞因子升高，促进了白细胞与内皮细胞间作用，导致中性粒细胞在全身各重要脏器中的积聚，并且可能诱发MOF．MPO为中性粒细胞所特有，测定组织中MPO的活性，可以反映出中性粒细胞的浸润程度；IL-8比其他细胞因子升高更为明显，有助于判断伤员的预后^［3］．胸部火器伤导致的肺组织直接破坏，淤血实变及继发性水肿等，引起肺脏气体交换功能受损，影响其他各重要脏器的氧供及功能，更加速了全身的炎症反应，增加了MOF的可能性，影响了救治效果．因此在伤后早期正确应用机械通气以维持肺脏功能是救治胸部火器伤的重要措施．本研究发现，犬肺门部火器伤后可引起血浆中IL-8升高，组织中MPO活性增加，提示了发生MOF的可能．而PEEP与容量控制呼吸模式相比，可以降低肺脏含水量，血浆中IL-8含量和组织中MOP活性；从而减少肺脏的继发性损害，保护肺脏功能，防止多脏器功能衰竭的发生．推测其机理为PEEP可增加呼吸道内压力，从而控制肺脏内出血，阻止肺出血对健康肺叶的逆灌作用，以及减少继发性的肺水肿．

　　综上所述，急症体外循环技术和机械通气可有效地应用于肺门部火器伤的救治，尤其适于现场的后送，可以有效地争取抢救时间，提高救治效果．而PEEP的效果要优于常用的容量控制呼吸模式，有利于提高该类患者的远期疗效，减少多发性器官衰竭的发生．

　　基金项目：全军“九五”指令课题资助项目(96LO46)

　　作者简介：李　宏(1968-)， 男(汉族)，吉林省通化市人． 博士生（导师易定华）.Tel．(029)3375311　Email. litongxun@263.net李宏（第四军医大学西京医院心血管外科中心，陕西西安 710033)

　　易定华（第四军医大学西京医院心血管外科中心，陕西 西安710033)

　　蔡建辉（第四军医大学西京医院心血管外科中心，陕西 西安710033)

　　陶登顺（第四军医大学西京医院心血管外科中心，陕西 西安710033)

　　李同勋（第四军医大学西京医院心血管外科中心，陕西 西安710033)

　　杨剑（第四军医大学西京医院心血管外科中心，陕西 西安710033)

　　宿学家（第四军医大学西京医院心血管外科中心，陕西 西安710033)

　　陈涛（第四军医大学西京医院心血管外科中心，陕西 西安710033）

　　参考文献：

　　［1］ 刘维永，刘荫秋． 胸部火器伤实验与临床研究进展［J］．中国胸心血管外科临床杂志， 1998；5(2):121-123．

　　［2］ Ullrich R, Kneifel W, Fuchs M et al． Portable cardiopulmonary support (ECPS) in the emergency room ［J］． Anaesthesia， 1998；53（Suppl2）:6-8．

　　［3］ 黎成金， 李　磊．创伤后趋化因子的表达及其意义［J］．国外医学创伤与外科基本问题分册， 1999;20(3):151-154．