模擬掩埋人員不同傷情條件下比格犬的生命耐受力和生命體征的變化研究

王德文，李楊，徐新萍，李英俊，左紅艷，宋良文，王少霞，王水明，孫成峰，彭瑞云

模擬掩埋人員不同傷情條件下比格犬的生命耐受力和生命體征的變化研究

王德文，李楊，徐新萍，李英俊，左紅艷，宋良文，王少霞，王水明，孫成峰，彭瑞云

目的：探討模擬掩埋情況不同傷情條件下比格犬生命耐受力和生命體征的變化規(guī)律。方法：比格犬24只模擬掩埋條件下單純?nèi)毖?、缺氧合并缺食缺水、骨折失血?fù)合缺氧缺水缺食、沖擊傷復(fù)合缺氧缺水缺食等不同傷情。應(yīng)用多功能生理檢測(cè)儀監(jiān)測(cè)其體溫、呼吸和心電圖等重要生理指標(biāo)的變化。結(jié)果：模擬掩埋人員不同傷情組別的比格犬平均死亡時(shí)間均長(zhǎng)于13天（23只于9.5～16.7天死亡）；體溫于第7天始見(jiàn)輕度下降，直至死亡前1天或死亡當(dāng)天出現(xiàn)體溫低于35℃；呼吸頻率的變化表現(xiàn)為先加快后減慢，呼吸節(jié)律的異常見(jiàn)于實(shí)驗(yàn)犬衰竭乃至瀕死期，出現(xiàn)潮式呼吸和間斷呼吸；心電圖示不同傷情條件下可出現(xiàn)多種心律失常及ST段和T波改變。結(jié)論：模擬掩埋情況下不同傷情比格犬的臨床經(jīng)過(guò)可分為代償期、適應(yīng)期、耗竭期（失代償期）和瀕死期。

掩埋；呼吸；心電圖；臨床經(jīng)過(guò)；生命耐受力

R 364.1

在地震等自然災(zāi)害以及爆炸恐怖襲擊等所致房屋建筑倒塌，或人為質(zhì)量因素導(dǎo)致地下施工現(xiàn)場(chǎng)塌方（如礦井、地鐵）等條件下，掩埋在深層廢墟和倒塌建筑物內(nèi)的人員常常會(huì)遭受缺氧合并缺水缺食、壓砸致傷（骨折、失血、擠壓傷）、爆炸沖擊傷等傷害。目前尚缺乏掩埋人員生命特征和生命耐受力的監(jiān)測(cè)報(bào)告。本文采用自行研制的常壓低氧艙模擬低氧環(huán)境，以比格犬模擬上述掩埋條件下可能出現(xiàn)的多種傷情，對(duì)其存活時(shí)間和生命體征（包括體溫、呼吸和心電圖等）的變化規(guī)律進(jìn)行觀察，為推測(cè)掩埋人員不同傷情的生命耐受力和生命特征的變化規(guī)律提供參考。

1 材料和方法

1.1 全自動(dòng)常壓低氧生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)艙的研制全自動(dòng)常壓低氧生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)艙主要由制氮系統(tǒng)、氣體管道系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、艙體和監(jiān)視系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)主艙和過(guò)渡艙組成，由電子控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)低氧艙內(nèi)所設(shè)定的不同氧分壓的自動(dòng)控制。設(shè)備用氮?dú)鈱⑴搩?nèi)自然成分的空氣排出，采用電子控制設(shè)備人為地降低艙內(nèi)氧氣的百分含量，造成低氧環(huán)境。

1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和分組比格犬24只，雌雄各半，隨機(jī)分為4組，分別為單純?nèi)毖踅M、缺氧合并缺食缺水組、骨折失血復(fù)合缺氧缺水缺食組、沖擊傷復(fù)合缺氧缺水缺食組，每組6只，雌雄各半。

2 結(jié)果

表1 模擬掩埋人員不同傷情比格犬生命耐受時(shí)間（天）

2.1 比格犬3種傷類(lèi)死亡發(fā)生時(shí)間規(guī)律及死亡原因模擬掩埋人員不同傷情比格犬存活時(shí)間（生命耐受力）。3種傷類(lèi)平均死亡時(shí)間均長(zhǎng)于13天（23只于9.5～16.7天、1只于20.8天死亡）。死亡原因主要為惡液質(zhì)和全身多臟器衰竭，雌性和雄性犬存活時(shí)間無(wú)顯著差異。見(jiàn)表1。

2.2 不同傷情的比格犬基本生命體征的變化規(guī)律

2.2.1 體溫比格犬在單純?nèi)毖?、缺氧缺水缺食、骨折與失血合并缺氧缺水缺食以及沖擊傷復(fù)合缺氧缺水缺食四種傷情條件下，建模后1周內(nèi)，比格犬的體溫仍維持在36.5～37.5℃，未見(jiàn)明顯升高或降低，于第7天始見(jiàn)輕度下降，直至死亡前1天或死亡當(dāng)天出現(xiàn)體溫低于35℃，而在死亡前約10～20min其體溫降至低于30℃乃至25℃。缺氧缺水缺食不同時(shí)間后比格犬體溫的變化。因?qū)嶒?yàn)中并未對(duì)犬進(jìn)行全程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，推測(cè)其體溫降低出現(xiàn)的時(shí)間有可能更早。見(jiàn)圖1。

圖1 缺氧缺水缺食不同時(shí)間對(duì)比格犬體溫的影響（*示P＜0.05）

2.2.2 脈搏比格犬在單純?nèi)毖酢⑷毖跞彼笔?、骨折失血合并缺氧缺水缺食以及沖擊傷復(fù)合缺氧缺水缺食四種傷情條件下，大多數(shù)比格犬脈率的變化規(guī)律如下：致傷初期（建模后1～2天），其脈率加快；在其后的適應(yīng)期（大多出現(xiàn)在建模后3～5天），比格犬脈率降低，以適應(yīng)其所在的缺氧環(huán)境；此后，隨著病情的進(jìn)展，脈率再次顯著加快，可達(dá)170余次（大多出現(xiàn)在建模后6～8天）；而在比格犬極度衰竭至死亡前（大多出現(xiàn)在傷后9～12天），其脈率再次出現(xiàn)減慢。脈率改變出現(xiàn)的時(shí)間以及其增快或減慢的程度個(gè)體差異較大，與致傷前實(shí)驗(yàn)犬的健康狀況關(guān)系密切。

2.2.3 呼吸比格犬模擬掩埋人員各種傷情條件下，在致傷后不同時(shí)期，其呼吸異常表現(xiàn)為不同形式。呼吸頻率的變化表現(xiàn)為先加快后減慢。見(jiàn)圖2。呼吸節(jié)律的異常見(jiàn)于實(shí)驗(yàn)犬衰竭乃至瀕死期，出現(xiàn)潮式呼吸和間斷呼吸，其呼吸頻率和波形的變化。見(jiàn)圖3。

圖2 缺氧缺水缺食不同時(shí)間對(duì)比格犬呼吸次數(shù)的影響（*示P＜0.05，**示P＜0.01）

圖3 缺氧缺水缺食不同時(shí)間比格犬呼吸波形的變化

2.2.4 心電圖比格犬模擬掩埋人員各種傷情條件下，在致傷后不同時(shí)期，其心電圖異常表現(xiàn)為不同形式。心率的變化規(guī)律與脈率變化規(guī)律基本一致。不同傷情條件下可出現(xiàn)多種心律失常：主要包括竇性心動(dòng)過(guò)速、竇性心動(dòng)過(guò)緩、竇性心律不齊、房性早搏（部分表現(xiàn)為二聯(lián)律或三聯(lián)律）；ST段和T波的改變，表現(xiàn)為ST段下移、T波低平或倒置，甚至雙相，也見(jiàn)表現(xiàn)為ST段抬高及T波高聳，均為心肌缺血的表現(xiàn)。見(jiàn)圖4、圖5。

圖5 10%缺氧缺水缺食10天雌性比格犬心電圖，示竇性心律不齊，出現(xiàn)鋸齒波形，提示有房顫

2.3 不同傷情比格犬的臨床經(jīng)過(guò)通過(guò)對(duì)不同傷情條件下比格犬的臨床征象、生命體征等多學(xué)科指標(biāo)的檢測(cè)表明，不同傷情條件下，盡管存活時(shí)間不盡相同，但其經(jīng)歷的臨床經(jīng)過(guò)基本類(lèi)似，可劃分為四個(gè)階段：

2.3.1 代償期一般出現(xiàn)在傷后1～2天，表現(xiàn)為煩躁不安，憋氣，逐漸呼吸幅度加深，頻率加快，心率加快，偶出現(xiàn)ST段下移并T波低平，體溫恒定。

2.3.2 適應(yīng)期一般出現(xiàn)在傷后3～5天，為適應(yīng)其所在的缺氧環(huán)境，比格犬漸趨平靜，呼吸幅度漸均勻、變淺，頻率較快，脈率心率加快漸降低恢復(fù)，心律不齊仍可見(jiàn)到，ST段下移并T波低平，體溫仍恒定。

2.3.3 耗竭期（失代償期）一般出現(xiàn)在傷后6～8天。隨著病情進(jìn)展，比格犬漸趨衰弱乃至衰竭，早期呼吸幅度變淺，頻率減慢，心率再次顯著加快，心律不齊加重，ST段下移并T波低平更加明顯，體溫輕度下降；后期進(jìn)一步呼吸幅度變淺，頻率減慢，心率減慢，心律不齊，ST段下移并T波倒置，體溫明顯下降。

2.3.4 瀕死期大多發(fā)生在傷后9～12天，少數(shù)出現(xiàn)在10～16天，動(dòng)物極度衰竭，并呈昏迷或休克狀態(tài)，其呼吸和脈率再次出現(xiàn)減慢，出現(xiàn)潮式呼吸，心電圖出現(xiàn)心房撲動(dòng)，伴心室長(zhǎng)間歇，體溫下降漸至35.0℃以下。

3 討論

在爆炸、恐怖襲擊與嚴(yán)重地震等自然災(zāi)害所致房屋建筑倒塌，或人為質(zhì)量因素導(dǎo)致地下施工現(xiàn)場(chǎng)塌方（如礦井、地鐵）等條件下，發(fā)生人員被掩埋的情況極為多見(jiàn)。如2010年4月14日青海玉樹(shù)大地震掩埋傷員6 900余人，約占傷亡總?cè)藬?shù)的31.4%，并大多危及生命。特別是在掩埋空間狹小，人員數(shù)量較多、掩埋時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，加之空間環(huán)境污染、伴有傷員甚至犧牲者時(shí)，空氣氧含量急劇減少，受難人員勢(shì)必發(fā)生缺氧。掩埋在深層廢墟和倒塌建筑物內(nèi)的人員常常會(huì)遭受缺氧合并缺水缺食、壓砸致傷（骨折、失血、擠壓傷）、爆炸沖擊傷等傷害。同時(shí)深埋人員與地面失去聯(lián)系，生死未卜，恐懼、焦慮等心理因素也將明顯影響其生命體征和生命耐受力。因此，掩埋條件下可能發(fā)生多種復(fù)雜傷情，對(duì)于掩埋人員的生命耐受力和生命體征產(chǎn)生不同程度的影響。

地震后短期或長(zhǎng)期疾病譜的變化可見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[1-5]，但迄今國(guó)內(nèi)外仍缺乏在恐怖襲擊和各類(lèi)自然災(zāi)害（如地震）、人為事故（如礦難）等突發(fā)事件所致掩埋（特別是深埋）條件下的人員的生命體征及其特征電信號(hào)變化規(guī)律的人體資料。為進(jìn)一步深入了解和揭示其特點(diǎn)，以生理指標(biāo)與人體相接近的純種成年比格犬在模擬掩埋人員處于缺氧、缺氧缺水缺食、并伴有骨折失血、沖擊傷等傷情，對(duì)其生命耐受力進(jìn)行研究，并對(duì)心電圖、呼吸和體溫等生理指標(biāo)進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，根據(jù)比格犬的臨床表現(xiàn)和上述生理指標(biāo)的變化規(guī)律，將其臨床經(jīng)過(guò)分為4個(gè)階段：代償期、適應(yīng)期、耗竭期（失代償期）和瀕死期。

研究發(fā)現(xiàn)，比格犬模擬掩埋人員各種傷情條件下，在致傷后不同時(shí)期，其呼吸異常表現(xiàn)為不同形式。呼吸頻率的變化表現(xiàn)為先加快后減慢，其調(diào)節(jié)機(jī)制主要為化學(xué)性調(diào)節(jié)，包括掩埋條件下PaO2、PaCO2和H+濃度等的改變對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)作用。呼吸節(jié)律的異常見(jiàn)于實(shí)驗(yàn)犬衰竭乃至瀕死期，出現(xiàn)潮式呼吸和間斷呼吸。由此推測(cè)，掩埋人員的呼吸異常可能主要表現(xiàn)為先加快（代償期）后減慢（適應(yīng)期），直至出現(xiàn)潮式呼吸（衰竭期）和間斷呼吸（瀕死期）。呼吸是可實(shí)現(xiàn)生命探測(cè)與監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要生命體征，結(jié)合掩埋人員被掩埋的時(shí)間及其呼吸頻率和節(jié)律的改變將可判斷其生命狀態(tài)。

關(guān)于地震后傷員的心電圖變化研究表明心律失常發(fā)生率為47.6%[6]，但掩埋過(guò)程中人員的心電圖變化尚無(wú)相關(guān)研究報(bào)道。本研究中心電圖的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明不同傷情條件下可出現(xiàn)多種心律失常：主要包括竇性心動(dòng)過(guò)速、竇性心動(dòng)過(guò)緩、竇性心律不齊、房性早搏（部分表現(xiàn)為二聯(lián)律或三聯(lián)律）；ST段和T波的改變表現(xiàn)為ST段下移、T波低平或倒置，也見(jiàn)表現(xiàn)為ST段抬高及T波高聳，均為心肌缺血的表現(xiàn)。上述結(jié)果表明掩埋條件下，可發(fā)生多種類(lèi)型、不同程度的心律失常，并出現(xiàn)心肌供血不足，對(duì)掩埋人員的生命耐受力和生命狀態(tài)產(chǎn)生重要影響。心電圖雖然不能作為掩埋人員生命體征的探測(cè)與監(jiān)測(cè)指標(biāo)，但可通過(guò)佩戴接觸式生命探測(cè)(監(jiān)測(cè))儀，用于救援人員生命體征的監(jiān)測(cè)。

根據(jù)本研究中不同傷情條件下比格犬生命耐受力的研究結(jié)果，不同傷情條件下比格犬的平均存活時(shí)間均長(zhǎng)于13天，結(jié)合近年來(lái)發(fā)生的汶川、玉樹(shù)等地震以及礦難等意外事故的救援實(shí)踐，我們認(rèn)為，傳統(tǒng)的埋壓于倒塌廢墟內(nèi)生命救援的“黃金時(shí)間3天”的觀念固然對(duì)激勵(lì)應(yīng)急救援人員實(shí)施“爭(zhēng)分奪秒、快挖快救”具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，但將其“黃金時(shí)間延長(zhǎng)為6天”，不僅具有生物學(xué)依據(jù)和可能，而且對(duì)搶救出更多生命可能更為有利。

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[3]李恕軍,金鵬,胡晶晶,等.四川都江堰地震災(zāi)區(qū)震后疾病譜變化觀察[J].人民軍醫(yī),2011,54(11)：963-965.

[4]李福詳,徐朝霞,高國(guó)民,等.汶川地震災(zāi)區(qū)災(zāi)后3個(gè)月疾病譜的變化及醫(yī)學(xué)救援分期[J].山東醫(yī)藥,2009,49 (6)：18-20.

[5]劉愛(ài)兵,王海燕,郝欽芳,等.從疾病譜變化規(guī)律劃分災(zāi)難醫(yī)學(xué)救援階段及其意義[J].中華急診醫(yī)學(xué)雜志, 2006,15(12)：1063-1066.

[6]樊玲,張玉紅,李麗平,等.地震傷員心電圖診斷的臨床分析[J].西南軍醫(yī),2010,12(1)：76.

國(guó)家709項(xiàng)目（2006FK130006）

100850北京，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院二所（王德文，李楊，徐新萍，李英俊，左紅艷，宋良文，王少霞，王水明，孫成峰，彭瑞云）

1.3 模擬掩埋人員不同傷情的動(dòng)物模型建立方法

1.3.1 單純?nèi)毖跄Ｐ蛯?dòng)物置于常壓低氧艙內(nèi)，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物常規(guī)飲食和飲水，氧含量為10.0%±0.1%。

1.3.2 缺氧合并缺食缺水（即三缺）模型將犬置于常壓低氧艙內(nèi)，氧含量為10.0%±0.1%，同時(shí)禁食禁水。

1.3.3 骨折失血復(fù)合三缺模型骨折采用單純開(kāi)放截骨模型，失血方法為經(jīng)股動(dòng)脈插管失血，失血量約占全血容量的30%，完成骨折失血建模后將比格犬置于常壓低氧艙內(nèi)，氧含量為10.0%±0.1%，同時(shí)禁食禁水。

1.3.4 沖擊傷復(fù)合三缺模型采用TNT高爆炸藥，比格犬身體左側(cè)面對(duì)并環(huán)繞中心點(diǎn)炸藥致傷，建模后將比格犬置于常壓低氧艙內(nèi)，氧含量為10.0%±0.1%，同時(shí)禁食禁水。

1.4 生命體征的檢測(cè)方法采用150 Biopac多功能生理監(jiān)測(cè)儀，檢測(cè)指標(biāo)包括：體溫、呼吸、心電圖、腦電圖等。檢測(cè)時(shí)間為建模前、建模后1周內(nèi)為隔日檢測(cè)1次，建模1周后每天進(jìn)行檢測(cè)，直至死亡，檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)比格犬生命體征微弱，多指標(biāo)出現(xiàn)顯著異常后進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。生理指標(biāo)的檢測(cè)采用自身對(duì)照。

1.5 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析文中數(shù)據(jù)以均數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，應(yīng)用SPSS 11.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析，Excel軟件作圖。與致傷前自身對(duì)照相比，*示P＜0.05及**示P＜0.01為相差顯著。

2011-12-13）