模拟掩埋人员不同伤情条件下比格犬的生命耐受力和生命体征的变化研究

2012-07-21王德文李杨徐新萍李英俊左红艳宋良文王少霞王水明孙成峰彭瑞云

灾害医学与救援(电子版) 2012年1期

王德文，李杨，徐新萍，李英俊，左红艳，宋良文，王少霞，王水明，孙成峰，彭瑞云

王德文，李杨，徐新萍，李英俊，左红艳，宋良文，王少霞，王水明，孙成峰，彭瑞云

目的：探讨模拟掩埋情况不同伤情条件下比格犬生命耐受力和生命体征的变化规律。方法：比格犬24只模拟掩埋条件下单纯缺氧、缺氧合并缺食缺水、骨折失血复合缺氧缺水缺食、冲击伤复合缺氧缺水缺食等不同伤情。应用多功能生理检测仪监测其体温、呼吸和心电图等重要生理指标的变化。结果：模拟掩埋人员不同伤情组别的比格犬平均死亡时间均长于13天（23只于9.5～16.7天死亡）；体温于第7天始见轻度下降，直至死亡前1天或死亡当天出现体温低于35℃；呼吸频率的变化表现为先加快后减慢，呼吸节律的异常见于实验犬衰竭乃至濒死期，出现潮式呼吸和间断呼吸；心电图示不同伤情条件下可出现多种心律失常及ST段和T波改变。结论：模拟掩埋情况下不同伤情比格犬的临床经过可分为代偿期、适应期、耗竭期（失代偿期）和濒死期。

掩埋；呼吸；心电图；临床经过；生命耐受力

R 364.1

在地震等自然灾害以及爆炸恐怖袭击等所致房屋建筑倒塌，或人为质量因素导致地下施工现场塌方（如矿井、地铁）等条件下，掩埋在深层废墟和倒塌建筑物内的人员常常会遭受缺氧合并缺水缺食、压砸致伤（骨折、失血、挤压伤）、爆炸冲击伤等伤害。目前尚缺乏掩埋人员生命特征和生命耐受力的监测报告。本文采用自行研制的常压低氧舱模拟低氧环境，以比格犬模拟上述掩埋条件下可能出现的多种伤情，对其存活时间和生命体征（包括体温、呼吸和心电图等）的变化规律进行观察，为推测掩埋人员不同伤情的生命耐受力和生命特征的变化规律提供参考。

1 材料和方法

1.1 全自动常压低氧生物医学实验舱的研制全自动常压低氧生物医学实验舱主要由制氮系统、气体管道系统、电子控制系统、舱体和监视系统、实验主舱和过渡舱组成，由电子控制系统实现对低氧舱内所设定的不同氧分压的自动控制。设备用氮气将舱内自然成分的空气排出，采用电子控制设备人为地降低舱内氧气的百分含量，造成低氧环境。

1.2 实验动物和分组比格犬24只，雌雄各半，随机分为4组，分别为单纯缺氧组、缺氧合并缺食缺水组、骨折失血复合缺氧缺水缺食组、冲击伤复合缺氧缺水缺食组，每组6只，雌雄各半。

2 结果

表1 模拟掩埋人员不同伤情比格犬生命耐受时间（天）

2.1 比格犬3种伤类死亡发生时间规律及死亡原因模拟掩埋人员不同伤情比格犬存活时间（生命耐受力）。3种伤类平均死亡时间均长于13天（23只于9.5～16.7天、1只于20.8天死亡）。死亡原因主要为恶液质和全身多脏器衰竭，雌性和雄性犬存活时间无显著差异。见表1。

2.2 不同伤情的比格犬基本生命体征的变化规律

2.2.1 体温比格犬在单纯缺氧、缺氧缺水缺食、骨折与失血合并缺氧缺水缺食以及冲击伤复合缺氧缺水缺食四种伤情条件下，建模后1周内，比格犬的体温仍维持在36.5～37.5℃，未见明显升高或降低，于第7天始见轻度下降，直至死亡前1天或死亡当天出现体温低于35℃，而在死亡前约10～20min其体温降至低于30℃乃至25℃。缺氧缺水缺食不同时间后比格犬体温的变化。因实验中并未对犬进行全程实时监测，推测其体温降低出现的时间有可能更早。见图1。

图1 缺氧缺水缺食不同时间对比格犬体温的影响（*示P＜0.05）

2.2.2 脉搏比格犬在单纯缺氧、缺氧缺水缺食、骨折失血合并缺氧缺水缺食以及冲击伤复合缺氧缺水缺食四种伤情条件下，大多数比格犬脉率的变化规律如下：致伤初期（建模后1～2天），其脉率加快；在其后的适应期（大多出现在建模后3～5天），比格犬脉率降低，以适应其所在的缺氧环境；此后，随着病情的进展，脉率再次显著加快，可达170余次（大多出现在建模后6～8天）；而在比格犬极度衰竭至死亡前（大多出现在伤后9～12天），其脉率再次出现减慢。脉率改变出现的时间以及其增快或减慢的程度个体差异较大，与致伤前实验犬的健康状况关系密切。

2.2.3 呼吸比格犬模拟掩埋人员各种伤情条件下，在致伤后不同时期，其呼吸异常表现为不同形式。呼吸频率的变化表现为先加快后减慢。见图2。呼吸节律的异常见于实验犬衰竭乃至濒死期，出现潮式呼吸和间断呼吸，其呼吸频率和波形的变化。见图3。

图2 缺氧缺水缺食不同时间对比格犬呼吸次数的影响（*示P＜0.05，**示P＜0.01）

图3 缺氧缺水缺食不同时间比格犬呼吸波形的变化

2.2.4 心电图比格犬模拟掩埋人员各种伤情条件下，在致伤后不同时期，其心电图异常表现为不同形式。心率的变化规律与脉率变化规律基本一致。不同伤情条件下可出现多种心律失常：主要包括窦性心动过速、窦性心动过缓、窦性心律不齐、房性早搏（部分表现为二联律或三联律）；ST段和T波的改变，表现为ST段下移、T波低平或倒置，甚至双相，也见表现为ST段抬高及T波高耸，均为心肌缺血的表现。见图4、图5。

图5 10%缺氧缺水缺食10天雌性比格犬心电图，示窦性心律不齐，出现锯齿波形，提示有房颤

2.3 不同伤情比格犬的临床经过通过对不同伤情条件下比格犬的临床征象、生命体征等多学科指标的检测表明，不同伤情条件下，尽管存活时间不尽相同，但其经历的临床经过基本类似，可划分为四个阶段：

2.3.1 代偿期一般出现在伤后1～2天，表现为烦躁不安，憋气，逐渐呼吸幅度加深，频率加快，心率加快，偶出现ST段下移并T波低平，体温恒定。

2.3.2 适应期一般出现在伤后3～5天，为适应其所在的缺氧环境，比格犬渐趋平静，呼吸幅度渐均匀、变浅，频率较快，脉率心率加快渐降低恢复，心律不齐仍可见到，ST段下移并T波低平，体温仍恒定。

2.3.3 耗竭期（失代偿期）一般出现在伤后6～8天。随着病情进展，比格犬渐趋衰弱乃至衰竭，早期呼吸幅度变浅，频率减慢，心率再次显著加快，心律不齐加重，ST段下移并T波低平更加明显，体温轻度下降；后期进一步呼吸幅度变浅，频率减慢，心率减慢，心律不齐，ST段下移并T波倒置，体温明显下降。

2.3.4 濒死期大多发生在伤后9～12天，少数出现在10～16天，动物极度衰竭，并呈昏迷或休克状态，其呼吸和脉率再次出现减慢，出现潮式呼吸，心电图出现心房扑动，伴心室长间歇，体温下降渐至35.0℃以下。

3 讨论

在爆炸、恐怖袭击与严重地震等自然灾害所致房屋建筑倒塌，或人为质量因素导致地下施工现场塌方（如矿井、地铁）等条件下，发生人员被掩埋的情况极为多见。如2010年4月14日青海玉树大地震掩埋伤员6 900余人，约占伤亡总人数的31.4%，并大多危及生命。特别是在掩埋空间狭小，人员数量较多、掩埋时间过长，加之空间环境污染、伴有伤员甚至牺牲者时，空气氧含量急剧减少，受难人员势必发生缺氧。掩埋在深层废墟和倒塌建筑物内的人员常常会遭受缺氧合并缺水缺食、压砸致伤（骨折、失血、挤压伤）、爆炸冲击伤等伤害。同时深埋人员与地面失去联系，生死未卜，恐惧、焦虑等心理因素也将明显影响其生命体征和生命耐受力。因此，掩埋条件下可能发生多种复杂伤情，对于掩埋人员的生命耐受力和生命体征产生不同程度的影响。

地震后短期或长期疾病谱的变化可见相关文献报道[1-5]，但迄今国内外仍缺乏在恐怖袭击和各类自然灾害（如地震）、人为事故（如矿难）等突发事件所致掩埋（特别是深埋）条件下的人员的生命体征及其特征电信号变化规律的人体资料。为进一步深入了解和揭示其特点，以生理指标与人体相接近的纯种成年比格犬在模拟掩埋人员处于缺氧、缺氧缺水缺食、并伴有骨折失血、冲击伤等伤情，对其生命耐受力进行研究，并对心电图、呼吸和体温等生理指标进行全程监测，根据比格犬的临床表现和上述生理指标的变化规律，将其临床经过分为4个阶段：代偿期、适应期、耗竭期（失代偿期）和濒死期。

研究发现，比格犬模拟掩埋人员各种伤情条件下，在致伤后不同时期，其呼吸异常表现为不同形式。呼吸频率的变化表现为先加快后减慢，其调节机制主要为化学性调节，包括掩埋条件下PaO2、PaCO2和H+浓度等的改变对呼吸的调节作用。呼吸节律的异常见于实验犬衰竭乃至濒死期，出现潮式呼吸和间断呼吸。由此推测，掩埋人员的呼吸异常可能主要表现为先加快（代偿期）后减慢（适应期），直至出现潮式呼吸（衰竭期）和间断呼吸（濒死期）。呼吸是可实现生命探测与监测的一个重要生命体征，结合掩埋人员被掩埋的时间及其呼吸频率和节律的改变将可判断其生命状态。

关于地震后伤员的心电图变化研究表明心律失常发生率为47.6%[6]，但掩埋过程中人员的心电图变化尚无相关研究报道。本研究中心电图的监测结果表明不同伤情条件下可出现多种心律失常：主要包括窦性心动过速、窦性心动过缓、窦性心律不齐、房性早搏（部分表现为二联律或三联律）；ST段和T波的改变表现为ST段下移、T波低平或倒置，也见表现为ST段抬高及T波高耸，均为心肌缺血的表现。上述结果表明掩埋条件下，可发生多种类型、不同程度的心律失常，并出现心肌供血不足，对掩埋人员的生命耐受力和生命状态产生重要影响。心电图虽然不能作为掩埋人员生命体征的探测与监测指标，但可通过佩戴接触式生命探测(监测)仪，用于救援人员生命体征的监测。

根据本研究中不同伤情条件下比格犬生命耐受力的研究结果，不同伤情条件下比格犬的平均存活时间均长于13天，结合近年来发生的汶川、玉树等地震以及矿难等意外事故的救援实践，我们认为，传统的埋压于倒塌废墟内生命救援的“黄金时间3天”的观念固然对激励应急救援人员实施“争分夺秒、快挖快救”具有重要的现实意义，但将其“黄金时间延长为6天”，不仅具有生物学依据和可能，而且对抢救出更多生命可能更为有利。

[1]马明湘，郭屏，肖友益，等.地震灾后短期疾病谱的变迁及医疗预防应对措施探讨.中山大学学报(医学科学版),2008,29(4)：372-374.

[2]韩志海,王海威,钱阳明,等.四川汶川地震灾区疾病谱调查[J].人民军医,2009,52(7)：420-421.

[3]李恕军,金鹏,胡晶晶,等.四川都江堰地震灾区震后疾病谱变化观察[J].人民军医,2011,54(11)：963-965.

[4]李福详,徐朝霞,高国民,等.汶川地震灾区灾后3个月疾病谱的变化及医学救援分期[J].山东医药,2009,49 (6)：18-20.

[5]刘爱兵,王海燕,郝钦芳,等.从疾病谱变化规律划分灾难医学救援阶段及其意义[J].中华急诊医学杂志, 2006,15(12)：1063-1066.

[6]樊玲,张玉红,李丽平,等.地震伤员心电图诊断的临床分析[J].西南军医,2010,12(1)：76.

国家709项目（2006FK130006）

100850北京，军事医学科学院二所（王德文，李杨，徐新萍，李英俊，左红艳，宋良文，王少霞，王水明，孙成峰，彭瑞云）

1.3 模拟掩埋人员不同伤情的动物模型建立方法

1.3.1 单纯缺氧模型将动物置于常压低氧舱内，实验动物常规饮食和饮水，氧含量为10.0%±0.1%。

1.3.2 缺氧合并缺食缺水（即三缺）模型将犬置于常压低氧舱内，氧含量为10.0%±0.1%，同时禁食禁水。

1.3.3 骨折失血复合三缺模型骨折采用单纯开放截骨模型，失血方法为经股动脉插管失血，失血量约占全血容量的30%，完成骨折失血建模后将比格犬置于常压低氧舱内，氧含量为10.0%±0.1%，同时禁食禁水。