便携式加压舱在海军军事医学领域的应用进展
2014-03-08胡慧军范丹峰田丽丽潘树义
胡慧军,范丹峰,田丽丽,潘树义
便携式加压舱在海军军事医学领域的应用进展
胡慧军,范丹峰,田丽丽,潘树义
介绍了高压氧治疗的军事应用定位,分析了国内外便携式加压舱技术的发展趋势,阐述了海军部队配置便携式加压舱的主要用途和应用前景,指出了便携式加压舱在未来的海军部队有着广泛的应用前景,并且可以推广到民用。[关键词]便携式加压舱;高压氧治疗;加压治疗;海军军事医学
0 引言
高压氧治疗是一种通过在高气压环境中吸氧而达到治疗疾病目的的手段。近期的资料显示,我国共有氧舱5 000多台,氧舱数量居世界第一,治疗患者数量居世界第一。近年来,国内多数二级及以上医院都配备了高压氧舱。高压氧舱已成为现代化综合医院不可缺少的组成部分。
目前,国内外公认的高压氧适应证包括急性有害气体中毒,急性气栓症,急性减压病,溺水、电击、窒息等心肺复苏后的脑功能障碍,脑水肿,肺水肿,挤压伤,各种难治性伤口,厌氧菌感染,断肢(指、趾)及皮肤移植术后血运障碍以及烧伤等10余种伤病。高压氧治疗对这些疾病的救治有良好的作用[1]。
1 高压氧治疗的军事应用定位
在军事战争中,高压氧的应用与战争所致的创伤类型有关。综述可以查阅的军事医学资料,世界各国使用高压氧治疗的创伤主要包括厌氧菌感染(气性坏疽、破伤风、部分需氧和厌氧菌导致的软组织感染)、挤压性损伤(筋膜间隙综合征)及其他外周创伤性局部缺血、爆炸伤、火器伤、皮肤和皮瓣移植、部分难以愈合的伤口、难治性骨髓炎、烧伤或烫伤、颅内脓肿、辐射损伤、意外失血性贫血等。高压氧对高原地区常见的高原病效果显著。对于与空军和海军相关的疾病,如飞行员高空减压病,潜水员或潜艇艇员潜水减压病、肺气压伤,舰员的急性有害气体中毒,高压氧治疗是特效和首选的治疗手段。
普通的高压氧治疗设备较庞大,主要建于后方医院,如何让战、创伤伤员在第一时间得到快捷、有效、合理的高压氧治疗是一个十分迫切的问题,对保存部队战斗力也有重要作用。因此,便携式加压舱在战创伤救治中有一定的应用价值。此外,便携式加压舱除能有效应对战伤救治任务外,还适用于各种突发灾害的医学救援。
2 国外便携式加压舱的技术发展趋势与现状
国外便携式加压舱最早出现于20世纪40年代,由德国Drager公司设计制造,舱体由直径不等、可伸缩的多个金属筒体构成,供单人使用[2]。20世纪八九十年代,日本、尼泊尔及美国有关于登山过程中发生急性高山病后使用轻便折叠加压舱(袋)进行加压治疗的报道,如Gamow袋[3]。起初,Gamow袋的应用压力较低,主要是在高原时维持舱内压力在平原的大气压水平,稳压时间为6~8 h,主要用于高原病的预防与治疗。后由于医学救治的需求,经过改进后的Gamow袋的工作压力能够达到0.20MPa;在0.15MPa时维持稳压时间达到10 d,在急救医学,特别是急性一氧化碳中毒救治方面起到很好的疗效[4]。
近年来,美国和欧洲有多个厂家生产便携式高压氧舱,价格在几万到十几万美元不等,多家公司还办理临时租借业务以满足登山者的需求。美国食品和药物管理局也已经批准便携式轻便高压氧舱作为第二类医疗器械上市,在医生处方情况下个人可以购买和使用,主要用于治疗急性高山病,其治疗压力不超过0.13MPa。在医生处方的情况下,可以在高压环境下通过面罩吸入体积分数为85%~96%的氧气以加强疗效,但舱内的氧气体积分数要控制在25%以下,以免增加发生火灾的危险。
在潜水作业和援潜救生实践中,美国海军深切体会到极需要一种在应急情况下能方便使用、易于携带、可折叠的高压后送担架(emergency evacuation hyperbaric stretcher,EEHS),以便为患有减压病、肺气压伤(动脉气栓症)和其他创伤的潜水员和/或失事潜艇艇员等提供在压力条件下紧急后送至陆上医院进行加压治疗的运输工具。EEHS主要由以下部分组成:担架主体,内置式吸氧面罩,带滚轮的垫子,观察窗,1只递物舱,通话系统;2只贮气瓶,1只为空气瓶,另1只为氧气瓶;1只控制箱,内装有2只调压阀和1只呼吸气控制阀;2只包装箱。该担架的参数主要有:长2 245mm,直径592mm,最大工作压力0.21MPa,质量55 kg。2006年,美海军在阿富汗战地医院曾使用EEHS治疗过急性一氧化碳中毒患者[5]。现在,EEHS已成为美国海军援潜救生系列装备的一个组成部分。
英国SOSHYPERLITE公司网站中显示,其生产的便携式高压担架能治疗减压病、气栓症、一氧化碳中毒等,可用于战地医院、空中转运等。目前,美国陆、海、空军、海岸警卫队和美国国家航空及太空总署都是上述便携式高压担架的购买和使用者[2]。
意大利GSE系列FoldaRec型便携式加压舱的舱体由软质材料构成,可折叠;同类加压舱之间可实现相互对接;额定最高工作压力约为0.5MPa;系统自身质量约90 kg(不含选配部分),工作状态下最大直径约610mm,最大长度约2 100mm[2],折叠后体积约为0.17m3;便于存放,展开、撤收时间短,使用方便,可以在相对狭小的空间展开使用,如小型潜水工作船、轻型飞机、直升机等[2]。
3 国内便携式加压舱的技术发展趋势与现状
国内最早于1991年由军事医学科学院卫生学环境医学研究所王贺新等研制成功了折叠式轻便加压舱,申报了专利,并已经成功装备高原部队,产生了显著的军事效益和社会效益。其极限压力为0.18MPa;在工作压力不超过0.15MPa时,安全系数高[6],只能用于高原地区治疗高原反应。据国家科技部网站发布的消息,2007年,海军某医学研究所自主研制的便携式医疗加压舱通过专家鉴定后正式定型生产,从而解决了潜水作业人员患急性潜水病时难以有效实施紧急救治、后送和转运的难题,但目前尚未见应用的相关报道。2010年,青海玉树发生地震灾害,全国军地医疗及工程救援人员火速赶往救援,多数救援人员因急性高原反应而发生非战斗减员。当地医院由于条件所限,没有高压氧设备,多台便携式高压氧舱在疾病救治中发挥了重要作用,提高了部队的战斗力。
近年来,国内有多个厂家生产便携式高压氧舱,价格在几万到十几万元人民币不等,但产品质量不尽相同,工作压力均不超过0.13~0.15MPa,不能在高压环境下完成吸纯氧。
部分世界著名运动员通过高压氧治疗恢复体能的事实催生了便携式高压氧舱(体能恢复舱)在中国体育界的应用。国内使用便携式高压氧舱的用户主要包括2大类:(1)驻高原地区部队、哨所、施工单位用于治疗高原缺氧;(2)部分体育运动队用于运动员恢复体能、缓解疲劳、促进乳酸等代谢产物吸收。
除此以外,2004年,国内某公司开发出车载移动式医用高压氧舱,并申报国家实用新型专利。
4 海军部队配置便携式加压舱的主要用途
现代海上战争中,舰船是最基本的作战单位,武器杀伤效能更大,伤情更加复杂,使得救治工作的开展更加困难。在以下特殊疾病的救治过程中,高压氧的地位不容忽视、不可替代。
4.1 治疗高空减压病、潜水减压病、肺气压伤伤员
舰载机飞行员在空战中可能因座舱失密导致高空减压病[7]的发生。潜艇艇员脱险时,潜水员未按减压表规定减压可能导致潜水减压病、肺气压伤[8]。早期进行加压治疗是该病的特效和首选治疗,可最大限度地改善伤员预后,而延迟治疗可能遗留永久性后遗症。放置在舰艇上的便携式加压舱可以完成此项治疗。
4.2 转运减压病、肺气压伤伤员
严重的减压病、肺气压伤伤员在舰船上无法救治时,必须经救护飞机尽快转运。由于飞机需在一定的海拔高度飞行,随着高度的升高,大气压力下降,飞行途中可能造成人为的减压,进而加重减压病伤员的病情。在没有增压设备的情况下,飞机转运属于禁忌,这时,放置在救护飞机上的便携式加压舱发挥着不可替代的作用。
4.3 治疗厌氧菌感染
战伤合并厌氧菌感染[9]非常多见。在高压氧环境下,需氧菌和厌氧菌的生长都受到抑制,因而,高压氧治疗利于控制全身及局部感染;高压氧治疗还可以增强吞噬细胞、中性粒细胞的作用,与抗生素联合应用有协同作用。高压氧联合抗感染药物的作用十分显著[10]。
4.4 加速战创伤创面及手术伤口愈合
研究表明,在高压氧环境下血氧含量增高,组织氧的运输增加,改善毛细血管的通透性,减少渗出,降低局部组织水肿,减轻对组织微循环的压迫;其次,在高压氧环境下,成纤维细胞、血管内皮细胞、上皮细胞处于高度分裂增殖状态,加速毛细血管增生,促进侧支循环形成,从而促进伤口和骨折愈合[11]。
4.5 治疗各种急性有害气体、烟雾吸入、毒物中毒
舰船舱室空间狭小,与外界空气交换不畅,有害物质在舱室中积累,会直接或间接地对舰上人员造成危害,影响其正常工作和生活[12-16]。研究表明,舰上的有害物质包括一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、氰化氢、四氯化碳等有害气体、毒物数十种[17]。高压氧是治疗上述毒物中毒的有效方法之一,尤其是改善上述毒物导致的缺氧。
4.6 治疗烧伤
烧伤在历次海战伤中都占有相当高的比例,高压氧在帮助创面愈合、促进移植皮瓣存活等方面的作用被国内外医学界广泛接受[18-19]。
5 便携式加压舱的应用研究前景
随着我国海军战略转型的全面推进,舰载便携式加压舱的研究有了更大的应用空间和支撑点。便携式加压舱需要实现一舱多用:既能完成减压病、肺气压伤等疾病的治疗,又能完成患者的转运;既能完成较高压力的加压治疗,又能完成常规患者的普通高压氧治疗。便携式加压舱需要优化供排氧、供排气系统;提高机动、便携的性能;改进舱体材料,使其耐压性能,耐高湿、高盐等海上异常环境的性能有所提高;改造舱内结构和生命支持系统,提高安全性、舒适性。总之,便携式加压舱在未来的海军部队有着广泛的应用前景,并且可以推广到民用,例如危重患者的床旁高压氧治疗,可大大提高救治效率。
[1] 高春锦,杨捷云,翟晓辉.高压氧医学基础与临床[M].北京:人民卫生出版社,2008:105-109.
[2] 于峰涛,顾秀良,翁永斌,等.国外常见便携式加压舱比较及GSE24 FoldaRec型便携式加压舱性能分析[J].中华航海医学与高气压医学杂志,2013,20(2):134-136.
[3] Kasic JF,Smith HM,Gamow R I.A self-contained life supportsystem designed for usewith a portablehyperbaric chamber[J].BiomedicalSciences Instrumentation,1989,25:79-81.
[4] Jay GD,TetzD J,Hartigan CF,etal.Portablehyperbaric oxygen therapy in the emergency departmentwith themodified Gamow bag[J]. Annalsof EmergencyMedicine,1995,26(6):707-711.
[5]Lueken R J,Heffner A C,Parks PD.Treatmentofsevere carbonmonoxide poisoningusinga portablehyperbaric oxygen chamber[J].AnnalsofEmergencyMedicine,2006,48(3):319-322.
[6] 王贺新,吕永达,马智,等.高原轻便加压舱(袋)的研制[J].解放军预防医学杂志,1992,10(2):97-100.
[7] Jersey S L,Hundemer G L,Stuart R P,et al.Neurological altitude decompression sicknessamong U-2 pilots:2002-2009[J].Aviation,Space,and EnvironmentalMedicine,2011,82(7):673-682.
[8] Vann R D,Butler FK,MitchellSJ,etal.Decompression illness[J]. Lancet,2011,377(9 760):153-164.
[9] Brook I.Managementofanaerobic infection[J].ExpertReview of Anti-Infective Therapy,2004,2(1):153-158.
[10]Giamarellou H.Anaerobic infection therapy[J].International Journal ofAntimicrobial Agents,2000,16(3):341-346.
[11]Bhutani S,Vishwanath G.Hyperbaric oxygen and wound healing[J]. Indian Journalof Plastic Surgery,2012,45(2):316-324.
[12]Weaver LK.Carbonmonoxide poisoning[J].The New England JournalofMedicine,2009,360:1 217-1 225.
[13]Lawson-Smith P,Jansen EC,Hyldegaard O.Cyanide intoxication as part of smoke inhalation——a review on diagnosis and treatment from theemergency perspective[J].Scandinavian Journalof Trauma,Rresuscitation and EmergencyMedicine,2011,19:14.
[14]TomaszewskiCA,Thom SR.Useofhyperbaricoxygen in toxicology[J]. Emergency Medicine Clinics of North America,1994,12(2):437-459.
[15]Lindenmann J,MatziV,Neuboeck N,etal.Severehydrogen sulphide poisoning treated with 4-dimethylaminophenol and hyperbaric oxygen[J].Divingand Hyperbaric Medicine,2010,40(4):213-217.
[16]Burkhart K K,Hall A H,Gerace R,et al.Hyperbaric oxygen treatment forcarbon tetrachloride poisoning[J].Drug Safety,1991,6(5):332-338.
[17]方晶晶,何艳兰,许林军,等.舰艇舱室封闭环境中挥发性化合物分析[J].舰船科学技术,2013,35(6):90-95.
[18]CianciP,Slade JB Jr,Sato RM,etal.Adjunctive hyperbaric oxygen therapy in the treatmentof thermalburns[J].Undersea&Hyperbaric Medicine,2013,40(1):89-108.
[19]Wasiak J,Bennett M,Cleland H J.Hyperbaric oxygen asadjuvant therapy in the management of burns:can evidence guide clinical practice[J].Burns,2006,32(5):650-652.
(收稿:2013-10-25 修回:2013-12-31)
Application progress of portable hyperbaric chamber in navy military medicine
HU Hui-jun1,FAN Dan-feng1,TIAN Li-li2,PAN Shu-yi1
(1.Department of Hyperbaric Oxygen,Navy General Hospital,Beijing 100048,China; 2.Training Center for Health Technological Staff,Navy General Hospital,Beijing 100048,China)
The military orientation of hyperbaric oxygen therapy is introduced.The trends of the portable hyperbaric chamber in foreign countries and China are analyzed.The uses and prospects of the portable hyperbaric chamber in navy troops are described.The portable hyperbaric chamber also can be applied for civilian use.[Chinese Medical Equipment Journal,2014,35(8):109-111]
portable hyperbaric chamber;hyperbaric oxygen therapy;compression therapy;navymilitarymedicine
R318.6;TH772.1
A
1003-8868(2014)08-0109-03
10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.08.109
国家高技术研究发展计划(863计划)重大项目(2013AA041201)作者简介:胡慧军(1974—),男,副主任,副主任医师,主要从事高压氧治疗的临床应用研究,E-mail:huhuijunvip@139.com。
100048北京,海军总医院高压氧科(胡慧军,范丹峰,潘树义),技术干部培训中心(田丽丽)
潘树义,E-mail:psy9992011@163.com