颈部大血管爆炸伤研究现状

朱勋志，欧阳荣键，周旭华，谭颖徽

爆炸性武器具有巨大杀伤作用，在军事冲突和恐怖袭击活动中大量使用，据保守估计1999—2006年全球恐怖爆炸事件增长了4倍，与之相关的受伤害人数增加了8倍[1]，爆炸损伤成为现代军事环境中最常见的战斗致伤机制，造成美军在伊拉克和阿富汗战争中70%的战斗伤亡[2]。在我国工农业生产生活中，易燃易爆物品等民用爆炸事故增多，也造成大量爆炸伤害[3-4]。因此，爆炸性损伤近年来受到国内外媒体和研究人员的广泛关注[5]。颈部密集分布许多重要器官，主要的大血管位置相对表浅，低能量损伤即可构成致命伤害，与颈动脉创伤相关的病死率高达50%[6]，无论平时或战时颈部大血管创伤均较常见[7]。因此，医护人员应该正确掌握颈部大血管爆炸伤发病规律及损伤机制，最大限度地挽救伤员的生命。

1 颈部爆炸伤亡流行病学特征

21世纪以来的现代战争中，与身体其他部位相比，头部、面部和颈部创伤发生率持续上升[8-11]，其原因主要是现代防弹衣在减少胸腹致命伤害方面效果显著[8-11]，以及大量爆炸性武器使用所致损伤比例增高[8,10,12]。头部、面部和颈部区域仅占全身体表面积的12%，却是美军伊拉克战争创伤总数的36.2%[11]，也有报道[2]为34%，其中由爆炸所致的创伤为64%～87%，枪伤为8%～20%[9]。具体到颈部，美军(2003—2008年)在伊拉克和阿富汗战争中颈部损伤发生率平均为5.2%[13]，英军(2003—2008年)颈部损伤高达11%[9]，另外报道(2006—2010年)为10%[10]，英国学者分析[10,13]美军颈部创伤发生率低于英军的主要原因是其普遍使用具有防护作用的防弹衣领。颈部创伤最常见的致伤机制是爆炸性破片所致穿透性损伤[14]。在颈部穿透伤中，颈内、外静脉血管损伤率为15%～25%，颈动脉损伤率为10%～15%；在大动脉损伤中，以颈总动脉损伤最常见，其次为颈内动脉、颈外动脉损伤[15]，椎动脉损伤较少见[16]。颈部血管损伤时，有8%～25%的伤员出现明显的血管损伤症状：活动性出血、逐渐增大的血肿或失血性休克等[17]。White等[18]利用美军联合战场创伤登记数据库(JTTR)，统计分析了美国(2002—2009年)现代战争中血管损伤的流行病学特征，多数部位血管损伤比例与第二次世界大战报道接近，但颈动脉(7%)和主动脉(3%)损伤的发生率较以往升高。

为了解颈部战创伤死亡原因和长期并发症，Breeze等[10]对英军(2006—2010年)所有颈部受伤人员分析显示，出血是最常见的死亡原因，其次是脊髓损伤。颈部79%的伤口由爆炸伤害所致，与之相关的病死率为41%，破片损伤发生率为74%，仅由爆炸破片单一因素所致死亡最常见的原因是大血管损伤(85%)，主要是颈内静脉，颈总动脉，颈内、外动脉。颈前部受伤比例为85%，颈后部仅为15%，Ⅱ区是爆炸破片最常见的受累区域，病死率最高，幸存者中Ⅰ区损伤并发症发生率最高，16%的幸存者在1年内表现出并发症，最常见的是臂丛神经损伤所致上肢无力或喉部创伤后声音嘶哑[19]。快速失血、血肿压迫气道、缺血性脑中风是颈动脉损伤后死亡的三大原因[20]。Eastridge等[21]对4 596例战场死亡事件(2001—2011年)回顾分析表明，可挽救性死亡伤员死亡原因主要为出血(90.9%)和气道梗阻(8.0%)，颈部出血所致死亡占可挽救性死亡比例为6.4%，另一篇类似的研究显示[22](2001—2009年)，伤亡事件中可挽救性死亡伤员80%是由创伤性出血导致，可挽救性死亡伤员21%是由身体交界性部位(颈部、腋窝和腹股沟)的伤口出血造成。出血仍然是导致战场死亡的主要原因，美国2016版《战伤战术救治指南》(TCCC)依然把止血放在伤害控制的首位，由于肢体伤口出血所致病死率显著下降，包括颈部在内的交界性部位出血(不能用肢体止血带控制)已经成为外部出血潜在可预防性死亡的主要原因[23]。

2 颈部大血管爆炸损伤机制及特点

2.1原发冲击波损伤 爆炸冲击波是由爆炸物瞬间释放巨大能量，产生高温高压气体急速膨胀并向周围介质传导而形成。裸炸药爆炸将70%～90%的能量传给冲击波；空中核爆炸将50%的能量传给冲击波。冲击波造成的损伤主要取决于超压峰值、正压时间、冲击频率、人员防护和爆炸环境等。冲击波致伤机制主要有碎裂、内爆、惯性等作用[24]。冲击波超压或负压作用于机体表面并向深层组织传播，释放能量，可造成大面积软组织撕裂毁损，血管受到冲击波作用也可发生损伤。刘建敏等[25]在冲击波致肢体周围大血管损伤的研究中发现，爆炸冲击后组织病理学可见股动脉血管内皮细胞剥脱，血管平滑肌细胞间隙增大呈疏松状，血管的弹力纤维有明显的断裂，部分血管壁全层或部分断裂，导致出血；血管损伤程度与距爆心距离相关，离爆心越近，冲击波超压峰值越高，血管损伤就越重。

刘彦普等[26]在爆炸物对家兔颈部大血管损伤机制研究中表明，爆炸距离为1～2cm，当颈总动脉受到13.3MPa压力时，管壁发生严重的结构损伤，当受到>32.7MPa压力时，动脉可发生断裂、大出血；爆炸距离3cm以上，皮肤所受压力仍为41.3MPa时，皮肤虽无明显损伤，但颈总动脉受到4.1MPa 的压力，亦可发生明显损伤，提示颈部未见明显伤口的伤员，也有发生潜在血管损伤的可能性。刘瑞峰等[27]在爆炸冲击波对家兔颈部大血管损伤机制研究中发现，冲击波可致使大血管内皮受损，变性脱落，中膜断裂，形成继发性假性动脉瘤；大血管内在不同时刻发现血栓形成，颈总动脉以血小板聚集而成的微血栓为主，而颈外静脉血流速度较慢，可发生血栓堵塞管腔现象。此外，血液是一种不可压缩的连续介质，对冲击波具有良好的传导作用，充满血液的血管和血液之间存在密度差异，冲击波对血管系统的损伤可能更显著[25]。高速高压冲击波致伤瞬间，引起大血管急剧的血流动力学变化，可对颈部大血管造成间接损伤作用。爆炸伤后颅内病变以出血为主，说明颈部大血管是冲击波压力致使颅脑损伤的通道或介质[28]。

2.2高速破片损伤 爆炸产生的破片包括原始破片(武器的破片)和次生破片(爆炸产生的碎片)，是颈部创伤最常见的原因，常形成颈部穿透伤，以血管伤居首位，主要症状是伤口出血或脑神经功能障碍。大血管破裂，引起迅猛出血，伤员尚未得到救治或转运途中即死亡；若伤道狭窄，血液流入筋膜间隙内，可形成血肿压迫气道，合并气管、食管损伤则出现呼吸困难、吞咽障碍、皮下气肿等。Breeze等[14]分析英军颈部致伤破片的特征发现，最常见的两种形状是圆柱体(52%)和球体(21%)，残留在颈部的破片85%质量为0.49g。爆炸破片属于高速投射物，其飞行速度可高达1 000m/s，与子弹损伤类似，形成撕裂穿透、瞬时空腔和远达效应，高速投射物对组织产生侧冲力及前冲力，离断组织，形成原发伤道，表现为盲管伤和贯通伤[29]，损伤程度主要取决于破片能量的传递率，而能量的传递率与破片本身及其作用组织的特性有关，破片动能大则形成贯通伤，动能小则形成盲管伤，且异物多存留在组织中。破片对颈部血管的损伤可分为两种类型：直接损伤和间接损伤[30]。直接损伤是指原发弹道所致高速碎片直接击中颈部大血管，造成血管壁切线破裂伤、穿入破裂伤和血管完全断裂等[31]。破片可进入血管内形成动脉或静脉异物栓子，静脉损伤可发生空气栓塞，导致心脑或肺部栓塞，产生严重后果，同时损伤动脉及伴行静脉可形成动静脉瘘。间接损伤是指原发弹道周围的血管损伤，高速破片携带的大量能量散布在组织中，伤后数十毫秒内空腔反复扩大缩小，牵拉、挤压、震荡周围组织，造成远离伤道区组织的挫伤和震荡伤，血管壁尚未破裂，但内膜层和肌层可能已经损伤，可引起严重并发症，如血栓形成、脱落后在远端形成栓塞、继发性出血、假性动脉瘤等。有研究表明[32]对颅面部枪弹伤患者行CT血管成像检查，来自伤道牵拉所致颈动脉间接损伤发生率为2.8%。两次世界大战均有许多继发于颈部或面颊穿透伤后颈内动脉血栓形成的报道[33]。李丹等[34]在犬颈部模拟爆炸条件下颈总动脉的病理改变实验中表明，致伤后距伤道中点1、3、5cm的颈总动脉均有不同程度的损伤，但除距伤道1cm处的动脉内皮损伤较重外，其他距离的内皮细胞和中膜损伤程度无明显差异，同时发现间接火器性损伤后颈总动脉内局部血栓形成逐渐增加，至24h达到高峰，随后缓慢下降。破片在动脉壁周围擦过或存留，可使动脉发生痉挛，严重者可阻止血流通过。破片伤一般不成直线，遇到周围组织阻力时改变方向，特别是遇到颈椎和下颌骨等硬组织，更易于朝抵抗力较小的方向游走，其运动轨迹复杂。高速破片在组织内产生的压力波与爆炸产生冲击波在生物体组织内传播，可叠加形成2个压力波峰值，造成协同致伤效应[35]。爆炸所致破冲复合伤，对组织及血管损伤均较单纯的枪弹伤损伤程度更严重、范围更广泛[34]。

2.3其他类型损伤 爆炸气流使伤员身体移位、重物挤压或撞击周围物体，可导致颈部钝性损伤。颈部钝性暴力可致血管内膜损伤、夹层分离和血栓形成，一般不易被及时发现，血管实际创伤程度要比受伤当时外部表现严重得多，如创伤后颈动脉、椎动脉栓塞[33,36]。在钝性动脉损伤时，完全破裂的血管中有80%～90%的动脉血管先发生内膜撕裂。内膜撕裂后，卷曲浮起，创面血栓形成，逐渐增厚，沿管腔上下伸延，可将动脉完全闭塞，血栓常形成于颈总动脉分叉平面以上1～3cm[31]，临床表现为脑缺血所致颅神经损害体征、短暂脑缺血发作、Horner综合征等。若内膜和中层撕裂，在动脉压作用下可形成剥离性动脉瘤。当颈部损伤患者发生颅内病变的神经系统征象时，应注意创伤后颈动脉栓塞的可能性，自受伤到出现严重神经系统症状之间有一个清醒的时间间隔，为颈动脉栓塞的特征[37]。动脉血管富含弹性纤维，一般不易断裂，但颈内动脉通过颈内动脉孔入颅，上端几乎固定，当颈部受到火器伤的剧烈牵拉或其它外力过度伸展或旋转时可发生断裂[30]。此外，爆炸可致颈部大面积烧伤，加重颈部创伤救治难度。

3 小结

现代战场中爆炸性武器频繁使用，使伤情结构和特点发生改变[38]。简易爆炸装置(IED)被认为是导致21世纪战争中头颈部损伤增加的主要原因[7]。颈部处于上接头颅，下连躯干的特殊位置，解剖结构紧凑，除大血管外，还有神经，呼吸、消化道，颈椎和脊髓等重要结构，彼此关系紧密，常出现合并损伤，其中颈部大血管损伤的处理尤为棘手[39]，特别是颈部穿透伤的管理，长期存在较大争议[40]。值得注意的是，颈部大血管损伤的同时，可能伴有全身其他部位威胁生命的创伤，需要专业的知识和丰富的经验妥善处理，才能避免灾难性后果。未来对于颈部战创伤的救治及防护[13,41]，将成为研究人员关注的热点问题。