军事训练伤中热射病的特点与预防策略
2019-07-17曹德康
曹德康,王 欣
热射病是重症中暑的一种类型,由于暴露在高温高湿环境中导致机体核心温度迅速升高,超过40 ℃,伴有皮肤灼热、意识障碍(如谵妄、惊厥、昏迷)等多器官系统损伤的严重临床综合征[1]。多年以来,部队实战化军事训练强度和难度明显加大,再加上季节性的气温升高和地域性的湿度增大,热射病已成为军事训练伤中导致器官损伤的主要病种,发病率呈逐年上升的趋势,给官兵身体健康和生命安全带来了严重威胁[2,3]。热射病分为劳力型热射病(exertional heat stroke, EHS)和经典型热射病(classic heat stroke, CHS):前者是中暑中最严重的类型,累及器官多,损伤器官重,发展速度快,救治难度大,病死率高,常见于健康年轻人、军人(参加军事训练的官兵)和运动员[3-5];后者多见于年老、体弱和有慢性疾病的患者,在高温不通风环境下,由于调节中枢功能障碍引起散热减少的致命性急症[6]。
笔者结合武警部队训练任务特点,从热射病的流行病学、临床表现、发病机制、急救措施和预防对策等方面,对夏季高温条件下如何科学组训和训练中的自我防护,进行中暑预防知识普及,增强官兵对热射病预防的重视程度,提高官兵热射病的防治能力,对部队科学开展军事训练工作具有重要意义。
1 流行病学
1.1 发病率和病死率 CHS在夏季高温期间人群发病率为(17.6~26.5)/10万,住院病死率为14%~65%,ICU患者病死率>60%[4-9];EHS合并低血压时病死率>30%[9]。美国2006-2010年至少有3332人因热射病而死亡,与21世纪50年代热射病同期的死亡人数相比,增加2.5倍[4-9]。《现代中暑诊断治疗学》中提到,热射病病死率随着受损系统器官数目的增多而上升,至6个系统器官衰竭时,病死率达100%。
1.2 气象指征 实验表明,中暑发生率明显增高的气象条件主要是高湿度和高气温同时存在,例如,日平均气温30~31 ℃,相对湿度73%,日最高气温37 ℃时中暑人数急剧增加[10]。美国国家气象中心依据温度、相对湿度等相关气象因子提出了热指数概念。热指数是指不同湿度和气温情况下机体感受到的热度[11],应用温度和相对湿度运算得出的数值,比气温单一指标更为合理。热指数和热射病的发病率呈正相关性。当热指数超过41时,热射病发病率增高;当热指数超过54时,极易发生热射病[8,10]。
1.3 易感因素 患有基础疾病、营养不良或肥胖、体能较差、饮水习惯不好、睡眠不足、心理应激反应大、训练前存在急性炎性反应,以及训练前未进行充分热适应都可能是EHS发病的易感因素[9-11]。可归纳为环境因素、个体差异、组织因素及遗传因素四个方面。(1)环境因素:在高温、高湿、对流差、辐射强的环境中长时间工作或强体力劳动,且无充分防暑降温措施时,缺乏对高热环境适应能力者极易发生中暑[12]。湿球黑球温度(WBGT)指数综合考虑了空气温度、湿度、风速和辐射4个因素,可简化评估热射病发生的风险[13]。(2)个体差异:除环境因素外,导致EHS和CHS发生的危险因素在不同个体上也存在明显的差异。个体差异包括个体潜在疾病、身体状况差、脱水、睡眠不足、营养不良或超重、不适应热环境等均可增加热射病的发病风险[14]。每个人的体质存在差异,能够接受的训练强度和受热程度也大不相同,所以,遇到湿热环境可能表现出不同症状。(3)组织因素:在与身体不适宜、不匹配的强度下训练,不恰当的训练周期、不适当的补液疗法、缺乏适当的医疗诊断均可增加EHS的发病风险。事实证明,美国军队和以色列国防军都有防治中暑相关训练安全指南,有利于降低EHS的发病率和病死率[15]。(4)遗传因素:热射病患者存在一定的遗传倾向,部分热射病患者存在RyR1内质网全身通道蛋白-1基因突变,RyR1为骨骼肌肌质网Ca2+释放通道,也是肌肉兴奋收缩耦联的关键蛋白。在受到热应激时,肌细胞胞质内Ca2+浓度迅速增高,使肌肉挛缩,产热急剧增加,体温迅速增高,导致热射病[16]。
2 发病机制
机体散热与产热失衡是热射病发病的主要机制。近期临床和实验证据进一步表明热射病较高的病死率可能是由于热细胞的毒性、凝血机制的紊乱、继发于肠道和其他器官损伤的全身炎性反应综合征(SIRS)等复杂的相互作用所致[17]。身体的热量主要是由外界环境获得和自身代谢产生的,机体必须将过多的热负荷发散出去,并维持机体温度在37 ℃,该过程就叫做体温调节[18]。在高温高湿的环境中进行高强度体能训练作业,皮肤表面温度升高,会引起机体内部与皮肤之间的温度梯度消失,体温将会不断上升。这种剧烈的运动产生的热量是静息耗能的15~20倍。如果热量不能及时从体内散发出去,体温每5分钟便会升高1 ℃[19]。体温长时间维持在40 ℃以上,便会导致热射病的发生[20]。
动物和细胞模型实验研究表明,高热可以直接造成组织损伤。根据对马拉松运动员、健康人或接受全身热治疗的癌症患者的跟踪观察结果表明,人类的临界高体温阈值是41.6℃,持续45 min~8 h。在极度高温49~50 ℃的情况下, 5 min内就会发生细胞结构的破坏和细胞坏死[20]。高温持续的时间和组织的损伤阈值决定了损伤程度的高低[21]。在分子水平上,足够的热暴露可以导致蛋白变性;在细胞水平上,可以导致细胞膜完整性、细胞骨架、细胞核的损伤,最终导致细胞死亡[22]。
3 临床表现与诊断
器官受损的表现:(1)中枢神经系统受损。早期即可出现严重神经系统功能障碍,特征为躁动、谵妄和昏迷。还可出现其他神经系统异常表现,包括行为怪异、角弓反张、幻觉、去大脑强直、小脑功能障碍等。(2)凝血功能障碍。临床表现为皮肤淤斑、穿刺点出血及淤斑、结膜出血、黑便、血便、咯血、血尿、心肌出血、颅内出血等。(3)肝功能损害。重度肝损害是EHS的一个固有特征。天冬氨酸转氨酶(AST)、丙氨酸转氨酶(ALT) 、乳酸脱氢酶(LDH)在发病后迅速升高,3~4 d达峰值,之后逐渐下降,而胆红素的升高相对滞后,通常在热射病发病后24 ~72 h开始升高。(4)肾功能损害。多与横纹肌溶解有关。表现为少尿、无尿,尿色深,为浓茶色或酱油色尿。25%~30%的EHS患者和5%的CHS患者出现急性少尿型肾衰竭[1,10]。(5)呼吸功能不全。早期主要表现为呼吸急促、口唇发绀等,可发展为急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。(6)急性胃肠功能损害。腹痛、腹泻、水样便、消化道出血较常见。(7)心血管功能不全。低血容量性休克,表现为低血压,心动过速(心率大于130次/min)、心律失常等。(8)横纹肌溶解。表现为肌肉酸痛、僵硬,肌无力、茶色尿,血尿,后期可出现肌肿胀、骨筋膜室综合征[1,10]。
4 急救措施
早期识别并快速降温能明显降低热射病的发生率及病死率[23]。故急救的三个关键点为快速、有效、持续降温,迅速补液扩容和有效控制躁动和抽搐,其中第一时间进行快速、有效、持续降温是避免病情加重的最有效措施[24]。现场早期处置中应遵守“边降温边转运”的原则,同时实施以下三个关键急救措施。
4.1 快速、有效、持续降温 首先,快速脱离高温、高湿环境,转移至通风阴凉处,尽快除去全身衣物以利散热;第二步,快速测量体温,建议使用直肠温度来反映核心温度,如果现场不具备测量核心温度(直肠温度)的条件,也可测量体表温度(腋温或耳温)[25];第三步,现场降温,建议核心温度在30 min内降至39.0 ℃以下,2 h内降至38.5 ℃以下。
降温方法可根据现场条件灵活选择,亦可多种降温方法联用。目前现场可供选择的降温方法包括:(1)蒸发降温。用凉水(水温15~30 ℃)喷洒或向皮肤喷洒水雾同时配合持续热空气扇风(45 ℃),维持皮肤温度在30~33 ℃以防止血管收缩。(2)冷水浸泡。用大型容器(如浴桶、水池)将患者颈部以下浸泡在冷水(2~20 ℃)中,该方法是现场最高效的降温方式。(3)冰敷降温。使患者头戴冰帽或头枕冰枕,或将纱布包裹好的冰袋置于颈部、腹股沟、腋下等血管较丰富、散热较快的部位进行降温。应注意每次放置不多于30 min,冰敷时需注意观察局部皮肤色泽变化,以免冻伤。(4)体内降温。用4~10 ℃生理盐水胃管灌洗或直肠灌洗;快速静脉输注4 ℃的冷盐水也可实现有效降温,尤其适用于存在脱水的EHS患者,常作为综合治疗的一部分。该方法的关键是保持较快的输注速度,否则达不到降温效果。同时应注意监测核心温度,使其不低于38.5 ℃。(5)药物降温。由于热射病发病早期多存在体温调节中枢功能障碍,因此在现场救治中不建议使用药物降温[1,26]。
4.2 迅速补液扩容 现场快速建立静脉通路,输注液体首选含钠液体(生理盐水或林格液),在补液的同时可补充丢失的盐分。根据患者反应(血压、脉搏和尿量等)调整输液速度,同时避免液体过负荷。应注意早期不要大量输注葡萄糖注射液,以免导致血钠在短时间内快速下降,加重神经损伤[1,27]。将昏迷患者头偏向一侧,保持其呼吸道通畅,及时清除气道内分泌物,防止呕吐误吸。对于意识不清的患者,禁止喂水。现场救治过程中应持续监测脉搏血氧饱和度(SpO2)。首选鼻导管吸氧方式,维持SpO2≥90%[1,10]。
4.3 控制抽搐 抽搐、躁动会使产热和耗氧量增加,加剧神经系统损伤,因此,现场控制抽搐、躁动非常关键。可给予镇静药物使患者保持镇静,防止舌咬伤等意外伤。躁动不安的患者可用地西泮10~20 mg,静脉注射,在2~3 min内推完,如静脉注射困难也可立即肌内注射。首次用药后如抽搐不能控制,则在20 min后再静脉注射10 mg,24 h总量不超过50 mg。抽搐控制不理想时,可在地西泮的基础上加用苯巴比妥5~8 mg/kg,肌内注射[1]。
5 预防策略
与其他重症疾病不同的是,热射病是完全可以提前零级预防减少发病率的。降低热射病病死率的关键在于预防,而非治疗。热射病的预防可以从以下六个方面考虑。
5.1 日常健康教育 对所有参训人员、保障人员、医务人员进行热射病的日常健康教育和预防知识培训,熟悉EHS的早期临床表现、掌握急救措施和预防对策等相关知识,可以采取观看录像片、发放中暑预防手册、聘请专家授课等多种教育手段进行知识普及和宣教,并以学习中现场演练,学习后考核为配合措施加以落实,提高参训人员识别环境风险的认识及自我保护的意识,增强组训人员和医务人员对热射病的应急处置能力,把防治热射病的重心放在平时,放在预防。
5.2 训练前身体排查 对参训人员的健康状况进行早期筛查,包括上呼吸道感染、发热、胃肠功能紊乱、中枢神经系统功能障碍、汗腺失调、大范围的瘢痕、心血管疾病、甲状腺功能亢进、嗜铬细胞瘤、传染病、糖尿病、精神疾病、帕金森病等潜在疾病,应根据其身体状况制定个体化的训练计划,必要时暂停训练;对一周内患有上呼吸道感染、腹泻等急性病愈后人员应予以重点关注,避免带病训练;对新入伍战士、肥胖或超重、身体健康状况不佳的人员及时评估,合理安排训练强度;对有关节损伤的人员,应禁止训练。
5.3 科学安排训练 根据季节和地域特点合理安排时间,尽量避开气温较高的时段,缩短在高温环境中连续训练的时间;在大强度训练前应合理安排休息时间,充足的睡眠可使大脑和身体各系统得到放松;长跑训练每周不宜超过4次,最好与日常训练穿插隔日进行,在耐热力允许的条件下增加热刺激及训练的量;训练强度应遵循长短距离、高低强度交替的原则。
5.4 热习服训练 热习服训练是在体能训练基础上完成的适应高温、高湿环境的特殊训练,是一项行之有效的提高个体耐热能力的措施[2,27]。由寒区或温区进入热区训练/作业,或者每年夏初进行高强度训练之前,应进行热习服训练。热习服训练的环境温度应由低到高,避开极端高热天气;训练强度逐步增加,以不超出生理耐受为限;每日训练1~2次,每次训练时间为1.5~2.0 h(不少于50 min);总训练次数不少于6~12次,训练周期10~14 d。热习服达标标准为:(1)无不适症状,感觉舒适;(2)心率在训练后10~15 min接近训练前水平;(3)体温升高幅度下降;(4)出汗量增加。机体在热习服训练后会发生一系列生理改变,包括:心血管耐力增大,体温调节能力增强,运动时皮肤血流量增加,出汗量增加,汗中含盐浓度下降,基础代谢率降低,血液的容积增加,热环境自觉舒适度增加等[2,27]。
5.5 训练中加强监测 对体质较弱的参训人员加强医学监督,在训练中对重点人员(具有易感因素)及表现异常人员(面色苍白、面色潮红、精神/行为异常、自觉身体不适等)测量核心温度可预防或尽早发现热射病。一旦发现核心温度超过39 ℃时应停止训练,迅速降温,待体温恢复正常后再继续训练[28]
5.6 训练中及时补水 健康人体重丢失超过2%极易发生热射病。在高热高湿环境中进行大强度训练时每小时脱水可达1~2 L,因此,美国运动医学会(ACSM)建议每小时补含钠饮品1 L[29]。需注意的是,运动中补充大量普通饮用水易引起低钠血症,可诱发热痉挛和热晕厥。出现低钠抽搐时可口服等渗盐液,或者口服榨菜+矿泉水快速补钠,以缓解痉挛[30]。
综上所述,针对部队军事训练中EHS的预防、急救,需要贯穿训练的始终,训练前对参训部队进行热射病相关知识的宣传教育和热习服训练;训练中合理安排时间、强度,做好身体监测和营养水分的补给;训练后进行充足补水和身体放松康复,全方位、多层次、全覆盖进行积极预防和联合干预,可以减少热射病的发生,逐渐提高参训人员对高温、高湿环境的生理和心理耐受限度,从而保证战斗力,高质高效完成各项军事任务。