潜水员气体栓塞及其加压治疗

官振标，董宇超，周燕燕，徐佳骏，俞旭华，刘文武

气体进入机体血管系统，则可能导致气体栓塞（gas embolism）。根据进入血管的不同，可以分为动脉气体栓塞（arterial gas embolism，AGE）和静脉气体栓塞（venous gas embolism，VGE）［1-2］。大部分的气体栓塞为医源性，经皮肺活检/肿瘤消融可能会导致AGE，静脉注射造影剂时则可能会导致VGE。在潜水医学领域中，AGE 和VGE 都是相对常见的疾病。潜水员出水速度过快、上升过程中屏气或肺本身存在病变等情况时［2-4］，由于肺内气体膨胀不能顺利排出，则会导致肺部损伤（肺气压伤）。肺血管撕裂后气体进入血管（主要是动脉），导致AGE。如果潜水员上升过程中屏气，即使上升1 m 也有可能导致肺气压伤和气体栓塞［5］。对于有肺部疾病，如肺大疱和哮喘的潜水员，即使正常上升，也可能会发生AGE；水下或空气中炸弹爆炸产生的冲击波，也会导致类似于潜水肺气压伤的情况。此外，潜水员在水下工作一段时间后，按照一定的程序减压上升，溶解在机体内的气体（主要是惰性气体，如氮气、氦气）会原地“逸出”，可能会导致VGE。无症状的VGE 通常发生在潜水员出水之后，其他情况的环境气压下降也会发生VGE，例如乘坐军用飞机、低压舱暴露，或者商业航班飞行过程中舱压意外下降。

2 气体栓塞的致病机制

对于正常人体，静脉内注入少量气体可耐受，因为肺毛细血管可过滤少量的气泡，从而不会产生临床症状。但是，大量气泡进入血管后会引起肺毛细血管内皮损伤，导致肺水肿、咳嗽、呼吸困难等症状。如大量气体进入静脉，如果超过了肺毛细血管过滤能力，气泡则可能进入动脉循环，造成AGE，尤其是存在从右向左的分流或卵圆孔未闭时［6］。研究显示，约27%的正常人群存在从右向左的分流或卵圆孔未闭［7］。针对潜水员警报网报告的441 例减压性疾病分析显示，仅3.9% 的患者诊断为AGE［8］。需要指出的是，动脉内即使注射少量空气，也可能出现相应的临床症状。

有多种机制参与了气体栓塞对机体的损伤。进入血管的气泡，一方面通过机械作用，导致组织损伤，如心脏内“气阻（vapor lock）”以及直接血管闭塞；另一方面气泡通过气/液界面活化一系列生化反应，产生级联效应，导致组织损伤。静脉内的气泡进入到心脏，在心脏收缩的作用下产生泡沫状血液，阻塞肺流出道，导致循环衰竭。并且气泡刺激细胞，会导致组胺和血清素的释放，引起肺血管收缩和毛细血管通透性增加，导致肺水肿［9］。某些脑AGE 患者，临床表现开始有所改善，而数小时后出现延迟性恶化，这可能与水肿、气泡再生（bubble regrowth）和继发性血栓性闭塞有关［10］。此外，血管内气泡还会导致基底膜内皮细胞剥离、中性粒细胞活化、活化凝血机制激活、瞬态受体电位类香草酸（transient receptor potential vanilloid，TRPV）离子通道开放及钙进入细胞内、线粒体功能障碍和细胞死亡［2］。

3 潜水员气体栓塞的临床表现与诊断

潜水员气体栓塞除了有常见的气体栓塞的临床表现外，还存在原发疾病（潜水减压病和/或潜水肺气压伤）的临床表现；潜水减压病的临床表现包括皮肤瘙痒、皮疹、关节疼痛、运动和感觉障碍等；潜水肺气压伤的表现包括胸痛、咯血或口鼻流泡沫状血、呼吸困难以及皮下气肿、纵膈气肿、气胸等；AGE 的临床表现包括意识下降、心悸、心律不齐、胸痛和神经功能异常；VGE 可导致胸痛、呼吸困难、低血压、呼吸急促、麻痹、肺水肿、肢体感觉丧失、癫痫、眩晕、恶心呕吐、失明和濒死感等，其特征性临床表现是听诊有经典的“磨轮样杂音”（mill-wheel murmur），为气体在心腔中搅动而产生的心音，体格检查也可发现肺水肿、右心压力升高和低血压的临床表现，这些都是严重气体栓塞的晚期临床表现［6］。完整的病史和气体栓塞的临床表现对于准确诊断气体栓塞至关重要。

快速诊断和及时处置与气体栓塞患者的预后密切相关。潜水员AGE 通常发生于出水后的几分钟内。AGE 的诊断依据包括病史（快速上升、上升时屏气）、有潜水肺气压伤和/或潜水减压病的证据、超声检查发现血管内气体的证据或从右向左的分流、直接观察（例如：中央静脉抽吸到气体）或其他与气体栓塞相关的情况。尽管影像学检查有时会观察到血管内气体，但即使存在严重的神经系统异常，脑部影像学检查仍有可能正常。因此，一般认为影像学检查诊断敏感性较低，对气栓的诊断帮助有限，而且其诊断的结果也不影响治疗，血管内未检测到的气体也不能排除诊断和治疗的实施。需要指出的是，高度怀疑AGE 时，进行脑影像学检查通常会导致治疗延迟。因此，进行影像学检查的唯一合理的原因是，排除类似AGE 的表现但需要治疗的其他疾病，如颅内出血［2］。而VGE 的诊断主要基于潜水与高气压暴露史、临床表现和体格检查结果，包括是否出现潜水减压病等相关疾病的表现。

4 潜水员气体栓塞的现场紧急救治

潜水员气体栓塞的现场紧急救治主要为对症治疗，包括气道管理、维持血压和高流量吸氧等。低血压会加重损伤，应积极治疗。吸氧不仅可以维持动脉氧合，还可促进气泡吸收。由于一氧化二氮（nitrous oxide，N2O）可引起气泡增长，因此，当疑似气栓的患者需麻醉时，则不能使用N2O。胸外按压可通过迫使气体进入肺的小血管来缓解肺流出道的阻塞，但是对于怀疑有潜水肺气压伤的潜水员，不宜采用常规手法进行胸外按压，建议采用Kalistov 人工呼吸法。

AGE 患者治疗时，早期推荐头朝下的体位，以最大程度地降低气体上行导致的脑栓塞风险，而且某些病例报道也支持该体位作为AGE 的一种处理措施。早期也推荐侧卧位作为VGE 的急救处理措施之一。但随后的研究发现，这些体位对血管内气体在动脉或静脉分布影响甚微，同时，头朝下的体位有可能导致脑水肿恶化。因此，目前不再建议将头朝下的体位作为气体栓塞的处理措施［11］。AGE急救时，推荐将患者放置为仰卧位，如果患者昏迷，可使患者处于恢复体位，即侧卧位，最大程度地保护气道和方便治疗。

5 潜水员气体栓塞的加压治疗

加压治疗是AGE 最有效的治疗手段［12］。诸多研究已经证实，与非加压治疗相比，AGE 患者加压治疗后预后效果更好［2］。无症状的VGE 无需加压治疗。对于有症状的VGE，虽然加压治疗不是一线治疗，但如果担心出现反常栓塞（气体进入动脉），也可行加压治疗；对于继发性肺水肿是唯一临床表现的患者，加压治疗也能改善病情。

针对AGE 的加压治疗，早期建议立即加压至6 个绝对大气压（absolute atmosphere，ATA）。但是，没有确凿的证据表明，压力高于280 kPa（18 m）的加压治疗能改善气体栓塞患者的预后。国外推荐使用美国海军加压治疗表6 或类似的方案，初始加压至280 kPa，呼吸100% 的氧气，即高压氧（hyperbaric oxygen，HBO）治疗。美国水下与高气压医学会的指南中，使用HBO 治疗AGE 和有症状的VGE为AHA I 级推荐（证据级别C）。因此，该指南推荐HBO 治疗作为任何原因引起的空气栓塞的首选治疗手段。HBO 治疗气体栓塞，不仅能降低死亡率，预防或减轻永久性神经功能缺陷，而且符合成本-效益原则［2］。当然，其他的治疗方案也可以选择，包括美国海军的其他加压治疗表以及其他海军和商业潜水作业的加压治疗方案。用于单人舱的短时间治疗方案也已成功用于气体栓塞的治疗。在硬件设施和人员具备的情况下，也可以对已有的HBO治疗方案进行调整。如治疗反应尚未达到最佳，则可以选择更大深度（压力更高）的加压治疗，或延长治疗时间。潜水现场如果没有多人舱，则可使用单人舱或便携式加压舱进行加压治疗，同时也便于后送和转运。转运到陆地后，即使有单人舱，也不推荐单人舱进行治疗，而首选多人舱进行加压治疗，便于在加压治疗过程中实施其他治疗、病情监测和紧急情况处理［13］。

通常来说，气体栓塞发生后至加压治疗之间的间隔时间越短，预后越好。但即使气体栓塞后未立即接受加压治疗，延迟加压治疗也有助于改善病情［14］。有研究显示，即使间隔24 h 或更长时间，加压治疗也可能有效［15］。加压治疗之前，推荐维持吸氧治疗，可增加加压治疗的时间窗，有助于改善预后。此外，对于怀疑有AGE 的患者，即使没有症状，也建议接受加压治疗，如HBO 治疗，有助于抑制白细胞与受损内皮的粘附，抑制继发性炎症和促进血液回流。由于AGE 患者在明显缓解后还有可能出现恶化，因此，对于那些已经自发恢复的患者，也建议尽早接受加压治疗［16］，如已接受加压治疗，建议重复治疗，直到临床症状无进一步改善。通常，加压治疗10 次后再次对患者进行评估，以确定是否有必要继续加压治疗。

由肺气压伤导致的AGE 患者，可能并存气胸，舱内减压过程中气胸可能进展为张力性气胸。因此，气胸患者加压治疗之前应考虑放置胸腔引流，单人舱进行加压治疗的患者推荐放置引流，对于多人舱治疗，应仔细监测气胸的变化。如果同时存在纵隔积气，一般无需特殊治疗，加压治疗期间会缓解［17］。

气体栓塞患者的其他辅助治疗，如使用抗凝、利多卡因、非甾体类抗炎药、激素和静脉补液等，可参考其他的文献，在此不再赘述［7,18］。

6 潜水员气体栓塞加压治疗后的转归

目前，有关HBO 治疗AGE 的疗效，尚未有随机对照研究进行评估，而且大部分研究针对的是医源性气体栓塞患者。Dutka［19］对656 例AGE 病例进行回顾性研究发现，接受HBO 治疗的515 人中有78% 完全恢复，死亡率为5%，而未接受HBO 治疗的141 人中仅56%完全恢复，死亡率为42%。Benson 等［20］研究显示，接受加压治疗的19 例医源性AGE 患者，第1 次治疗后有5 例患者的所有体征和症状消失，11 例患者临床表现改善，1 例患者临床表现无变化。HBO 治疗后2 个月内，另有3 例患者完全缓解，6 例患者临床表现进一步改善。8 例患者完全恢复，6 例患者部分恢复，5 例患者死于AGE并发症。Beevor 等［21］的一项单中心研究中，对45 例接受HBO 治疗的AGE 患者进行了分析，结果显示27 例患者的神经系统症状转归较好。与气体栓塞治疗后转归唯一相关的因素是发病后至HBO 治疗的时间间隔。有研究报道，延迟数小时至数天后接受HBO 治疗仍然有效。尽管气体栓塞发生到HBO治疗的时间间隔为28 h，仍有1 例患者完全恢复［20］。上述研究结果为医源性AGE 加压治疗的疗效提供了依据。然而大部分的潜水现场远离海岸，转运至接受加压治疗的时间间隔一般较长，加之存在原发性疾病（潜水减压病/潜水肺气压伤），因此，疗效可能较上述临床病例差。一项病例报道显示，1 例51 岁的潜水员在进行30 m 深的潜水后数分钟内出现意识丧失，诊断为AGE，在HBO 治疗前一直处于深度昏迷状态，该患者接受了气管插管，虽经过治疗，但血流动力学不稳定持续长达6 d，治疗1 年后，该患者能正常生活［22］。

7 潜水员气体栓塞的预防

气体栓塞的预防，主要需要针对导致气体栓塞的原因。首先，潜水员需要熟练掌握潜水规程。减压需要严格按照减压方案进行安全减压，减压过程中控制好减压的速度和幅度，在未获得潜水医生允许的情况下严禁调整减压方案。在潜艇脱险或其他需要紧急上升的情况下，上升过程中需要保持气道的通畅，严禁屏气。其次，对于潜水员本身，需定期接受健康检查，进行适潜性评估，出现肺大疱、呼吸气流受限、存在右向左分流或卵圆孔未闭的潜水员，严禁下水；发生过潜水相关疾病的潜水员，在未接受适潜性评估之前，严禁下水［23］。对于违反减压规程，或者出水后症状轻微的患者，或者怀疑有气体栓塞的患者，在明确诊断之前应尽快接受加压治疗。患者接受加压治疗之前可持续给予吸氧，也可一定程度预防气体栓塞的发生。

8 总结

潜水减压病和潜水肺气压伤是潜水员的常见病，两者共同致病基础是血管内气泡。虽然气泡出现的部位不同，但最终都可能导致气体栓塞。加压治疗（包括HBO 治疗），是气体栓塞的最有效治疗手段。对于无症状的VGE，一般无需加压治疗，而对于AGE 和有症状的VGE，均推荐尽早接受加压治疗。基于已有的研究结果，目前推荐HBO 作为气体栓塞的首选治疗措施，HBO 治疗方案可根据具体情况进行调整，如果疗效欠佳，再加压治疗。但即使是再加压治疗，压力一般不超过600 kPa（50 m）。不管初始采用HBO 治疗还是更高压力的加压治疗，都推荐在初始治疗后继续HBO 治疗，直至临床症状无明显改善。