复苏性主动脉球囊阻断术对肝损伤伴失血性休克后凝血功能的影响

赵 阳,李程程,高建新,宋国庚,单 毅

0 引 言

不可控制的创伤后出血是创伤可预防性死亡的主要原因,25%到33%的创伤患者入院时合并创伤性凝血病(trauma-induced coagulopathy,TIC)［1-2］。TIC是一种从低凝到高凝的疾病状态,可导致一系列的并发症包括不可控制的出血和血栓性疾病［3］。复苏性主动脉球囊阻断术(resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta,REBOA)作为一种可替代复苏性开胸术的临时的创伤后止血手段,用于创伤性腹盆腔出血的辅助治疗［4-5］。且与复苏性开胸术相比,使用REBOA救治的创伤患者死亡率更低［6］。目前大量的研究主要集中于减轻REBOA后缺血再灌注损伤,以期延长球囊的阻断时间并提高患者的存活率,但关于REBOA对创伤后凝血功能影响的相关研究极少［7-10］。有研究发现REBOA的阻断时间延长至60 min时,凝血酶原时间(prothrombin time,PT)、国际标准化比(international normalized ratio,INR)和部分凝血活酶时间(partial thromboplastin time,PTT)在创伤后4 h明显延长［11］。但上述凝血指标可能不能充分诊断和描述TIC发生的复杂过程,无法完整的评估凝血功能。因此,本研究建立了猪肝穿透伤模型,探讨60 min的主动脉1区REBOA对创伤后凝血功能的影响。

1 材料与方法

1.1 主要材料及仪器主要耗材包括静脉穿刺包(美国Arrow公司),8.5F静脉血管鞘和肺漂浮导管(美国Edwards公司),导丝、14F动脉血管鞘和主动脉球囊导管(美国Cook公司)。主要试剂包括活化凝血测定试剂盒(陕西裕泽毅医疗科技有限公司),凝血酶原时间测定试剂盒、活化部分凝血活酶时间测定试剂盒、凝血酶时间测定试剂盒和纤维蛋白原含量测定试剂盒(广州万孚生物技术股份有限公司)。主要仪器包括血栓弹力图仪(陕西裕泽毅医疗科技有限公司YZ5000),半自动血凝分析仪(广州万孚生物技术股份有限公司OCG-102),全自动血气分析仪(美国沃芬公司 GEM3000)。

1.2实验模型构建及实验分组

1.2.1 肝穿透伤合并失血性休克模型建立健康成年普通级、长白猪10头,平均体重(55±10)kg,雌雄不限,购自天津市百农实验动物繁育科技有限公司［动物生产许可证号:SCXY(津)2020-0002,动物使用许可证号:SYXK(津)2021-0007］。实验获得天津市百农实验动物繁育科技有限公司实验动物伦理委员会批准(2022001)。保持实验动物正常昼夜节律,实验开始前12 h禁食不禁水。麻醉前肌注硫酸阿托品0.02 mg/kg,30 min后使用舒泰50以5 mg/kg的剂量进行肌肉注射以诱导麻醉,之后每小时静脉注射舒泰50溶液50 mg以维持麻醉状态。麻醉完成后行经口气管插管,双侧颈根部、胸腹部及腹股沟区备皮。超声引导下,行左侧颈内动脉置管(采集动脉血,用于近端有创动脉血压的监测)、右侧颈内静脉置管(采集静脉血、追加麻醉药和作为补液通路,放置漂浮导管用于监测中心静脉压和心输出量等)及右侧股动脉内置管(放置主动脉球囊导管,放置深度为体表测量得到的猪胸骨剑突至股部之间的距离),置管完成后连接监护仪。置入胃管并持续胃肠减压。置管完成后,保证动物平均动脉压(mean arterial pressure,MAP)不低于60 mmHg并稳定30 min。动物的致伤过程参照文献［12］,超声引导下确定瞄准点后使用北京理工大学提供的实验用滑膛弹道枪致伤(破片初速度为785 m/s,枪口与瞄准点的距离为1.2 m)。射击完成后,伤口表面覆盖无菌敷料,不加压包扎。当MAP较基础值下降30%并持续10 s,判定为休克。

1.2.2实验分组造模完成后,将动物随机分为实验组和对照组,每组5头。对照组放置球囊导管行REBOA但不充盈球囊,观察至实验终点。实验组放置球囊导管行REBOA充盈球囊并维持60 min,随后5 min内逐渐排空球囊,观察至实验终点。实验终点为造模后3 h的观察终点或动物死亡。当两组动物MAP较基础值下降40%及以上时,按20 mL/kg进行补液治疗,补液方案为先输注250 mL羟乙基淀粉130/0.4氯化钠注射液,其余再由0.9%氯化钠注射液补齐。

1.3动物取材在相应的时间点(动物麻醉置管后的基线点、肝穿透伤合并失血性休克模型成功建立后的休克点及休克后3 h观察时间段内每60 min的时间点)采集动脉及静脉血进行检测。实验结束后,动物安乐死并解剖留取肝标本评估。

1.4观察指标及检测方法

1.4.1 生理指标动物麻醉置管完成后连接监护仪,连续监测并记录体温(T)、心率(HR)、收缩压(SBP)、舒张压(DBP)和平均动脉压(MAP)、血氧饱和度等基本生命体征。经肺动脉漂浮导管监测心输出量(CO)及外周血管阻力(SVR)等血流动力学指标。

1.4.2凝血评价指标在确定的时间点内采集静脉血,使用半自动血凝分析仪检测PT、INR、活化部分凝血活酶时间(APTT)、凝血酶时间(TT)及纤维蛋白原(Fib);使用血栓弹力图仪(TEG)检测R值、K、angle、MA、LY30及EPL。

1.4.3其他实验室指标在确定的时间点内采集动脉血,使用全自动血气分析仪检测血pH、氧分压、二氧化碳分压、离子钙浓度、乳酸(Lac)、血红蛋白(Hb)浓度等指标。

2 结 果

2.1 基线点与休克点的一致性检验两组动物的基线特征和休克程度一致,且两组动物在基线点和休克点的血流动力学参数、pH、Lac、钙离子浓度、Hct等差异无统计学意义(P>0.05)。见表1、表2。

表 1 实验猪的基线特征及休克程度的比较

表 2 实验猪基线点和休克点的生理及实验室指标比较

2.2REBOA干预60 min时血流动力学和实验室指标的变化60 min观察点,实验组的SBP、DBP、MAP、CO、Lac、Hb明显高于对照组(P<0.05),pH、Fib和R值明显小于对照组(P<0.05)。见表3。

2.3各组存活时间的比较对照组动物生存时间在100 min内,实验组动物均存活至观察终点。且Log-Rank检验结果显示,实验组的生存率显著高于对照组(P=0.0018)。见图1。

表 3 实验猪60 min观察点生理及实验室指标的比较

2.4各组pH、 Lac及凝血指标随时间的变化对照组和实验组的所有动物休克后均出现了明显的代谢性酸中毒。与休克点相比,两组休克后观察点的pH明显减低,动脉血Lac明显升高。见图2。对照组休克点的PT和INR较基线点明显增加(P<0.05),Angle较基线点明显降低(P<0.05),R值较基线点及60 min观察点明显增加(P<0.05)。实验组休克点的PT、INR和R值较基线点明显增加(P<0.05),120 min及180 min观察点的PT和INR较休克点明显增加(P<0.05),60 min及180 min观察点的R值较休克点明显增加(P<0.05)。Fib在180 min的观察点较休克点明显减少(P<0.05)。血清钙离子浓度在120 min及180 min观察点明显小于休克点(P<0.05)。见表4。

图 1 Kaplan-Meier 生存曲线

*P<0.05、**P<0.01、***P<0.001

表 4 实验猪各观察点凝血指标的比较

3 讨 论

TIC是由失血性休克和广泛的组织破坏协同引起的,受其他因素的影响［13-15］。其与创伤后再出血风险、早期输血需求、器官衰竭发生率及死亡率的增加相关［16］。REBOA作为院内可选择的临时止血手段,研究发现60 min的REBOA导致远端器官衰竭发生率的增加及全身炎症反应的增强,但其对创伤后凝血功能的影响尚不清楚［10,17］。本研究中,我们建立了肝穿透伤合并失血性休克的动物模型,对无REBOA干预的对照组和60 min主动脉1区REBOA干预的实验组行全面的生理和凝血检测,评价REBOA对创伤后凝血功能的影响。本研究结果表明,与对照组相比,1区60 min的REBOA能够有效的控制出血并维持近端血压,延长创伤后存活时间,但其加重了代谢性酸中毒并造成了纤维蛋白原和血清钙离子的消耗,出现持续的低凝状态,再出血风险增加。

创伤后REBOA的干预止血,维持了近端血压并保证了心脏和大脑的血流,改善了创伤患者的存活率［18-19］。但凝血障碍、酸中毒和低体温作为创伤的致命三联征,三者相互作用,可造成创伤后高死亡率［20］。且严重的酸中毒可导致凝血酶生成率下降,影响凝血功能［21］。本研究中,REBOA维持了近端血压,改善了创伤后的生存率。且两组动物休克后均出现酸中毒,REBOA干预组的酸中毒程度更严重,可能诱导TIC的产生。但TIC的最佳检测方法仍不确定,目前常用常规凝血试验和粘弹性试验的异常来识别TIC［22-23］。

PT、INR和APTT一定程度上反应凝血因子的活性,当其增加时提示低凝出血风险,但其无法全面整个凝血和纤溶过程,而TEG可克服上述局限性,对TIC的诊断更为敏感［23］。且TIC患者中仅31%出现常规凝血试验和粘弹性试验的异常［24］。虽然常规凝血参数虽无法及时识别和指导TIC的救治,但其出现异常往往提示更高的死亡率,当INR>1.2时提示TIC的发生［23-24］。本研究中,实验组的R值较对照组明显延长,且实验组REBOA干预后PT、INR及R值明显延长,提示REBOA后凝血因子活性降低或生成不足,存在低凝出血风险。

纤维蛋白原和钙离子在血栓的形成和稳定中也起到关键作用。低纤维蛋白原血症是TIC的主要特征之一,当纤维蛋白原浓度低于2.29 g/L时死亡率增加［25-26］。低钙血症也可与创伤致命三联征相互作用,导致创伤后死亡率增高［27］。本研究中,两组动物休克后Fib逐渐减小,实验组的Fib和钙离子在REBOA后显著降低,且180 min时Fib的浓度低于2.29 g/L,提示血栓的形成与稳定障碍,再出血风险和死亡率可能增加。

综上所述,REBOA虽维持了猪肝穿透伤大出血后的近端血压并提高了生存率,但60 min的REBOA会加重代谢性酸中毒并导致钙离子浓度减低,诱导TIC的发生和纤维蛋白原水平减低,造成低凝出血风险。因此,使用REBOA救治创伤患者时,应常规监测凝血功能,血pH及钙离子水平,以期早期识别并干预TIC。该研究也存在一些不足。首先,猪与人相比具有高凝状态,因此不能将动物实验结果直接应用于临床。其次,实验的观察时间较短,只与早期TIC相关,无法描述晚期TIC。未来的研究应讨论REBOA后更长的观察时间中凝血的变化。最后,由于TIC是一种多表型疾病,我们的研究还不能评估TIC的特定表型,将来的研究应进一步寻找可行的方法鉴别TIC的不同表型。