以动物模型为基础的颅脑战伤损伤控制手术模拟训练

钟鑫，宗兆文，贾益君，蒋仁庆，叶钊，周小林，杜文琼

通过对现代战争颅脑战伤构成比资料研究发现，第二次世界大战由于士兵配戴钢盔导致颅脑战伤发生率较第一次世界大战有所降低，在7.0%～13.0% 波动。但随后的几场大规模战争尤其是近几场高技术局部战争，颅脑战伤比例却呈现出增加的趋势：1979 年中越边境战争在所有伤员中颅脑战伤发生率约为9.3%，1991 年海湾战争在所有伤员中颅脑战伤发生率为20%，在伊拉克自由行动和持久自由行动2 次战争中颅脑战伤的发生率高达21.0%～28.0%，这也成为这2 次战争的特征性损伤之一［1-2］。颅脑战伤容易导致颅内血肿、脑疝形成等，需要尽快进行手术治疗，如不及时救治，易在短时间内死亡。根据《战伤救治规则（征求意见稿）》（2020 版）要求，需要在早期救治中完成去大骨瓣减压清创术。由于当今处于和平年代，平时对这方面的训练较少，除了少数专科医生外，其余大部分医生对颅脑手术都不够熟悉，基层军医对颅脑手术更是相当陌生，为了达到“能打仗、打胜仗”的要求，更好地提升颅脑战伤救治能力，本研究针对颅脑战伤手术训练进行了相关研究。

1 材料与方法

1.1 查阅文献以“手术训练”“外科训练”“手术方法”“外科方法”“operation training”“surgical train⁃ing”“operation methods”“surgical methods”等关键词搜索知网、维普、PubMed 等数据库，查阅目前外科手术常用的训练方法。

以“颅脑模型”“颅脑动物模型”“动物模型”“颅脑战伤”“战伤模型”“brain model”“brain animal mod⁃el”“animal model”“brain war injury”“war injury mod⁃el”等关键词搜索知网、维普、PubMed 等数据库，查阅目前颅脑损伤动物模型制备方法。

1.2 颅脑战伤动物模型制备方法以自行研发的实验动物致伤平台为基础，选取20～30 kg 的实验猪，固定于致伤仪器上，取侧卧位，头偏向一侧，用20 kPa（1 kPa=7.5 mmHg）压力，按照操作流程，通过红外线激光瞄准眼角眶上缘0.5 cm 处进行致伤，以模拟颅脑枪弹伤，形成额叶为主的损伤，不至于致命，适用于颅脑战伤的手术训练。为确保动物模型致伤的一致性，制备中主要从以下几点去把握：（1）致伤仪器的标准化，采用同样的击发压力，确保瞬时速度相同；（2）取体重相近、头颅大小相当的动物，确保解剖结构相近；（3）精确致伤点，动物固定在仪器的同一位置，红外激光瞄准动物的同一位置。这样可达到90% 的伤情一致性。见图1。

图1 颅脑战伤动物仪器及模型

1.3 颅脑战伤损伤控制手术训练流程（1）人员分组：手术组每5 人为1 组，包括2 名手术医师，互相配合完成消毒、铺单、手术操作等；1 名麻醉医师，完成镇静、麻醉及术中、术后的监测，完善相关文书的记录等；1 名器械护士，完成手术物品的清点，整理术中所需手术器械，配合完成手术操作；1 名巡回护士，做好各种物品的检查、准备，配合器械护士完成手术物品的清点，完善相关文书的记录等［3］。（2）致伤前准备：包括腹腔注射3% 的戊巴比妥钠（1 ml/kg）或镇静药物进行临时镇静，运用丙泊酚、舒芬太尼等进行全身麻醉，经口气管插管或经皮气管切开建立确定性气道，行颈动脉或股动脉置管进行有创血压监测［3］。（3）致伤处理：按照实验动物致伤仪器操作流程，在预设位置进行致伤。（4）手术准备：术前准备及头颅致伤完成后，迅速将动物搬运至手术床上，连接心电监护、有创血压监测后，动物取俯卧位，备皮、消毒、铺单等，选择靠近伤侧头颅做弧形切口进行开颅。（5）钻孔：切开皮肤后，使用电钻或配发的手摇颅骨钻按照设计的方案进行钻孔，提示学员体会突破感：主刀在开始钻孔时会遇到阻力，但到达板障后阻力就会消失。在到达内板后，会再次遭遇阻力。在此过程中必须十分谨慎，以免用力过度刺穿内板。当感到落空时，表明钻过内板（见图2A）。（6）打开颅骨：在钻孔完成后，使用神经剥离子分离硬脑膜和颅骨之间可能有的粘连，然后使用导引器将线锯导入相邻的2 个颅骨钻孔中，在导引器保护下锯开相邻颅骨，以此方法锯开所有颅骨，并向上掀开，打开颅骨（见图2B）。（7）打开硬脑膜、减压、清创：打开颅骨后，如发现硬脑膜有破损，顺势沿着破孔再扩大切口，以达到减压效果及利于后面的低压冲洗；如硬脑膜未破，怀疑硬脑膜下方血肿，切开硬脑膜进行减压、清创（见图2C）。（8）关闭硬脑膜：通常硬脑膜无法正常闭合，此时，可取帽状腱膜或深筋膜，辅助缝合关闭硬脑膜。而后缝皮（见图2D）。

图2 颅脑战伤损伤控制手术操作图

1.4 颅脑战伤损伤控制手术考核按照去大骨瓣减压清创术考核标准进行考核［4］。见表1。考核评估纳入了陆军某合成旅、陆军某集团军某旅、空军某航空兵旅、火箭军某旅、海军某综保基地5 个一线救治能力建设试点单位，其中海军某综保基地组成了6 个手术组，其余各单位1 个，共10 个手术组，50 人；3 个批次的严重创伤损伤控制手术和复苏培训班（此培训班由各基层、集团军医院军医参加，每个批次为15 人左右），共6 个手术组，45 人；“卫勤力量-2021”整建制基地化训练的2 个野战医疗队，共2 个手术组，10 人。在一线救治能力建设试点单位中，海军某综保基地进行4 d 的训练，6 个手术组共完成8 台颅脑去大骨瓣减压清创术。其余每个单位进行3 d 训练，1 个手术组完成2 台颅脑去大骨瓣减压清创术。在2020 年、2021 年共3 期的严重创伤损伤控制手术和复苏培训班中，每期分别完成5 d 的训练，每期2 个手术组，分别完成4 台颅脑手术。在“卫勤力量-2021”整建制基地化训练中，各野战医疗队手术组训练2 d，分别完成2 台颅脑去大骨瓣减压清创术。

表1 去大骨瓣减压清创术考核标准

2 结果

2.1 考核成绩对考核成绩进行分析：（1）共18 个手术组，完成了32 台颅脑去大骨瓣减压清创术，其中训练前完成了16 台，训练后完成了16 台。训前考核的平均分为65.06 分；经过了短期的培训后，其考核的平均分为76.44 分；训后成绩较训前成绩提高了17.48%。（2）一线试点5 个单位手术组均由本单位军医组成，其训前考核平均分为59.25 分，训后考核平均分为72.88 分，较训前提高了22.99%。严重创伤损伤控制手术和复苏培训班手术组，其训前考核平均分为65.67 分，训后考核平均分为77.67 分，较训前提高了18.27%。整建制基地化训练的野战医疗队手术组训前考核平均分为86.50 分，训后考核平均分为87.00 分，较训前提高了0.57%。通过3 个层次手术组的训前训后考核成绩可以看出，我军目前的救治力量是以野战医院为主，野战医疗队的手术能力强于严重创伤损伤控制手术和复苏培训班手术组，更是强于一线救治能力建设试点单位基层部队手术组。

2.2 考核技术操作（1）基本操作有所欠缺：如静脉通道的建立、气道的建立，不论哪种伤情都需要，但这些基本技术掌握不够娴熟，操作不够稳定［3］。（2）致伤程度不够统一：这与致伤部位相关，颅脑额叶、颞叶、顶叶及枕叶的颅骨厚度均不相同，就有可能导致钢珠未穿透颅骨，硬脑膜未破损的情况出现，也可能出现钢珠直接击中脑干，快速死亡的情况。（3）麻醉效果欠佳：各单位间的麻醉效果差异尤为明显，一般基层单位都无专职麻醉医生，术中术后的麻醉管理、监测是很大的问题，整建制的医疗队配有专职的麻醉医生，在麻醉监测方面做得就很到位，因此各单位存在极大的差距。（4）手术器械不熟悉：尤其本手术还是较为专科的手术，需要用到诸如头皮夹、手摇颅骨钻（或电钻）、神经剥离子、线锯导板、线锯、双极电凝等。多数基层医生没有接触过这些器械，不会使用。（5）开颅速度太慢：主要是与操作的熟练度及器械的使用娴熟度相关。

3 讨论

3.1 目前外科手术常用的训练方法目前常见的外科手术训练方法有针对外科的手术基础，在海绵块上或离体组织上进行切开、止血、缝合、结扎等基本的训练［5］。利用实验猪开展外科模拟手术，模拟完成胃肠穿孔修补、肠部分切成端端吻合、脾切除等腹腔手术［6］；利用虚拟手术训练系统进行软组织切割的训练［7］；利用虚拟现实技术开展妇产科手术训练［8］；利用脑出血椰壳模型进行神经内镜下的脑出血训练［9］；利用新型心脏外科手术模拟训练系统，选择离体猪心作为训练模型，通过机械结构实现心脏模型的不停跳运动，可模拟心脏手术中心脏停跳与不停跳环境，进行心脏外科手术操作训练［10］。目前虽然有很多手术训练方法，但针对颅脑战伤的手术训练方法较为缺乏。

3.2 目前常见颅脑损伤动物模型制备方法目前常见的颅脑战伤动物模型制备方法有：大鼠麻醉后，将2.5 mm 直径PETN 炸药球放置于大鼠右额叶顶部（人字缝和矢状缝中点右侧3.0 mm）上方2.0 mm，利用电雷管及银质柔性导爆索引爆后，造成颅脑爆炸伤［11］；将当量为0.125 g的三硝基甲苯（trinitrotoluene，TNT）爆炸球以不同距离置于兔顶骨处引爆致伤，使用电雷管与导爆索相连接，实验时引爆电雷管，通过导爆索从爆炸源球心起爆，造成兔颅脑冲击伤模型［12］；用高速钢球模拟爆炸性武器的爆炸破片，以同步电雷管爆炸所产生的爆轰波模拟爆炸性武器的爆炸冲击波，将犬俯卧固定于致伤架上，选左侧额颞角突为弹着点；将爆炸源固定于射击点的正前方，爆心距弹着点的直线距离为25 cm，钢球从左侧角突射入并从右侧中线旁射出，致额叶脑切线伤，建立犬颅脑爆炸伤模型［13］；选颅中线向左（或右）1 cm、眶上缘向上1 cm 交界处为爆炸中心位置，将装有TNT 的爆炸源用金属支架固定于距头部皮肤3、3.5、4 mm 处引爆致伤，制成犬颅脑爆震伤模型等［14］。这些动物模型的制备方法都是针对小型动物的，和人体的解剖结构差异较大，不能完成动物模拟手术训练。

3.3 本研究制备颅脑战伤动物模型的新方法以实验动物致伤平台为基础，利用空气瞬间聚集加压激发、螺旋管加速推射出直径为4.98 mm 的钢珠，以模拟枪弹伤［3］，可最大化地避免除压力外的其他影响因素，能够保证模型的稳定性、标准性。同时相较于其他方法，本方法制模的特点为选用的是与人体解剖结构更为相近的动物家猪，猪体型较大，具有手术的操作性；并且为机械致伤，没有使用任何弹药，安全性高，制作简便。

从结果可以看出，训后较训前的成绩提升较为显著，尤其是针对基层军医而言。对于基层军医，甚至非专科医生，以前没机会进行颅脑手术的操作，觉得这很困难，但在经过实际训练之后，发现并不困难。在经过短期的培训后，操作能力有明显的提高，考核成绩也较前有显著提升，但培训时间较短，且欠缺连续性，不易将技术进行巩固进一步深化。很多细节需要反复练习才能得以提高。

在平时，对于颅脑外伤是否需要开颅手术，应根据影像学、检验指标等辅助诊断来具体判断［15］，但战时的判断更多的是根据生命体征、伤情、救治人员及物资储备情况来进行，需要果断地取舍。由于颅脑手术为专科手术，相对较为特殊，平时不常见，而且有一些特殊器械耗材，如手摇颅骨钻、神经剥离子、骨蜡等，大部分单位都缺乏，应在日后尽可能地准备这些器械耗材。

通过考核成绩及技术操作可以看出，野战医疗队手术组的得分明显高于基层试点单位及任职培训班这些临时组合的手术组。其训前、训后手术得分相差不大，手术医生都具有丰富的临床经验，并且平时在这方面经过了严格的训练，其外科基本操作娴熟，在40 min 左右便能完成手术；麻醉师能对动物进行很好的麻醉管理、监测等；医生和器械护士之间的配合也很默契。

4 小结

本训练方法为基层部队军医提高专业技能提供了一种可行的思路，让更多基层军医有实操的机会，达到会操作、能操作、敢操作的最终目标。这种新方法的提出，有一定的创新性，同时也还有很多需要完善的地方。如在致伤点的定位上，将现在的物理定位升级为透视定位，则致伤的准确率又将提高很多。这种真实的、可操作性的动物训练是目前最好的模拟，现在的训练越发向实战靠近，随着武器的精进，在真实的战场中，更多的是爆震伤，对于炸药、冲击波形成的颅脑伤的救治方法也需要全面升级。