王德文，李楊，徐新萍，李英俊，左紅艷，宋良文，王少霞，王水明，孫成峰，彭瑞云

模擬掩埋人員不同傷情條件下比格犬的生命耐受力和生命體征的變化研究

王德文，李楊，徐新萍，李英俊，左紅艷，宋良文，王少霞，王水明，孫成峰，彭瑞云

目的：探討模擬掩埋情況不同傷情條件下比格犬生命耐受力和生命體征的變化規(guī)律。方法：比格犬24只模擬掩埋條件下單純?nèi)毖?、缺氧合并缺食缺水、骨折失血?fù)合缺氧缺水缺食、沖擊傷復(fù)合缺氧缺水缺食等不同傷情。應(yīng)用多功能生理檢測儀監(jiān)測其體溫、呼吸和心電圖等重要生理指標(biāo)的變化。結(jié)果：模擬掩埋人員不同傷情組別的比格犬平均死亡時間均長于13天（23只于9.5～16.7天死亡）；體溫于第7天始見輕度下降，直至死亡前1天或死亡當(dāng)天出現(xiàn)體溫低于35℃；呼吸頻率的變化表現(xiàn)為先加快后減慢，呼吸節(jié)律的異常見于實驗犬衰竭乃至瀕死期，出現(xiàn)潮式呼吸和間斷呼吸；心電圖示不同傷情條件下可出現(xiàn)多種心律失常及ST段和T波改變。結(jié)論：模擬掩埋情況下不同傷情比格犬的臨床經(jīng)過可分為代償期、適應(yīng)期、耗竭期（失代償期）和瀕死期。

掩埋；呼吸；心電圖；臨床經(jīng)過；生命耐受力

R 364.1

在地震等自然災(zāi)害以及爆炸恐怖襲擊等所致房屋建筑倒塌，或人為質(zhì)量因素導(dǎo)致地下施工現(xiàn)場塌方（如礦井、地鐵）等條件下，掩埋在深層廢墟和倒塌建筑物內(nèi)的人員常常會遭受缺氧合并缺水缺食、壓砸致傷（骨折、失血、擠壓傷）、爆炸沖擊傷等傷害。目前尚缺乏掩埋人員生命特征和生命耐受力的監(jiān)測報告。本文采用自行研制的常壓低氧艙模擬低氧環(huán)境，以比格犬模擬上述掩埋條件下可能出現(xiàn)的多種傷情，對其存活時間和生命體征（包括體溫、呼吸和心電圖等）的變化規(guī)律進(jìn)行觀察，為推測掩埋人員不同傷情的生命耐受力和生命特征的變化規(guī)律提供參考。

1 材料和方法

1.1 全自動常壓低氧生物醫(yī)學(xué)實驗艙的研制全自動常壓低氧生物醫(yī)學(xué)實驗艙主要由制氮系統(tǒng)、氣體管道系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、艙體和監(jiān)視系統(tǒng)、實驗主艙和過渡艙組成，由電子控制系統(tǒng)實現(xiàn)對低氧艙內(nèi)所設(shè)定的不同氧分壓的自動控制。設(shè)備用氮氣將艙內(nèi)自然成分的空氣排出，采用電子控制設(shè)備人為地降低艙內(nèi)氧氣的百分含量，造成低氧環(huán)境。

1.2 實驗動物和分組比格犬24只，雌雄各半，隨機分為4組，分別為單純?nèi)毖踅M、缺氧合并缺食缺水組、骨折失血復(fù)合缺氧缺水缺食組、沖擊傷復(fù)合缺氧缺水缺食組，每組6只，雌雄各半。

2 結(jié)果

表1 模擬掩埋人員不同傷情比格犬生命耐受時間（天）

2.1 比格犬3種傷類死亡發(fā)生時間規(guī)律及死亡原因模擬掩埋人員不同傷情比格犬存活時間（生命耐受力）。3種傷類平均死亡時間均長于13天（23只于9.5～16.7天、1只于20.8天死亡）。死亡原因主要為惡液質(zhì)和全身多臟器衰竭，雌性和雄性犬存活時間無顯著差異。見表1。

2.2 不同傷情的比格犬基本生命體征的變化規(guī)律

2.2.1 體溫比格犬在單純?nèi)毖?、缺氧缺水缺食、骨折與失血合并缺氧缺水缺食以及沖擊傷復(fù)合缺氧缺水缺食四種傷情條件下，建模后1周內(nèi)，比格犬的體溫仍維持在36.5～37.5℃，未見明顯升高或降低，于第7天始見輕度下降，直至死亡前1天或死亡當(dāng)天出現(xiàn)體溫低于35℃，而在死亡前約10～20min其體溫降至低于30℃乃至25℃。缺氧缺水缺食不同時間后比格犬體溫的變化。因?qū)嶒炛胁⑽磳θM(jìn)行全程實時監(jiān)測，推測其體溫降低出現(xiàn)的時間有可能更早。見圖1。

圖1 缺氧缺水缺食不同時間對比格犬體溫的影響（*示P＜0.05）

2.2.2 脈搏比格犬在單純?nèi)毖?、缺氧缺水缺食、骨折失血合并缺氧缺水缺食以及沖擊傷復(fù)合缺氧缺水缺食四種傷情條件下，大多數(shù)比格犬脈率的變化規(guī)律如下：致傷初期（建模后1～2天），其脈率加快；在其后的適應(yīng)期（大多出現(xiàn)在建模后3～5天），比格犬脈率降低，以適應(yīng)其所在的缺氧環(huán)境；此后，隨著病情的進(jìn)展，脈率再次顯著加快，可達(dá)170余次（大多出現(xiàn)在建模后6～8天）；而在比格犬極度衰竭至死亡前（大多出現(xiàn)在傷后9～12天），其脈率再次出現(xiàn)減慢。脈率改變出現(xiàn)的時間以及其增快或減慢的程度個體差異較大，與致傷前實驗犬的健康狀況關(guān)系密切。

2.2.3 呼吸比格犬模擬掩埋人員各種傷情條件下，在致傷后不同時期，其呼吸異常表現(xiàn)為不同形式。呼吸頻率的變化表現(xiàn)為先加快后減慢。見圖2。呼吸節(jié)律的異常見于實驗犬衰竭乃至瀕死期，出現(xiàn)潮式呼吸和間斷呼吸，其呼吸頻率和波形的變化。見圖3。

圖2 缺氧缺水缺食不同時間對比格犬呼吸次數(shù)的影響（*示P＜0.05，**示P＜0.01）

圖3 缺氧缺水缺食不同時間比格犬呼吸波形的變化

2.2.4 心電圖比格犬模擬掩埋人員各種傷情條件下，在致傷后不同時期，其心電圖異常表現(xiàn)為不同形式。心率的變化規(guī)律與脈率變化規(guī)律基本一致。不同傷情條件下可出現(xiàn)多種心律失常：主要包括竇性心動過速、竇性心動過緩、竇性心律不齊、房性早搏（部分表現(xiàn)為二聯(lián)律或三聯(lián)律）；ST段和T波的改變，表現(xiàn)為ST段下移、T波低平或倒置，甚至雙相，也見表現(xiàn)為ST段抬高及T波高聳，均為心肌缺血的表現(xiàn)。見圖4、圖5。

圖5 10%缺氧缺水缺食10天雌性比格犬心電圖，示竇性心律不齊，出現(xiàn)鋸齒波形，提示有房顫

2.3 不同傷情比格犬的臨床經(jīng)過通過對不同傷情條件下比格犬的臨床征象、生命體征等多學(xué)科指標(biāo)的檢測表明，不同傷情條件下，盡管存活時間不盡相同，但其經(jīng)歷的臨床經(jīng)過基本類似，可劃分為四個階段：

2.3.1 代償期一般出現(xiàn)在傷后1～2天，表現(xiàn)為煩躁不安，憋氣，逐漸呼吸幅度加深，頻率加快，心率加快，偶出現(xiàn)ST段下移并T波低平，體溫恒定。

2.3.2 適應(yīng)期一般出現(xiàn)在傷后3～5天，為適應(yīng)其所在的缺氧環(huán)境，比格犬漸趨平靜，呼吸幅度漸均勻、變淺，頻率較快，脈率心率加快漸降低恢復(fù)，心律不齊仍可見到，ST段下移并T波低平，體溫仍恒定。

2.3.3 耗竭期（失代償期）一般出現(xiàn)在傷后6～8天。隨著病情進(jìn)展，比格犬漸趨衰弱乃至衰竭，早期呼吸幅度變淺，頻率減慢，心率再次顯著加快，心律不齊加重，ST段下移并T波低平更加明顯，體溫輕度下降；后期進(jìn)一步呼吸幅度變淺，頻率減慢，心率減慢，心律不齊，ST段下移并T波倒置，體溫明顯下降。

2.3.4 瀕死期大多發(fā)生在傷后9～12天，少數(shù)出現(xiàn)在10～16天，動物極度衰竭，并呈昏迷或休克狀態(tài)，其呼吸和脈率再次出現(xiàn)減慢，出現(xiàn)潮式呼吸，心電圖出現(xiàn)心房撲動，伴心室長間歇，體溫下降漸至35.0℃以下。

3 討論

在爆炸、恐怖襲擊與嚴(yán)重地震等自然災(zāi)害所致房屋建筑倒塌，或人為質(zhì)量因素導(dǎo)致地下施工現(xiàn)場塌方（如礦井、地鐵）等條件下，發(fā)生人員被掩埋的情況極為多見。如2010年4月14日青海玉樹大地震掩埋傷員6 900余人，約占傷亡總?cè)藬?shù)的31.4%，并大多危及生命。特別是在掩埋空間狹小，人員數(shù)量較多、掩埋時間過長，加之空間環(huán)境污染、伴有傷員甚至犧牲者時，空氣氧含量急劇減少，受難人員勢必發(fā)生缺氧。掩埋在深層廢墟和倒塌建筑物內(nèi)的人員常常會遭受缺氧合并缺水缺食、壓砸致傷（骨折、失血、擠壓傷）、爆炸沖擊傷等傷害。同時深埋人員與地面失去聯(lián)系，生死未卜，恐懼、焦慮等心理因素也將明顯影響其生命體征和生命耐受力。因此，掩埋條件下可能發(fā)生多種復(fù)雜傷情，對于掩埋人員的生命耐受力和生命體征產(chǎn)生不同程度的影響。

地震后短期或長期疾病譜的變化可見相關(guān)文獻(xiàn)報道[1-5]，但迄今國內(nèi)外仍缺乏在恐怖襲擊和各類自然災(zāi)害（如地震）、人為事故（如礦難）等突發(fā)事件所致掩埋（特別是深埋）條件下的人員的生命體征及其特征電信號變化規(guī)律的人體資料。為進(jìn)一步深入了解和揭示其特點，以生理指標(biāo)與人體相接近的純種成年比格犬在模擬掩埋人員處于缺氧、缺氧缺水缺食、并伴有骨折失血、沖擊傷等傷情，對其生命耐受力進(jìn)行研究，并對心電圖、呼吸和體溫等生理指標(biāo)進(jìn)行全程監(jiān)測，根據(jù)比格犬的臨床表現(xiàn)和上述生理指標(biāo)的變化規(guī)律，將其臨床經(jīng)過分為4個階段：代償期、適應(yīng)期、耗竭期（失代償期）和瀕死期。

研究發(fā)現(xiàn)，比格犬模擬掩埋人員各種傷情條件下，在致傷后不同時期，其呼吸異常表現(xiàn)為不同形式。呼吸頻率的變化表現(xiàn)為先加快后減慢，其調(diào)節(jié)機制主要為化學(xué)性調(diào)節(jié)，包括掩埋條件下PaO2、PaCO2和H+濃度等的改變對呼吸的調(diào)節(jié)作用。呼吸節(jié)律的異常見于實驗犬衰竭乃至瀕死期，出現(xiàn)潮式呼吸和間斷呼吸。由此推測，掩埋人員的呼吸異常可能主要表現(xiàn)為先加快（代償期）后減慢（適應(yīng)期），直至出現(xiàn)潮式呼吸（衰竭期）和間斷呼吸（瀕死期）。呼吸是可實現(xiàn)生命探測與監(jiān)測的一個重要生命體征，結(jié)合掩埋人員被掩埋的時間及其呼吸頻率和節(jié)律的改變將可判斷其生命狀態(tài)。

關(guān)于地震后傷員的心電圖變化研究表明心律失常發(fā)生率為47.6%[6]，但掩埋過程中人員的心電圖變化尚無相關(guān)研究報道。本研究中心電圖的監(jiān)測結(jié)果表明不同傷情條件下可出現(xiàn)多種心律失常：主要包括竇性心動過速、竇性心動過緩、竇性心律不齊、房性早搏（部分表現(xiàn)為二聯(lián)律或三聯(lián)律）；ST段和T波的改變表現(xiàn)為ST段下移、T波低平或倒置，也見表現(xiàn)為ST段抬高及T波高聳，均為心肌缺血的表現(xiàn)。上述結(jié)果表明掩埋條件下，可發(fā)生多種類型、不同程度的心律失常，并出現(xiàn)心肌供血不足，對掩埋人員的生命耐受力和生命狀態(tài)產(chǎn)生重要影響。心電圖雖然不能作為掩埋人員生命體征的探測與監(jiān)測指標(biāo)，但可通過佩戴接觸式生命探測(監(jiān)測)儀，用于救援人員生命體征的監(jiān)測。

根據(jù)本研究中不同傷情條件下比格犬生命耐受力的研究結(jié)果，不同傷情條件下比格犬的平均存活時間均長于13天，結(jié)合近年來發(fā)生的汶川、玉樹等地震以及礦難等意外事故的救援實踐，我們認(rèn)為，傳統(tǒng)的埋壓于倒塌廢墟內(nèi)生命救援的“黃金時間3天”的觀念固然對激勵應(yīng)急救援人員實施“爭分奪秒、快挖快救”具有重要的現(xiàn)實意義，但將其“黃金時間延長為6天”，不僅具有生物學(xué)依據(jù)和可能，而且對搶救出更多生命可能更為有利。

[1]馬明湘，郭屏，肖友益，等.地震災(zāi)后短期疾病譜的變遷及醫(yī)療預(yù)防應(yīng)對措施探討.中山大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)科學(xué)版),2008,29(4)：372-374.

[2]韓志海,王海威,錢陽明,等.四川汶川地震災(zāi)區(qū)疾病譜調(diào)查[J].人民軍醫(yī),2009,52(7)：420-421.

[3]李恕軍,金鵬,胡晶晶,等.四川都江堰地震災(zāi)區(qū)震后疾病譜變化觀察[J].人民軍醫(yī),2011,54(11)：963-965.

[4]李福詳,徐朝霞,高國民,等.汶川地震災(zāi)區(qū)災(zāi)后3個月疾病譜的變化及醫(yī)學(xué)救援分期[J].山東醫(yī)藥,2009,49 (6)：18-20.

[5]劉愛兵,王海燕,郝欽芳,等.從疾病譜變化規(guī)律劃分災(zāi)難醫(yī)學(xué)救援階段及其意義[J].中華急診醫(yī)學(xué)雜志, 2006,15(12)：1063-1066.

[6]樊玲,張玉紅,李麗平,等.地震傷員心電圖診斷的臨床分析[J].西南軍醫(yī),2010,12(1)：76.

國家709項目（2006FK130006）

100850北京，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院二所（王德文，李楊，徐新萍，李英俊，左紅艷，宋良文，王少霞，王水明，孫成峰，彭瑞云）

1.3 模擬掩埋人員不同傷情的動物模型建立方法

1.3.1 單純?nèi)毖跄Ｐ蛯游镏糜诔旱脱跖搩?nèi)，實驗動物常規(guī)飲食和飲水，氧含量為10.0%±0.1%。

1.3.2 缺氧合并缺食缺水（即三缺）模型將犬置于常壓低氧艙內(nèi)，氧含量為10.0%±0.1%，同時禁食禁水。

1.3.3 骨折失血復(fù)合三缺模型骨折采用單純開放截骨模型，失血方法為經(jīng)股動脈插管失血，失血量約占全血容量的30%，完成骨折失血建模后將比格犬置于常壓低氧艙內(nèi)，氧含量為10.0%±0.1%，同時禁食禁水。

1.3.4 沖擊傷復(fù)合三缺模型采用TNT高爆炸藥，比格犬身體左側(cè)面對并環(huán)繞中心點炸藥致傷，建模后將比格犬置于常壓低氧艙內(nèi)，氧含量為10.0%±0.1%，同時禁食禁水。

1.4 生命體征的檢測方法采用150 Biopac多功能生理監(jiān)測儀，檢測指標(biāo)包括：體溫、呼吸、心電圖、腦電圖等。檢測時間為建模前、建模后1周內(nèi)為隔日檢測1次，建模1周后每天進(jìn)行檢測，直至死亡，檢測中發(fā)現(xiàn)比格犬生命體征微弱，多指標(biāo)出現(xiàn)顯著異常后進(jìn)行實時監(jiān)測。生理指標(biāo)的檢測采用自身對照。

1.5 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析文中數(shù)據(jù)以均數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，應(yīng)用SPSS 11.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行單因素方差分析，Excel軟件作圖。與致傷前自身對照相比，*示P＜0.05及**示P＜0.01為相差顯著。

2011-12-13）