猪椎体火器伤早期死亡原因的实验研究

　　作者：梁朝革，贾连顺，陈长青，叶晓建，宋滇文

　　摘要：目的 建立家猪L2椎体贯通火器伤实验模型，通过监测生命体征等指标变化及弹道损伤情况，分析高速椎体火器伤导致动物早期死亡的原因。方法 18只家猪随机分为2组：低速枪伤组(n=10);高速枪伤组(n=8)。全麻状态下建立L2椎体侧方贯通伤模型，分别于伤前、伤后0.5、1、2和3小时行血气分析、平均动脉压及脉率监测和损伤部位弹道CT扫描。结果 18只家猪中13只成功建立了L2椎体火器伤模型，其中低速枪伤组6只、高速枪伤组7只。不同时相点2组动物平均动脉压进行性下降、心率进行性加快，但高速枪伤组较低速枪伤组变化幅度较大(P<0.01);2组动物血pH、细胞外碱剩余(BEecf)、血液碱剩余(BEB)、标准碳酸根浓度(SB)、实际碳酸氢根(AB)、氧分压(PaO2)、二氧化碳分压(PaCO2)和氧饱和度(SaO2)呈进行性下降，但高速枪伤组出现的时间早、下降的幅度大(P<0.05或0.01);低速枪伤组动物3.5小时死亡率为16.67%、高速枪伤组为85.71%，平均死亡时间分别为(7.1±1.1)小时和(3.5±0.5)小时，2组比较有显著性差异(P<0.05和0.01)。结论 枪弹的速度是决定损伤程度的重要决定因素之一，高速火器伤动物早期死亡的主要原因是弹道周围广泛创伤所致的失血性休克。

　　关键词：椎体;火器伤;死亡原因

　　Experimental study on the cause of early death in gunshot injury to pigs spine

　　LIANG Chaoge，JIA Lianshun，CHEN Changqing,et al.

　　(Department of Orthopaedics,Second Affiliated Hospital,Second Military Medical University,Shanghai 200003,China)

　　Abstract：Objective To establish pig L2 gunshot injury model,and investigate the cause of its early death.Methods Eighteen healthy pigs were randomly divided into 2 groups: L group,low velocity bullet group(n=8),and H groups,high velocity bullet group(n=8).L2 were shot by assault rifle or snipe gun bullets.Before injury and at 0.5,1,2,3 hours after gunshot injury,the pH,base excess of blood(BEB),base excess of estracellular fluid(BEecf),standard bicarbonate concentration(SB),bicarbonate(AB),partial pressure of oxygen(PaO2),oxygen saturation(SaO2),partial pressure of carbon dioxide(PaCO2),mean arterial pressure(MAP) and pulse rate were determined respectively.Results The L2 gunshot injury model was established successfully in 13 pigs.There was significant differences in MAP,pulse rate,PaO2,PaCO2,SaO2,pH,BEB,BEecf,SB and AB compared with those before injury in both groups(P<0.05 or 0.01).But the indicator in high velocity bullet group changed significantly as compared with that of low velocity bullet group(P<0.05 or 0.01)，and there was a higher mortality and a shoter mean death time after injury in high velocity bullet group(P<0.05 or 0.01).Conclusion The bullet velocity is one of the most important factor in tissue wounding.The hemorrhagic shock is its main cause of early death.

　　Key words:vertaberal body;gunshot injury;cause of death

　　现代火器具有初速快、能量高的特点，因此，其导致的损伤广泛而严重，全身反应剧烈，休克发生率高。所以快速判断伤情，缩短救治时间，提高伤员运送的机动性就显得尤为重要。本研究建立家猪L2椎体贯通伤实验模型，通过监测平均动脉压(Mean arterial pressure,MAP)、血气、血常规、损伤节段脊髓组织的病理改变及死亡时间等指标，分析伤后不同弹速火器伤动物早期死亡原因，为今后的临床救治提供理论依据。

　　材料与方法

　　1 一般资料

　　健康雄性家猪，体重(35.49±2.69)kg，共18只，清洁(二级)动物，实验前，动物适应实验环境12～14小时，术前常规禁食。动物实验室温度保持在20～25℃。动物称重，给予氯胺酮15mg/kg、地西泮0.4mg/kg、阿托品0.02mg/kg肌注，待动物镇定后固定，建立耳缘静脉通道，并以氯胺酮15mg/(kg?h)、地西泮0.8mg/(kg?h)维持麻醉，动物稳定后改为氯胺酮5mg/(kg?h)、地西泮0.2mg/(kg?h)维持。行气管插管(型号为7.0号)，自主通气，以备吸痰、给氧和机械通气用。在无菌操作下，消毒、解剖分离一侧股动脉插入22G动脉留置导管，用以连接多功能监护仪(IVY B10MESICAL SYSTEM INC patient monitor)，在行有创动脉压、心率等指标监测同时，分别于不同时间点采集动脉血气标本等(血气分析仪型号为AVL995)。动物情况稳定后，腹卧位固定于致伤架上，实验动物分为2组，分别为低速枪伤组(n=10)：79式微型冲锋枪，51式7.62mm手枪弹;初速：510m/s，有效射距200m。高速枪伤组(n=8)：KBU88狙击枪，5.8mm步枪弹;初速：895m/s、有效射距大于1000m，枪口至动物射距为40m，由专业狙击枪手操作完成。椎体标记沿肋骨下缘找到L1椎体后，依次向下确定L2棘突，在其前方3.5cm处标记射击点，子弹由动物右侧射入。动物致伤后，行弹道出口、入口测量后行伤口包扎。监测心率、平均动脉压及血气分析等指标的监测时间点分别为伤前、伤后0.5、1、2和3小时，同时行CT检查。CT型号：Somatom sensation 4多排螺旋CT(SIEMENSE公司)。

　　2 检测指标

　　血常规、平均动脉压、脉率、血气分析、损伤弹道的CT软组织窗扫描、大体病理改变(弹道入口及出口面积比值、脊髓硬膜下血肿范围)及损伤节段脊髓组织的光镜病理改变。

　　3 数据处理及统计分析

　　数据由第二军医大学统计教研室采用SAS 8.2软件进行处理，平均动脉压、心率、血气和平均死亡时间数据以均数±标准差(±s)表示，2组均数组比较采用t检验，2组死亡率比较采用四格表资料的Fisher确切概率法，检验结果以P<0.05为统计学相差显著，P<0.01为差异非常显著。

　　结果

　　本组实验动物18只，13只动物成功建立L2椎体贯通伤模型，其中低速枪伤组(L组)6只，高速枪伤组(H组)7只。

　　1 不同弹速椎体火器伤对平均动脉压、脉率、Hb、RBC、HCT、动脉血气及酸碱度的影响见表1。

　　2 不同弹速椎体火器伤对2组弹道出、入口比值、硬膜下血肿范围、伤后平均死亡时间、早期死亡率的的影响见表2。

　　3 不同弹速椎体火器伤对周围组织的影响 CT软组织窗显示狙击枪组椎体周围有较多散在低密度含气影，左侧近弹道出口处，同冲锋枪组比较，形成较大的空腔(见图1、2)。

　　图1 L组CT软组织窗显示弹道经过L2节段横行形成带状含气空腔(略)

　　图2 H组CT冠状位重建显示受伤椎体周围有较多散在低密度含气影，左侧近弹道出口处，同图1比较，形成较大的空腔(略)

　　表1 椎体火器伤对脉率、MAP、血常规、血气、血液酸碱度的影响(略)

　　与伤前比较：*P<0.05，**P<0.01;与L组比较：#P<0.05，##P<0.01

　　表2 两组伤后弹道出、入口比、脊髓硬膜下血肿范围、平均死亡时间及3.5小时死亡率比较(略)

　　与L组比较：*P<0.05，**P<0.01

　　讨论

　　现代火器具有初速度快，能量高，精度高的特点，所以其对机体造成的损伤是广泛而严重的，因此，此类损伤的救治面临严峻的挑战。通过对动物伤后上述指标的分析显示，2组动物伤后MAP、Hb、RBC进行性下降、脉率进行性增加，而血细胞比容(HCT)于伤后1、2小时时相点有所下降，但总体而言变化不明显，说明由于创伤引起动物急性丧失全血，血液浓缩而导致上述结果。2组动物伤后随着时间的推移，动脉血气中的PaO2、SaO2、pH、BEecf、BEB、SB、AB均呈进行性下降趋势，说明创伤和失血导致动物组织严重缺氧、缺血，引发代谢性酸中毒，由于[H+]增高，刺激呼吸中枢，使呼吸加深加快，加速CO2的呼出，使PaCO2降低，但高速枪伤组出现的时间及变化的幅度较低速枪伤组大，于伤后2小时已进入休克期，这是高速枪伤组动物早期死亡的主要原因。通过CT冠状位软组织窗，可以观察到在高速枪伤组弹道椎体出口侧形成较大的空腔，其可能机制是由于在较高速度的子弹穿过椎体时，同低速枪伤组相比，在急剧减速后，投射物改变方向，将更多的能量传递给周围组织，因而形成了较大的空腔及出口，造成周围组织器官较广泛损伤，所以狙击枪组的弹道出入口伤口面积比远大于冲锋枪组。

　　Uzar等[1]认为骨折的程度及损伤空腔导致弹道周围软组织损伤程度与子弹的速度密切相关。Splavski等[2]认为脊柱枪弹伤是广泛而严重的，损伤节段大多为胸、腰段，多数患者硬膜囊破裂，同时伤及周围组织及器官。Yoganandan等[3]认为全面了解枪击贯通伤的动力学、生物学机制、枪弹的类型、速度、武器的口径、损伤组织的类型对伤情的全面评估及急性期和远期的治疗有着深远的意义。

　　多发伤有3个死亡高峰[4],第1个高峰为伤后即刻，死亡原因多为重要生命器官的破坏，往往发生在事故现场不治身亡;第2个高峰期为创伤后数小时内，该阶段称为救治黄金阶段，伤者生命支持的重点在这一阶段;第3个高峰期为创伤后数天～数周，死亡原因多为并发MODS和严重感染。通过2组死亡率的比较，高速枪伤组动物3.5小时死亡率高达85.71%，平均死亡时间为(3.5±0.5)小时，同低速枪伤组比较有显著差异。有关资料表明，脊柱脊髓火器伤的战区死亡比例最大，越向后方越少，说明挽救伤员的主要时机是早期优良的医疗救护。目前，在战场条件允许的前提下，专科医院尽量前伸至前线已成为各国军队的普遍做法。美军在海湾战争中一线医院距前线只有5～8km，俄军在车臣战斗中一线医院距战区也只有5km[5]。

　　实验表明动物早期死亡的主要原因是枪弹伤导致的失血性休克，对此类损伤应在伤后2～3小时内进行救治。战伤急救的高质量，后送与初期救治的高效率是决定救治效果、降低死亡率的重要因素。

　　参考文献：

　　[1]Uzar AI,Dakak M,Oner K,et al.Comparison of soft tissue and bone injuries caused by handgun or rifle bullets: an experimental study[J].Acta Orthop Traumatol Turc，2003,37(3):261-267.

　　[2]Splavski B,Saric G,Vrankovic D,et al.Computed tomography of the spine as an important diagnostic tool in the management of war missile spinal trauma[J].Arch Orthop Trauma Surg，1998,117(6-7):360-363.

　　[3]Yoganandan N,Pintar FA.Biomechanics of penetrating trauma[J].Crit Rev Biomed Eng，1997，25(6):485-501.

　　[4]徐道妙,徐启明,艾宇航,等.器官功能监测与维护在多发伤治疗中的价值[J].湖南医科大学学报,2000,25(3):288-290.

　　[5]赖西南，王丽丽.外军野战救治进展[J].人民军医,2000,43(7):379.

　　基金项目：全军“十五”指令性课题基金(01L056)

　　(第二军医大学附属长征医院骨科，上海 200003)