包扎、肋骨牵引和内固定治疗对连枷胸犬呼吸功能的影响

    作者：魏凌云，徐志飞，赵学维，潘铁文，秦 雄，卓锦春，唐 华，王 苏    作者单位：第二军医大学附属长征医院胸心外科，上海 200003

    【摘要】  目的 观察连枷胸犬胸壁加压包扎、肋骨牵引和手术内固定的治疗效果。方法 实验用Beagle犬24只，随机分为A组(对照组)、B组(包扎治疗组)、C组(牵引治疗组)和D组(手术固定组)，每组6只，建立大面积(15cm2/kg)浮动胸壁动物摸型。用MPA动物肺功能记录仪、血气分析、胸腔置管等观察犬呼吸频率(RR)、潮气量(Vt)、每分钟静息通气量(VE) 、肺顺应性(CL)、气道阻力(Raw)、动脉血氧分压(PaO2)、动脉血二氧化碳分压(PaCO2)、动脉血氧饱和度(SaO2)、剩余碱(BE)及胸膜腔内压(IPP)等变化，比较胸壁加压包扎、肋骨牵引固定和手术内固定的治疗效果。结果 浮动胸壁模型完成后，均出现反常呼吸，胸膜腔内压负压绝对值减小(P<0.01)，RR、Raw明显升高(P<0.01)，Vt、VE、PaO2、CL下降(P<0.05)，PaCO2、SaO2显著下降(P<0.01)，BE无统计学意义（P>0.1）。与A比较，B组IPP、Raw、RR显著升高（P<0.01），Vt、VE显著减少（P<0.01），PaO2、PaCO2、SaO2、BE、CL均无统计学意义（P>0.1）;C组Vt、Raw显著升高（P<0.01），IPP、PaO2、PaCO2、SaO2、BE、CL、VE、RR均无统计学意义（P>0.05）;D组VE升高（P<0.05），PaO2、PaCO2、SaO2、CL、Vt显著升高（P<0.01），IPP负压值加大（P<0.05），RR显著减少（P<0.01），BE 、Raw无统计学意义（P>0.1）。结论 大面积浮动胸壁的病理改变以胸腔容积减少为基础，胸壁加压包扎无治疗效果，甚至加重低氧。肋骨巾钳悬吊牵引固定虽可增加潮气量，但对连枷胸缺氧内环境的改善效果不佳。手术切开复位内固定是改善大面积浮动胸壁呼吸功能障碍的有效方法。

    【关键词】  连枷胸；生理学；肋骨骨折；牵引术；包扎；内固定

    Curative effect of pressure dressing on chest wall,traction and internal fixation on pulmonary function in dogs with flail chest

    WEI Lingyun，XU Zhifei，ZHAO Xuewei，et al.

    (Department of Cardiothoracic Surgery,Changzheng Hospital,Second Military Medical University,Shanghai  200003,China)

    Abstract：  Objective  To study curative effect of pressure dressing on chest wall，traction and internal fixation on pulmonary function in dogs with flail chest.Methods  A total of 24 Beagle dogs were set up as great floating thoracic wall models(15cm2/kg), then divided into internal fixation group,rib skeletal traction group,pressure dressing group and control group randomly,with 6 dogs in each group.The change of  respiratory rate(RR)，tidal volume(Vt)，minute ventilation(VE),lung compliance(CL)，airway resistance(Raw)，partial pressure of oxygen in artery (PaCO2)，partial pressure of carbon dioxide in artery(PaCO2)，arterial oxygen saturation(SaO2)，base excess(BE)，intrapleural pressure(IPP) were observed and recorded by MPA pulmonary function recorder and blood gas analysis.At last the therapeutic effect was compared among 4 groups.Results  Paradoxical respiration occurred；intrapleural pressure decreased(P<0.01)；RR,Raw increased obviously（P<0.01）；Vt, VE,PaO2,CL decreased while PaCO2,and SaO2,decreased obviously(P<0.05)；BE didn't show statistical significance(P>0.1).Compared with the control group,IPP,Raw,RR increased obviously(P<0.01) while Vt,VE decreased obviously(P<0.01) in the pressure dressing group.Vt,Raw increased obviously(P<0.01) while IPP,PaO2,PaCO2,SaO2,BE,CL,VE,RR had no meaningful change in the traction group.PaO2,PaCO2,SaO2,CL,Vt increased obviously(P<0.01) while RR decreased obviously in the internal fixation group(P<0.01) .Conclusion  The decrease of thoracic cavity volume is the fundamental change of the great floating chest wall.The pressure dressing on chest wall does not have the therapeutic efficacy,on the contrary,it intensifies hypoxia.The rib skeletal traction can increase tidal volume,but it brings no benefit to retrieve hypoxia.The internal fixation is the best way to improve the reduced pulmonary dysfunction caused by great floating thoracic wall.

    Key words：flail chest;physiology;rib fracture;traction;dressing；internal fixation    连枷胸是最严重的胸壁损伤，其病死率达12%～50%［1］。对连枷胸浮动胸壁固定治疗，其固定方法的选择与对连枷胸所牵涉的复杂的病理生理的认识密切相关。近年来，国内外学者大多认为连枷胸所致的呼吸困难主要是由肺挫伤和反常呼吸引起［2］ 。笔者通过动物实验，排除肺挫伤的影响。观察大面积浮动胸壁对犬呼吸功能的影响以及胸壁加压包扎、肋骨牵引和手术内固定治疗的作用。

      材料与方法

    1  动物分组与模型建立

    试验用Beagle犬24只，体重为(10.32±1.56)kg。用3%戊巴比妥钠(25mg/kg)静脉注射麻醉，气管插管后在右侧胸部相应面积(15cm2/kg)肋骨的两端切开胸壁皮肤，各游离肋骨3cm,保持胸膜完整，切断并剪去肋骨1cm，以确保损伤区域的胸壁能随呼吸自由浮动，缝合切口。模型制成后，随机分为4组，每组各6只犬（雌雄不拘）。A组为对照组，不进行治疗干预；B组为包扎治疗组：以浮动胸壁为中心，选用相应大小的厚棉垫加压包扎，使浮动胸壁极度内陷，进而消除反常呼吸；C组为牵引治疗组：行肋骨巾钳悬吊牵引固定，牵引重量为0.5～1kg，以正好对抗反常呼吸运动为宜；D组行手术切开复位，钢板＋螺丝钉内固定治疗。上述3种治疗方法，在治疗过程中均需保持胸膜腔完整。

    2  观察指标

    对实验犬行全麻气管插管后，气管插管外接MPA动物肺功能记录仪，测呼吸频率（RR）、潮气量(Vt)、每分钟通气量(VE)、肺顺应性(CL)、气道阻力(Raw)。于术侧腋中线第8肋间置胸腔管，接MPA动物肺功能记录仪测胸膜腔内压（IPP），适时记录测量结果。采抽取动脉血测动脉血氧分压(PaO2)、动脉血二氧化碳分压(PaCO2)、动脉血氧饱和度(SaO2)、剩余碱（BE）、SB等。分别记录模型建立前、制模1小时、A组制模4小时、B、C、D组模型建立后4小时的上述观察指标。

    3  数据处理

    所测数据经SPSS 13.0统计软件，采用多个样本均数间的多重比较的统计学方法（SNKq）进行统计学分析。

　　结  果

    浮动胸壁模型完成后，24只犬均出现胸壁反常运动，浮动幅度2～3cm。胸膜腔内压负压绝对值减小(P<0.01)，RR、Raw明显升高(P<0.01)，Vt、VE、PaO2、PaCO2、SaO2、CL明显下降(P<0 .05)，BE无统计学意义（P>0.1）。各治疗组与对照组比较结果详见表1、表2。 表1  连枷胸治疗前后犬动脉血气分析及胸膜腔内压的变化表2  连枷胸治疗前后犬呼吸功能的变与模型制作前比较：*P<0.05，**P<0.01；与对照组比较：△P<0.05；△△P<0.01

　　讨  论

    1  连枷胸行胸壁固定治疗的理论依据

    胸壁的完整性对呼吸功能的维持有重要作用。连枷胸肺容量的减少主要是胸壁不稳及肺挫伤所致的纤维化导致。通常将连枷胸分类为前外侧区和后外侧区，两种类型均包含侧面区域，该区有反映呼吸力学的前锯肌指状突的插入。Borrelly等［3］报道前锯肌在连枷区错位复杂的病理生理过程中有重要作用，当涉及肩关节活动或作为吸气肌时，连于每根肋骨上的前锯肌指状突有如拉抽屉一样使连枷区错位，使其向后上方移位，由此产生肋骨断端重叠，并会导致伤者肺容量减少的恶性循环。外科手术固定骨折肋骨可有效防止或中止肋骨错位的恶性循环，早期复位和固定骨折肋骨，恢复胸壁的几何形状，保持胸壁的完整性，避免了因胸壁变形对肺功能的损害。Voggenreiter等［4］证实了对无肺挫伤连枷胸患者首先行手术治疗的重要性。据Clark等［5］统计31％的孤立性肺挫伤患者需要机械通气治疗，而57％的孤立性连枷胸患者需要机械通气治疗，再次强调了胸壁机械性完整性的重要作用。

    2  胸壁加压包扎固定的治疗效果

    20世纪初期对连枷胸采用捆绑固定的方法进行治疗，当时认为包扎固定可增加胸壁稳定性、减少疼痛和可能有助于咳嗽。本实验结果表明，在大面积连枷胸包扎固定后与对照组比较，IPP、Raw、RR显著升高（P<0.01），Vt、VE、显著减少（P<0.01），PaO2、PaCO2、SaO2、BE、CL均无统计学意义（P>0.1）。说明包扎固定后虽然消除了反常呼吸，但Raw、RR显著升高、Vt、VE、显著减少，浅快呼吸及气道阻力的增加不利于通气，血气分析表现为低氧状态无改善。这主要是因为加压包扎后极度内陷的胸壁压迫了肺组织，加速了肺不张的形成和呼吸功能不全的发生。包扎固定后IPP负值明显增大而Raw亦明显增大，CL却无明显改变，说明包扎固定后伤侧胸壁发生限制性呼吸功能障碍，犬用力吸气，肺容积扩大，但气体不能吸入肺内，使肺内压剧烈下降，造成胸膜腔内压负值更大。此外因伤侧受压的肺发生肺不张，分泌物增加和支气管痉挛而致气道狭窄，通气不畅，加之用力呼吸又易使气流形成漩涡，更增加气道阻力，使肺顺应性下降。胸壁加压包扎对大面积连枷胸无治疗效果，甚至加重了低氧。

    3  牵引固定的治疗效果

    肋骨牵引固定是过去临床常用于浮动胸壁的一种方法，认为牵引固定后连枷胸侧胸壁的几何形状可恢复，胸腔容积可增加，牵引固定保持了胸壁的完整性，避免了因胸壁变形对其下肺区域的压迫，从而能产生足够的潮气量。本实验结果表明：与对照组比较，牵引治疗后Vt、Raw显著升高（P<0.01），IPP、PaO2、PaCO2、SaO2、BE、CL、VE、RR均无统计学意义（P>0.1）。说明牵引治疗后实验犬的潮气量虽有部分增加，但IPP、PaO2、PaCO2、SaO2、BE、CL、VE、RR变化不明显，其低氧状态未能得到有效改善。这主要是因为大面积浮动胸壁形成后，牵引固定虽能部分改善通气，但由于牵引外力持续作用于伤侧胸壁，对抗其弹性回缩，被牵引的浮动胸壁无法与健侧胸壁进行协同呼吸运动，无法恢复肋骨生理状态杠杆作用，胸廓生理状态的完整性未能得以恢复，肺的顺应性改善不明显，故呼吸功能仍不能恢复正常，缺氧状态无法得到有效改善。所以，至少对于大面积连枷胸来说，单纯行牵引固定无法达到满意疗效。

    4  手术内固定的治疗效果

    1975年Richardson等［6］首次报道了用钢丝修复胸骨骨折的方法。连枷胸手术内固定可有效地减少机械通气时间和ICU时间，减少肺炎的发病率及降低病死率，恢复胸壁的几何形状及生理状态的完整性，恢复肋骨生理状态杠杆作用，提高伤侧肺的顺应性，进而改善呼吸功能。本实验结果表明，与对照组比较，手术内固定治疗后PaO2、PaCO2、SaO2、CL、Vt、VE显著升高（P<0.01），IPP负压值加大（P<0.05），RR显著减少（P<0.01），BE 、Raw无统计学意义（P>0.1）。内固定组与牵引组比较，Vt、CL、PaO2、PaCO2、SaO2显著升高（P<0.01），Raw、RR显著减少（P<0.01），VE、IPP、BE无统计学意义（P>0.05）。内固定组与包扎组比较，Vt、IPP、PaO2、PaCO2、SaO2、VE显著升高（P<0.01），RR、CL、 Raw显著减少（P<0.01）。本实验的结果证明，大面积连枷胸经手术内固定治疗后可有效增加实验犬的通气功能，肺的顺应性增加，低氧状态得到有效改善。手术内固定收到了良好的效果，是治疗大面积连枷胸行之有效的方法。

【参考文献】［1］Kadam PP，Agarwal SP,Pantvaidya SH.Management of chest wall injuries :a comparison of ventilatory and nonventilatory therapy［J］.Indian J Anaesth，2003，47(2)：100-104.

［2］Freeland M，Robert F，Jeffery S，et al.The management of chest injury：factors affecting outcome［J］.J Trauma，1990，30(12)：1460-1468.

［3］Borrelly J，Aazami MH.New insights into the pathophysiology of flail segment:the implications of anterior serratus muscle in parietal failure［J］.Eur J Cardiothorac Surg,2005,28(5):742-749.

［4］Voggenreiter G,Neudeck F,Aufmkolk M,et al.Operative chest wall stabilization in flail chest: outcomes of patients with or without pulmonary contusion［J］.J Am Coll Surg,1998,187(2):130-138.

［5］Clark GC,Schecter WP,Trunkey DD.Variables affecting outcome in blunt chest trauma: flail chest vs. pulmonary contusion［J］.J Trauma,1988,28(3):298-304.

［6］Richardson JD，Grover FL,Trinkle JK．Early operative management of isolated sternal fractures［J］.J Trauma，1975,15(2):156-158.