模擬戰時復蘇策略對家兔失血性心跳驟停效果的初步觀察

杜文瓊，張 琳,，宗兆文,3，葉 釗,3，于 蕊，鐘 鑫，賈益君，蔣仁慶，周小林， 楊昊洋

1.陸軍軍醫大學陸軍衛勤訓練基地，戰救技能訓練教研室/創傷、燒傷與復合傷國家重點實驗室，重慶 400038；2.陸軍軍醫大學士官學校戰術衛勤系，石家莊 050083；3.陸軍軍醫大學第二附屬醫院骨科，重慶 400037

與內科性心跳驟停(medical cardiac arrest,MCA)相比，創傷性心跳驟停(traumatic cardiac arrest,TCA)在發病機制、病理生理變化和救治策略上有諸多不同。嚴重顱腦損傷、大量失血和張力性氣胸等是造成TCA的常見原因，其中又以大量失血最為常見，可占到平時醫療救治中TCA的半數左右[1]，而在戰時這一比例高達80%～90%[2-3]。研究顯示，對于失血性心跳驟停(hemorrhage-induce cardiac arrest,HiCA)進行心外按壓是無效甚至是有害的，而使用全血或血液制品進行復蘇可有效促進自主循環恢復(return of spontaneous circulation,ROSC)[4-6]。由于HiCA常需要急救，而戰時其救治場所多在戰現場，但我軍現行《戰傷救治規則》(2021征求意見稿)和現有保障條件無法實現在戰現場使用全血或血液制品進行復蘇，此時需要探索適宜的戰時復蘇策略，即在我軍現有急救階梯固定的救治范圍、實施時間范圍內根據配發的藥品器材制定適宜的救治策略[7-8]。本文觀察了模擬戰時條件下的復蘇策略對家兔HiCA的救治效果。

材料與方法

1 藥物和試劑

羥乙基淀粉(HES)130/0.4氯化鈉注射液(6%HES 130/0.4,每1 000mL內含羥乙基淀粉130/0.4 60mg、氯化鈉9g,北京費森尤斯卡比醫藥有限公司)、乳酸鈉林格注射液(每1 000mL內含氯化鈉6.0g、氯化鉀0.3g、氯化鈣0.2g、乳酸鈉3.1g，中國大冢制藥有限公司)、氯化鈉注射液(500mL:4.5g,四川科倫藥業股份有限公司)。

2 動物分組、模型制備和復蘇策略

50只家兔(動物防疫合格證書編號：渝北動防合字第00005號，動物使用許可證編號：渝001307002)，雌雄不拘，重量(2.6± 0.4)kg，兔齡(8.9± 0.4)個月，隨機分為A～E 5組，每組10只，通過控制性失血法制備HiCA模型。制模前，1%戊巴比妥鈉以5 mL/kg的劑量腹腔注射麻醉家兔，然后左側頸總動脈置管用于持續監測平均動脈壓(mean arterial pressure,MAP)、收縮壓、舒張壓和心率及采動脈血做血氣分析，右側頸內靜脈置三通管用于采集血樣檢測血常規、常規凝血相和血生化以及用于輸注復蘇液體[9]。左側股動脈置管，用于控制性抽取血液降壓。本實驗獲得陸軍軍醫大學校醫學倫理委員會審批(AMUWEC2019471)。

從股動脈置管中以2mL/(kg·min)的速度抽取血液，直至收縮壓<10mmHg，且持續20s以上；此時，判定HiCA動物模型制備成功[3-5]。抽取的血液用檸檬酸鈉儲存，室溫20℃下保存，用于后續復蘇。

制模成功后10min內，5組動物分別接受羥乙基淀粉130/0.4氯化鈉+1h后全血輸注(模擬戰時復蘇組，A組)[7-8]、羥乙基淀粉130/0.4氯化鈉(B組)、乳酸鈉林格液(C組)、氯化鈉(D組)和全血復蘇(E組)。其中，復蘇液體的用量與該只動物制模失血量相等，輸注速度為3mL/(kg·min)。A組動物在TCA后1 h輸注10mL全血。上述時間點的選擇模擬我軍《戰傷救治規則》(2021征求意見稿)中規定，即戰現場急救在傷后10min內完成，而損害控制復蘇在傷后1h內完成[7-8]。

收縮壓恢復至50mmHg、維持1min以上且可觸及頸總動脈搏動判定為ROSC[3-5]。從復蘇結束至恢復ROSC計時(單位：s)，各組之間進行比較。ROSC后，持續監測平均動脈壓(MAP)和心率，TCA后1h內每隔20min記錄1次MAP和心率，1～4h每隔1h記錄1次MAP和心率，4～8h每隔2h記錄1次MAP和心率，8～24h每隔4h記錄1次MAP和心率。

3 檢測指標

麻醉后制模前及制模后1、4、8h和24h取血檢測各項實驗室指標。使用手持式血氣分析儀(新加坡Flextronics公司)測定動脈血氣，記錄乳酸和血氧飽和度(oxygen saturation，SaO2)。使用BC-5180 CRP(中國深圳邁瑞公司)型全自動全血細胞計數儀計數血細胞，記錄紅細胞(red blood cell count，RBC)和血小板數量(platelet count，PLT)。各時相點1.5mL靜脈血低速離心后取血漿使用HB-P01全自動干式生化分析儀(光寶醫療器械常州有限公司)檢測肌酐(creatinine，Cr)、尿素氮(urea nitrogen，UN)、谷丙轉氨酶(alanine aminotransferase，ALT)、谷草轉氨酶(aspartate aminotransferase，AST)、肌酸激酶同工酶-MB(creatine kinase isoenzyme-MB，CKMB)的濃度，使用RAC-030自動凝血分析儀(中國深圳雷諾生命科學有限公司)檢測常規凝血相，記錄國際標準化比值(international ratio,INR)。

制模后24h所有血液標本收集后，以過量氯化鉀溶液靜推致死動物。如果在實驗終點前動物發生死亡，其各項測量指標統計至其死亡前一時相點。死亡判斷標準：收縮壓為0，無自主呼吸，持續時間>3min。

4 統計學分析

結 果

1 ROSC、生存率和生理指標變化情況

各組動物達到制模成功時失血量之間差異無統計學意義，為整體血容量的40%～45%(表1)。A、B和E組家兔自主循環恢復率為100%，恢復ROSC用時兩組比較差異無統計學意義(表1)。

表1 各組動物制模和ROSC情況

制模前各組動物的MAP波動(88.6±6.8)～(91.5±7.9)mmHg，心率波動(77±5.2)～(82±5.9)次/min，各組之間差異無統計學意義(P>0.05)?；謴蚏OSC后，A組動物MAP在1h輸注血液后趨于穩定，波動在(69.8±5.8)～(80.7±8.2)mmHg之間，同E組在各個時相點差異無統計學意義；B組在恢復ROSC后，MAP在傷后1h趨于穩定，但數值明顯低于A組和E組(圖1)。A、B和E三組家兔心率在ROSC后至TCA后1h內明顯高于基礎值，在傷后1h后的各個時相點下降并維持相對穩定，但A組和E組心率明顯低于B組(圖1)。心率呈現同MAP相反的變化趨勢(圖1)。1只A組動物在制模后16h左右死亡；B組動物在傷后5、6、9、12、14h分別有1只家兔死亡。24h內整體存活率為50%。

C和D組自主循環恢復率分別為50%和40%，恢復ROSC的時間差異無統計學意義(表1)，明顯高于A、B和E組。MAP在恢復心率后短暫地維持穩定，在制模1h后明顯下降，兩組MAP均明顯低于A組和E組(圖1)。C組和D組家兔心率在各個檢測時相點均明顯高于A組、B組和E組。C和D組家兔心率在ROSC后至TCA后1h內明顯高于基礎值，后逐步升高。C組家兔病死率，1h內為50%，4h內為70%，8h內為90%，24內整體病死率為100%；D組家兔病死率1h內為60%，4h內為100%， 24h內整體病死率為100%。

2 各組實驗室檢測指標變化情況

在傷后1h和以后的各個時相點，C組和D組家兔數量不足，未納入統計；24h時相點時B組動物數量為5只，數量不足，也未納入統計。

各組家兔傷后乳酸濃度均升高，明顯高于基礎值。制模后1h各組乳酸濃度差異無統計學意義，4h及以后各個時相點E組乳酸濃度明顯低于A和B組，而B組乳酸濃度高于A組(表2)。

制模后1h，各組紅細胞和血小板數量明顯低于基礎值，其中，A組和B組及基礎值相差非常顯著，E組與基礎值相差顯著。這一結果顯示，雖然是將抽取血液全部回輸，其紅細胞和血小板數量仍低于基礎值，其與紅細胞、血小板在抽取和輸注過程中的損傷有關，也可能與創傷后凝血病導致的失血有關。在1、4、8和24h各個時相點，E組的血小板和紅細胞計數明顯高于A組，而A組又高于B組(表2)。

各組家兔在各個時相點INR均明顯升高，明顯高于基礎值。其中，E組和A組INR值明顯低于B組(表2)。

自HiCA后1h各時相點，各組家兔的Cr、UN、ALT、AST、CK-MB濃度高于基礎值，E組的數值明顯低于A組和B組，而A組低于B組(表2)。這些數據顯示，全血復蘇和模擬戰時復蘇策略家兔的肝、腎、心臟等主要臟器功能結局最好。

圖1 各組平均動脈壓(MAP)和心率變化情況。a.各組平均動脈壓變化情況；b.各組心率變化情況

討 論

我軍《戰傷救治規則》規定，戰現場急救在傷后10min內完成，而損害控制復蘇在傷后1h內完成[8]。本研究模擬戰時救治條件和要求，觀察了制模后10min內使用羥乙基淀粉、1h補充輸注全血，模擬了從戰現場到救護所的救治過程。由于我軍戰現場尚不具備使用全血和血液制品的條件，且研究表明戰術區液體選擇的降序優先級別依次為羥乙基淀粉、乳酸鈉林格液和生理鹽水[10]，因而本研究將模擬戰時復蘇策略設置為10min輸注羥乙基淀粉130/0.4氯化鈉+1h后全血輸注，而將全血輸注作為陽性對照。結果表明，模擬戰時復蘇策略可有效促進失血性心跳驟停的自主循環恢復，提高其生存率和重要臟器功能。這提示，為提高救治成功率，戰現場救治階段可使用羥乙基淀粉，其可有效地促進ROSC，但應在早期救治機構內盡快補充全血或血液制品，以更好地維護血液循環的穩定和臟器生理功能。既往尚沒有模擬我軍戰時救治條件和戰時救治階梯進行HiCA復蘇的研究，本文創新性發現模擬戰時復蘇條件可提高HiCA的救治成功率，對指導戰時傷員救治有較高的指導意義。

早期認為對TCA進行心外按壓等救治是徒勞的，而后隨著人們對其病理生理的深入了解以及損害控制復蘇技術的進步，TCA的救治成功率已與MCA相當，甚至在戰時某些統計中，其成功率明顯高于平時救治成功率。這主要得益于集束化的救治策略，即快速糾正造成TCA的可逆性因素(如張力性氣胸、氣胸、低血容量等)，然后進行高質量的心肺復蘇和液體復蘇[11-14]。HiCA是TCA的一種特殊類型，在沒有進行有效的液體復蘇前，進行心外按壓對救治效果是有害的[4,6]。因而本研究只觀察了液體復蘇的效果，而沒有觀察心外按壓的效果。結果表明，在充分的液體復蘇下，不需心外按壓即可實現ROSC。這一結果與我軍傳統教科書中要求在心跳驟停后要立即進行心肺復蘇的做法是不同的，本文研究結果對提高這類傷員的救治成功率具有重要意義。

表2 各組動物實驗室檢測指標變化情況

分組時相點紅細胞計數(×1012/L)氧飽和度(%)尿素氮(mmol/L)谷丙轉氨酶(U/L)肌酸激酶同工酶-MB(U/L)A組0h(n=10)5.45±0.43100.00±04.21±0.358.11±0.453.42±0.221h(n=10)3.92±0.41△△▲92.62±2.454.82±0.55△▲16.31±0.45△△▲6.71±0.45△△▲4h(n=10)3.69±0.37△△▲84.53±5.32△▲5.64±0.41△▲24.43±2.46△△▲7.32±0.77△△▲8h(n=10)3.45±0.19△△▲82.32±6.73△▲7.92±0.89△△▲42.62±5.66△△▲8.91±0.81△△▲24h(n=9)3.22±0.13△△▲79.41±6.51△▲9.71±0.68△△▲78.51±6.81△△▲▲11.40±0.96△△▲B組0h(n=10)5.36±0.49100.00±03.91±0.387.81±0.553.11±0.301h(n=10)2.43±0.23△△▲▲??77.42±7.34△▲?5.72±0.67△▲?19.82±0.55△△▲11.22±0.45△△▲▲??4h(n=10)2.15±0.11△△▲▲??65.72±7.53△△▲▲?7.91±0.42△▲?29.81±3.56△△▲?17.91±1.55△△▲▲??8h(n=8)1.92±0.13△△▲▲??63.83±5.77△△▲▲?11.62±0.87△▲?56.82±7.76△△▲?22.52±3.23△△▲▲??E組0h(n=10)5.53±0.43100.00±04.11±0.44△▲?7.42±0.413.42±0.371h(n=10)4.96±0.5295.62±3.414.64±0.3911.61±1.47△5.11±0.47△4h(n=10)4.67±0.43△94.31±2.435.12±0.4919.72±2.02△△5.72±0.78△8h(n=10)4.36±0.48△91.42±5.556.23±0.54△30.41±5.67△△6.53±0.74△△24h(n=10)4.17±0.36△92.42±5.327.31±0.56△45.72±5.58△△8.24±0.78△△

除了對ROSC和生存率的影響外，本研究發現戰時模擬復蘇策略可明顯改善凝血功能、微循環(乳酸降低)和臟器功能，這些影響是相互交織的。例如，使用羥乙基淀粉+全血復蘇，其紅細胞、血小板、凝血因子濃度均有效升高，其既可改善微循環，也可降低創傷后凝血病的嚴重程度，進而減少失血[15-17]。而這些因素的總體效果又有利于臟器功能的維護，并最終有利于提高生存率。

局限性：(1)本研究僅觀察模擬戰時復蘇策略在失血導致心跳驟停這一動物模型中的效果，而在戰時，失血通常伴有嚴重的組織損傷，其病理生理變化可能同單純失血有所不同[4,6]。筆者將在未來的研究中觀察這一復蘇策略在復雜戰傷合并出血模型中的效果。(2)本研究的一個固有弱點是動物研究的結果向人體進行轉換時需要進行更多深入的研究，需要建立家兔、豬和狗等不同動物與人之間的換算關系[4-7]。

作者貢獻聲明：杜文瓊：動物模型制備、撰寫論文；宗兆文：研究設計、設計論文框架、審定論文；張琳、葉昭、于蕊、鐘鑫、賈益君、蔣仁慶、周小林、楊昊洋：參與實驗研究