爆震傷對人體組織器官影響研究進展

王卓君， 劉 穎， 史秀云， 叢培芳， 金紅旭

1.錦州醫科大學北部戰區總醫院研究生培養基地，遼寧 沈陽 110016；2.北部戰區總醫院 急診醫學科，遼寧 沈陽 110016

隨著現代局部地區軍事沖突頻繁發生，爆震傷已成為威脅軍隊人員生命安全的主要損傷類型。除軍事戰爭中存在炸藥的使用外，生活中煤氣和天然氣的不合理使用、恐怖分子制作的簡易炸藥等都增加了爆震傷的發生概率。由于爆炸發生突然、存在無法預知性、區域范圍廣泛、破壞力大，醫療機構面臨著全新的、獨特的分診、診斷及處理挑戰[1-2]。爆震傷特點是外輕內重(體表損傷輕而內臟損傷重)、發展迅速(中度以上的沖擊傷病情發展快)、常發生在多部位而導致多器官功能損傷，因此，醫護人員檢查時必須全面仔細，以免漏診[3]?，F就爆震傷原理、分類及其對組織器官的影響作一綜述。

1 爆震傷原理

爆炸是一種將大量能量以熱力、動能及超壓沖擊波的形式快速釋放的過程，可以是化學反應、機械過程或核現象所產生的結果[4-5]。爆炸物可分為低階炸藥和高階炸藥。低階炸藥，例如火藥，通過一個稱為“爆燃”的過程以亞音速燃燒釋放能量；高階炸藥以超音速爆炸，然后迅速將爆炸物轉化為高壓氣體并釋放極大能量[6]。在高階炸藥能量釋放過程中，產生的能量使瞬時正壓上升，甚至高于大氣壓，在理想環境中，這種正壓上升達到“過壓”的峰值后，壓力會迅速呈指數級下降，并出現更長的負壓階段，最終返回基線。隨著正壓的不斷增加，巨大能量可以導致周圍介質(空氣或水)被壓縮，形成以徑向向外傳播的“沖擊浪”，隨后形成“爆炸風”—一種高速氣體遠離爆炸，同時出現一種返回到爆炸中心的釋放波。沖擊浪和爆炸風的結合被稱為沖擊波[5]。沖擊波作用于人體，會導致一系列損傷。

2 爆震傷分類

美國國防部指令將爆炸導致的損傷分為5種類型：(1)原發性爆炸損傷。沖擊波直接作用機體導致的損傷即爆震傷，其主要影響密度差異顯著的界面，如耳、肺、胃腸道等。(2)繼發性爆炸損傷。爆炸產生的碎片或環境中的碎石直接沖擊機體導致的非穿透性或穿透性創傷。(3)三級爆炸傷害。沖擊波及氣流造成傷員物理位移而引起的損傷，如外傷性截肢、胸腔擠壓傷等。(4)四級爆炸傷害。爆炸引起的化學和熱損傷，主要是燒傷、吸入性損傷等。(5)由細菌、病毒、化學制劑或輻射物質造成爆炸后引起的放射性損傷和機體對燃料或金屬的反應[6-11]。

3 爆震傷對人體組織器官的影響

爆震可產生巨大的沖擊波，沖擊波擊中人體時釋放出的能量可以造成各種損傷。當壓力瞬態與人體相互作用時，部分沖擊波被反射，部分被吸收，軟組織、血管、充滿空氣或液體的腔室(如肺、腸、腦等)之間的界面特別容易受到損傷。肺沖擊傷是造成傷員現場死亡的主要原因，鼓膜穿孔是原發性爆炸損傷的特征性損傷之一。

3.1 耳損傷 發生爆炸時，高壓的氣體從爆炸中心膨出，同時壓縮周圍的空氣，形成爆炸超壓波，在體內的空氣—組織界面施加力，因此，爆炸性耳損傷極為常見。爆震傷可引起聽力功能障礙，主要癥狀為耳鳴、聽覺過敏、鼓膜穿孔、暫時或永久聽力損失等[12-13]。在爆震傷發生時，鼓膜對壓差非常敏感，暴露在35 kPa壓差時就存在穿孔風險，如果壓力過高，甚至可以引起中耳小骨脫位[14]。所有爆炸性耳損傷患者均應行耳鏡檢查鼓膜情況，計算機斷層掃描可用于檢測中耳小骨的損傷程度。鼓膜和中耳小骨損傷可自發性愈合，或通過手術修復來達到良好的恢復效果，因此，鼓膜和中耳的爆炸損傷雖然常見，但并不是導致長期殘疾的主要原因。值得注意的是，爆炸性鼓膜損傷與其他原因所致鼓膜損傷的最大區別是爆震傷后鼓膜處可能植入彈片或其他碎片，因此，在為爆震傷所致鼓膜穿孔患者行鼓室成形術時，有必要注意清除植入的彈片或其他碎片，同時使用內鏡輔助檢查[15-16]。爆炸發生后，由于受到強大的氣體波沖擊，患者可立即出現嚴重的聽力缺失，如果內耳無明顯損傷，一般這種情況是暫時性的，聽力可在幾個小時后恢復。最具破壞性的爆炸性耳損傷之一為耳蝸損傷引起的永久性聽力損失，其具有不可逆性，目前尚無較好的救治方法，嚴重影響受傷者的生活質量。除了爆炸對耳部有直接損壞外，直接暴露耳部的機體在爆炸發生后會明顯出現心率和血壓下降，呼吸增快，甚至呼吸停止，即爆炸沖擊波可通過耳道等聽覺系統導致自主神經紊亂，從而間接影響心、肺及大腦功能[17]。

3.2 肺損傷 爆震傷致肺損傷的定義為：在爆震后12 h內具有影像學及臨床證據的急性肺損傷，而不是由繼發性損傷及三級損傷所引起的肺損傷[18]。爆炸性肺損傷是沖擊波對人體造成的直接后果，是爆炸受害者死亡的主要原因[19]。不同密度的肺組織表面產生的壓力差不同，因此，沖擊波作用于其表面可導致直接肺損傷[1，20]。有學者通過建立大鼠爆震傷模型模擬爆炸狀態，考慮爆炸性肺損傷的嚴重程度與損傷距離、峰值超壓和超壓脈沖、爆炸時受害者的位置及環境等有關[21]。沖擊性肺通常用來描述嚴重的爆炸性肺損傷，其機制可能與肺泡內氣體快速壓縮及擴張導致的肺泡破裂有關，主要表現為肺挫傷、肺泡毛細血管破裂、肺內出血和水腫等，同時可能并發氣胸、血胸、支氣管胸膜瘺、脂肪栓塞、肺泡性肺靜脈瘺、空氣栓塞等其他胸部損傷?？人院秃粑щy是公認的常見癥狀，起初為干咳，隨后可逐漸出現泡沫痰、咯血及胸骨后疼痛等。體格檢查時，胸部表面可能沒有明顯的損傷，但系統檢查后，可發現肺損傷的證據，包括呼吸暫停、呼吸急促或低通氣、缺氧和紫癜、胸部感覺遲鈍、呼吸音減弱等[5，22]。心動過速、呼吸急促及發紺可反映損傷的嚴重程度，嚴重受傷者會繼續發展為急性呼吸窘迫綜合征。在評估沖擊性肺損傷時，以下診斷干預措施特別關鍵：(1)胸部X線片可將肺損傷的嚴重程度進行初級分類并監測損傷過程。沖擊性肺損傷在X線上通常表現為雙側斑片狀浸潤，呈“蝴蝶”狀影，提示中央縱膈和外周實質損傷。此外，胸部X線片還能顯示血胸、氣胸、異物、心包積液、骨折、皮下氣腫等。(2)胸部CT可用于進一步檢測、評估肺泡及實質出血情況，氣胸的分布和范圍，以及是否需要通氣支持[23]。有研究發現，CT定量肺密度分析有助于區分爆震傷引起的肺損傷和其他非爆炸暴露引起的肺損傷[23]。(3)脈搏血氧儀和動脈血氣分析可評估低氧血癥水平，對肺損傷的嚴重程度進行分級，還可用來跟蹤爆炸性肺損傷的進展或恢復情況，指導呼吸機的使用[24-25]。一般孤立性爆炸性肺損傷的治療處理方式與肺部挫傷類似，而合并其他損傷的復雜性爆炸性肺損傷需要高流量吸氧以預防低氧血癥，同時應注意繼發性肺水腫、大咯血及氣道損傷等并發癥，若出現以上并發癥，應立即干預以保證氣道通暢。爆炸性肺損傷患者大多數需要在重癥監護室進行支持性治療，大約80%的患者將需要機械通氣。經過治療，70%的爆炸性肺損傷患者可治愈出院，對長期肺功能無明顯影響。

3.3 腹部損傷 爆震傷導致的腹部損傷較肺損傷少見，多為彈片和飛行的碎片造成的穿透傷，爆炸波造成的腹部損傷不常見。爆炸引起的腹部損傷中，常見的是消化道(胃、十二指腸、小腸和/或大腸)損傷，而肝、腎、脾等實質器官損傷較為少見。主要臨床表現為腹痛、腹瀉、腹脹、惡心、嘔吐、睪丸疼痛等，嚴重者可能表現為便血、嘔血、腹膜刺激征等癥狀[15]。在接診爆震傷患者時，應注意：當患者出現不明原因的低血容量時應警惕腹部損傷。結腸是最常見的出血及穿孔區域之一，腸穿孔可急性發作，也可能延遲48 h才出現，因此，爆炸性腹部損傷經常被腦、胸部、四肢等嚴重損傷所掩蓋，造成診斷延誤[11，15]。其診斷關鍵在于反復的臨床檢查，腹部爆炸損傷的影像學CT表現為氣腹、與血液不一致的游離腹腔內液，以及腸壁或腸系膜附近的“前哨血塊”。目前，穿透性軀干傷口和身體4個或4個以上區域的損傷已被證明是腹部損傷的預測因素，并有助于指導爆炸受害者分類[26]。

3.4 腦損傷 爆炸效應對中樞神經系統可以造成重大損傷，爆炸性創傷性腦損傷通常被稱為現代戰爭的標志性損傷。爆炸性腦損傷的損傷機制包括：爆炸超壓波對腦和頭骨結構直接進行損傷；爆炸超壓波引起腦內組織的宏觀平移和旋轉加速度，從而導致腦組織損傷；吸收波直接通過顱傳輸造成血管灌注系統及腦脊液損傷；爆炸超壓波通過胸腔和腹部血管傳遞能量，以及迷走神經間接介導的心動過緩、低血壓引起腦灌注不足，導致間接性爆炸性腦損傷。有研究表明，血腦屏障的破壞是爆炸性創傷性腦損傷的一大標志[26-28]。一般來講，爆炸性創傷性腦損傷包括輕度、中度、重度創傷性腦損傷。美國國防部認為，輕度創傷性腦損傷是頭部創傷，意識喪失30 min，意識改變不超過24 h，或24 h創傷后出現健忘癥。輕度創傷性腦損傷患者的格拉斯哥昏迷評分為13～15分，雖然癥狀輕微，但可能會造成嚴重的生活質量負擔[29]。軍事急性腦震蕩評估是初始評估輕度創傷性腦損傷的簡易方法[26]。腦震蕩越來越被認為是原發性爆炸損傷的后遺癥。腦震蕩綜合征的癥狀與創傷后應激障礙綜合征和重度抑郁癥相似，包括頭疼、眩暈、疲倦、對光或噪聲敏感性增強、睡眠障礙和注意力不集中等，甚至出現焦慮、抑郁和其他性格改變。因此，爆炸后腦震蕩綜合征的診斷和處理充滿了挑戰性。由于心理威脅和壓力，爆炸暴露會增加創傷后應激障礙和重度抑郁癥的發生概率，因此，在爆炸事件發生后，要定期觀察患者的性格改變，若發現問題，及早進行干預，以改善患者預后。當中等強度爆炸波作用于小鼠后，小鼠可有呼吸暫停、癲癇、尿失禁等癥狀，隨后可出現蛛網膜下腔出血、腦水腫、腦挫裂傷等，即中度創傷性腦損傷[19]。中度創傷性腦損傷的格拉斯哥昏迷評分為9～12分，患者需轉入神經外科進行治療，若病情進展，可發展為重度腦損傷。爆炸相關的嚴重創傷性腦損傷特征是腦水腫、顱內出血、遲發性腦血管痙攣、假性動脈瘤形成等。重度創傷性腦損傷的格拉斯哥昏迷評分為3～8分[27]。

3.5 其他部位損傷 (1)心臟損傷：心臟可能因為胸部沖擊波或空氣栓塞導致冠狀動脈挫傷而發生損傷。除了游離壁或室間隔破裂、心臟壓塞等直接損傷外，沖擊波可導致血流動力學障礙，出現心動過緩、低血壓及呼吸暫停三聯征，其機制為沖擊波沖擊胸腔后使C纖維介導的迷走神經興奮，最終引起心源性休克。室性早搏和心臟停搏也是爆炸性心律失常的常見類型[10]。戰斗性創傷也可增加動脈硬化的發生率[30]。(2)眼部損傷：在爆炸幸存者中，10%以上的患者存在嚴重眼部損傷，爆炸碎片導致的穿透傷是常見類型。根據2015年天津爆炸事件總結得出常見的眼部損傷包括視力下降、脈絡膜損傷、視網膜脫離或破裂、玻璃體出血等，且患者預后較差，因此，應對爆炸幸存者進行常規眼部檢查[31]。(3)四肢損傷：大多肢體損傷由穿透性損傷繼發而來，骨筋膜室綜合征和擠壓綜合征是比較難處理的情況，及時的止血和清創處理可明顯改善患者的病情及預后。對因爆炸和槍擊受傷的軍人可果斷嘗試血管修復和肢體挽救[32]。

4 小結

爆震傷本身及爆震傷引起的并發癥會給患者帶來極大痛苦，也給救治增加了難度。今后需繼續研究探索爆震傷對傷者的影響，總結歸納規范的救治流程，以期降低爆震傷死亡率和改善傷者預后。