便攜式連續性血液凈化機在模擬地震環境中對擠壓綜合征犬的治療效果及安全性

白 斌，樊毫軍，丁 輝，宋 潔，呂 琪，侯世科

便攜式連續性血液凈化機在模擬地震環境中對擠壓綜合征犬的治療效果及安全性

白 斌1,2，樊毫軍2，丁 輝2，宋 潔2，呂 琪2，侯世科2

目的探討便攜式連續性血液凈化機(portable continuous blood purification machine，PCBPM)在模擬地震環境中對擠壓傷犬進行持續靜-靜脈血液濾過(continuous veno-venous hemofiltration,CVVH)治療的有效性及安全性。方法選擇健康成年犬8只，使用動物擠壓模型設備建立犬擠壓綜合征(crush syndrome，CS)相關急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)模型，然后在地震模擬震動平臺上用PCBPM對已致傷犬進行治療。計算PCBPM置換液流量控制精度和脫水精度。監測呼吸、心率、平均動脈壓、肛溫、血肌酐、尿素氮、電解質等指標變化。結果(1)測得置換液流量控制精度平均2.60%；脫水精度平均0.27%，機器運轉正常；(2)犬受到重物擠壓8 h后，出現CS相關AKI。經治療各項主要生理生化指標得到明顯改善(P<0.05)，8只犬全部存活。結論PCBPM能在模擬地震環境中對CS相關AKI犬進行CVVH治療，且安全、有效。

便攜式連續性血液凈化機；地震模擬環境；擠壓傷；擠壓綜合征；急性腎損傷

在地震發生時，嚴重創傷損毀重要臟器可導致傷者立即死亡，而遲發性死亡主要歸因于擠壓傷引起的橫紋肌溶解，尤其是CS相關AKI。CS相關AKI主要是指四肢或軀干部位長時間受到重物擠壓，受壓組織壞死和橫紋肌溶解，以肢體腫脹、肌紅蛋白尿、高鉀血癥、急性腎衰竭為特點的綜合征。如果不能在救援現場第一時間進行有效干預治療，被解救傷者將面臨新的死亡危險，CS是僅次于外傷直接死亡的第二大因素[1]。CS相關AKI的有效、及時救治是降低重癥地震傷員病死率的關鍵。CS相關AKI治療除了傳統的補液、堿化尿液、利尿等非手術治療外，早期進行連續性血液凈化治療對防治CS相關AKI、降低病死率至關重要[2]。目前，臨床應用的血液凈化機器體積大、在顛簸、震蕩等情況下平衡秤受到影響，血液凈化機會自動停止運轉，不適用于災害現場救援所面對的復雜而不穩定的環境，無法在隨時有余震發生的地震現場實施救治。PCBPM體積小、機動性好，但其抗震性能、機器性能、安全性能及治療效率還有待通過動物實驗及臨床實驗驗證。本研究擬對模擬地震擠壓傷犬進行CVVH治療，以驗證PCBPM的有效性和安全性。

1 材料與方法

1.1 材料 健康成年比格犬8只，雌雄各半，1～2歲齡，體重(10±2)kg(軍事醫學科學院動物實驗中心提供)。飼養于武警后勤學院災害應急救援醫學實驗室，給予光照時間為8:00～20:00，溫度維持在21～24 ℃，濕度為50%左右，安靜環境下飼養。

1.2 主要儀器設備

1.2.1 便攜式連續性血液凈化機 型號TL-219，尺寸高度477 mm；寬度450 mm；進深290 mm。質量：標準配置為20 kg(圖1)。漏血檢測靈敏度0.5‰，跨膜壓顯示精度±1.3 kPa，脫水精度±30 ml/h，補液精度±30 ml/h，溫度示值誤差±0.5 ℃，靜脈壓、動脈壓、超濾壓監測精度均為±1‰，血泵流量監測精度±20%。PCBPM裝置由驅動泵、管路、透析器和液體加溫裝置組成。為實現機器能在震動環境中使用，采用了容積計量技術，通過對泵的排出液體通量進行精確測量，來實現對超濾的精確控制。運用模塊化設計理念，使機器內沒有可以自由運動的測量部件，保證了流量測量不受震動影響。機器運行過程中，可對動脈壓、靜脈壓、漏血、氣泡、機器的溫度、泵速等進行監測，保證動物安全和機器安全運轉。

1.2.2 地震模擬震動平臺 該平臺由武警救援醫學研究所與北京維爾森科技發展有限公司共同研發，其技術參數如下：加速度0-2G，震動頻率0-10 Hz，震動位移50 mm，電機功率11 kW，平臺尺寸1.5 m×1.2 m，承載2000 kg。模擬地震平臺由地震平臺、控制柜、信號反饋系統、工業計算機，以及相應軟件組成，可模擬8級以下地震。本次實驗模擬地震環境相當于5級地震的余震，設置余震頻率2.0～2.5 Hz，振幅30 mm，震動持續時間5 s/次，間隔時間10 min。

1.2.3 動物擠壓傷模型 使用武警救援醫學研究所自主研發動物擠壓傷模型裝置[3](專利號 201220049194.0)。

1.3 方法

1.3.1 擠壓傷動物模型制備 犬禁食12 h后使用速眠新(0.1 ml/kg)肌內注射麻醉，根據犬的意識狀態，追加1/3初始劑量維持麻醉狀態(該動物實驗已通過醫院倫理委員會的相關要求，為盡量減少動物痛苦，在擠壓過程中持續麻醉以減少疼痛)。犬仰臥，四肢固定，左頸靜脈留置靜脈留置針以備取血液標本。使用犬無創血壓計測量血壓。使用動物擠壓傷模型裝置以50 kg壓力垂直擠壓左側下肢8 h，建立CS相關AKI的動物模型。

1.3.2 擠壓傷犬血液凈化治療 將擠壓傷犬維持持續麻醉狀態。犬仰臥,四肢固定，犬右側下肢根部備皮，將注射器、導絲用肝素濕潤；在腹股溝韌帶中點下方2 cm內側1 cm處股靜脈穿刺，回抽出靜脈血后經注射器放入導絲；拔出注射器，用擴張器擴張，然后順著導絲將單針雙腔管插入股靜脈，插入約15～20 cm后，拔出導絲，縫合、固定雙腔管。將PCBPM置于地震模擬震動平臺上，設置余震頻率2.0～2.5 Hz，振幅30 mm，震動持續時間5 s/次，間隔時間10 min。雙腔管連接透析管路，血流量維持在50～110 ml/min。置換液采用標準Port配方，生理鹽水3000 ml+10%氯化鈣10 ml+50%硫酸鎂1.6 ml+15%氯化鉀7 ml+5%碳酸氫鈉250 ml，前置換方式，每小時置換液1000 ml。低分子肝素鈣維持抗凝。連續治療12 h。

1.4 檢測指標 (1)測量單位時間(以1 h為準)內實際置換液流量和脫水量，計算置換液流量控制精度[(實測值-機顯值)/機顯值]和脫水精度[(實測值-機顯值)/機顯值]。分別統計各個測量時間段的誤差率，最后計算平均誤差率，和國家行業制定的標準進行比較，看其是否達標。(2)監測致傷前、致傷后(治療前)、治療后犬的呼吸、心率、平均動脈壓、肛溫、血肌酐、尿素氮、電解質等生理生化指標，進行統計學分析。

2 結 果

2.1 PCBPM運動情況 CVVH治療前后機器設置的理論置換液、廢液量與實際測得的置換液廢液量比較，置換液流量控制精度為1.47%～5.68%，平均2.60%，達到并優于國家行業標準規定的10%；脫水精度波動為0～0.92%，平均0.27%，達到并優于國家行業標準1%[4]。治療過程中，PCBPM運轉正常，能正常報警，血泵及各項技術參數均正常。

2.2 治療效果 犬受到重物擠壓8 h后，生命體征不穩定，出現高鉀血癥、代謝性酸中毒，腎功能急劇下降，監測心率、血壓、呼吸、血鉀、血肌酐、尿素氮、pH值與致傷前相比，差異均有統計學意義(P<0.05，表1)。經CVVH治療后，8只犬治療后全部存活。各項指標均得到明顯改善。其中1只犬治療過程中，靜脈穿刺部位有少量滲血，其余未見出血、過敏、抽搐等不良反應。

2.3 治療前后生命體征變化情況 犬受到重物擠壓12 h后，體溫變化不明顯，呼吸頻率、心率、平均動脈壓與致傷前相比存在差異(P<0.05)。經CVVH治療后，生命體征逐漸趨于平穩，與治療前相比，呼吸頻率、平均動脈壓升高(P<0.05)，心率下降(P<0.05)，差異有統計學意義(表1)。

2.4 治療前后腎功能變化情況 犬受到重物擠壓以后，血肌酐、尿素氮急劇上升，達到了AKI的診斷標準(48 h內血肌酐升高≥26.5 μmol/L)。經CVVH治療后，肌酐、尿素氮濃度較治療前有明顯下降(P<0.01)，差異有統計學意義(表1)。

2.5 治療前后電解質變化情況 犬受到重物擠壓后，血鈉、血氯與致傷前相比較差異無統計學意義(P>0.05)。出現高鉀血癥(≥5.0 mmol/L)，經CVVH治療后逐漸恢復正常，與治療前相比差異具有統計學意義(P<0.05),治療后的血鉀濃度與致傷前有差異(P<0.05,表1)，可能與置換液的K+濃度有關。

2.6 治療前后酸堿平衡變化情況 致傷后，犬出現明顯的代謝性酸中毒，經CVVH治療后明顯好轉，治療前、后比較差異有統計學意義(P<0.05,表1)。

注：與致傷后相比較，①P<0.05；與治療前相比較，②P<0.05

3 討 論

近年來，CVVH治療對CS相關AKI的臨床救治取得了顯著效果，連續性血液凈化技術在危重癥救治領域的應用為其應用于CS救治提供了寶貴的經驗[5-7]：(1)可大量清除CS患者體內肌紅蛋白，避免出現進一步的腎小管管型及腎小管毒性，早期進行CVVH治療對預防CS相關AKI發生有一定作用;(2)CVVH治療有利于維持內環境穩定，具有快速有效糾正高鉀血癥、酸中毒、高磷低鈣血癥等作用，也可減少AKI發生，并促進已發生的AKI順利恢復;(3)CVVH治療可促進容量平衡和心血管系統的穩定，尤其適用于血液動力學不穩定的危重患者，并可以清除大量炎性反應介質及炎性細胞因子，促進體內免疫系統平衡，降低CS病死率。

目前，臨床應用的血液凈化機器體積大、質量大，平衡系統為重量控制平衡系統，極其靈敏、易損，在顛簸、震蕩等情況下平衡稱受到影響，不適用于災害現場救援所面對的惡劣環境。為此，筆者采用以下方法改進了PCBPM：血泵流量和置換液泵采用電位器調速以泵的轉速來控制流量，進出液泵組件和透析液流量控制系統主要采用齒輪驅動泵和流量傳感器來控制液流量。通過對PCBPM的結構設計和功能單元的劃分，綜合基于微處理器的先進信號處理技術和控制技術，利用模塊化設計思想，實現連續性血液凈化機的功能化、自動化和小型化，保障其在惡劣條件下的正常運行。

本研究的主要目的在于驗證PCBPM在模擬地震環境中是否能夠正常工作。為此，筆者利用地震平臺制造出與真實的震后環境相似的情況，將PCBPM置于其中進行實驗，來充分驗證機器的安全性、穩定性和有效性。實驗結果表明，筆者成功地制出了犬的CS相關AKI的動物模型，并在模擬地震環境中運用PCBPM對其進行了治療，血肌酐、尿素氮明顯下降，血鉀恢復至正常范圍，酸堿平衡紊亂得到糾正，8只實驗動物全部存活。機器的置換液流量控制精度和脫水精度均符合國家行業標準。此次試驗表明，改進的PCBPM性能穩定、安全可靠。

筆者選擇犬制造擠壓傷模型。由于目前沒有犬的AKI的診斷標準，筆者根據2012年全球腎臟病預后組織制定的AKI臨床實踐指南[8]中提出AKI的診斷標準：48 h內血肌酐升高≥26.5 μmol/L(≥0.3 mg/dl)，或者7 d內血肌酐較基礎值升高≥50%，持續時間≥6 h)，據此作為AKI的診斷標準。

災害發生后，時間就是生命，能夠在災后第一時間通過陸路、水路或空運把移動醫院的人員和裝備送至現場，搭建移動醫院，救治傷病員，相當于把醫院的手術室和危重病搶救單元前移到現場，可以極大降低病死率和傷殘率[9]。醫療救援裝備作為醫療救治的重要組成部分，為搶救重癥病員提供了必要支持[10]。PCBPM能夠為治療地震現場CS相關AKI傷員爭取寶貴時機，并降低傷員病死率并改善預后，具有重大社會意義。

[1] Sever M S, Vanholder R. Management of crush victims in mass disasters: highlights from recently published recommendations[J]. Clinical Journal of the American Society of Nephrology, 2013,8(2):328-335.

[2] Sever M S, Vanholder R, Lameire N. Management of crush-related injuries after disasters[J]. New England Journal of Medicine, 2006,354(10):1052-1063.

[3] 孫振興,樊毫軍,侯世科,等. 基于單片機的動物擠壓模型的研制[J].醫療衛生裝備,2012,33(3):84-85.

[4] 國家食品藥品監督管理局. YY0645-2008連續性血液凈化設備[S].北京:中國標準出版社,2008.

[5] Wei Q, Baihai S, Ping F,etal. Successful treatment of crush syndrome complicated with multiple organ dysfunction syndrome using hybrid continuous renal replacement therapy[J]. Blood Purif, 2009,28(3):175-180.

[6] 蒲 蕾,吳姝焜,張 萍,等. 地震相關擠壓綜合征患者炎癥狀態分析及連續性血液凈化對其影響[J]. 中國血液凈化, 2010，(6):336-338.

[7] Joannidis M. Continuous renal replacement therapy in sepsis and multisystem organ failure[J]. Semin Dial, 2009,22(2):160-164.

[8] Improving Global Outcomes(KDIGO)Actue Kidney Injury Work Group. Kidney Disease：KDIGO Clinical Practice Guideline for Acute Kidney Injury. Kidney Int, Supp, 2012,2:1.

[9] 侯世科,樊毫軍.災害醫學救援中應把握的幾個要點[J]. 軍醫進修學院學報, 2010,31(3):280-281.

[10] 彭衛平,劉慶春,宋麗霞,等.緊急災害醫學救援裝備科學編配探討[J]. 武警醫學, 2009,20(12):1134-1135.

(2013-12-02收稿 2014-01-07修回)

(責任編輯 岳建華)

Efficacyandsafetytreatmentoncrushsyndromedogsbyusingportablecontinuousbloodpurificationmachineinsimulatedseismicenvironment

BAI Bin1,2, FAN Haojun2,DING Hui2,SONG Jie2，LV Qi2，and HOU Shike2.1.The Graduate shcool of Xinxiang Medical University，Xinxiang 453003 China；2. The Institute for Rescue Medicine of Affiliated Hospital of Chinese People’s Armed Police Forces,Tianjin 300162, China

ObjectiveTo study the efficacy and safety of continuous veno-venous hemofiltration(CVVH) therapy on the crush injury dog by using portable continuous blood purification machine(PCBPM) in the simulated seismic environment.MethodsEight healthy adult male dogs were crushed by animal extrusion equipment model and developed crush syndrome(CS) related acute kidney injury(AKI). The injured dogs were treated with PCBPM on the seismic simulation platform, the control of fluid replacement volume and dehydration accuracy of PCBPM were calculated, and breathing rate, heart rate, mean arterial pressure, anal temperature, serum creatinine, blood urea nitrogen, and electrolytes were measured.Results(1)The mean control of fluid replacement volume accuracy was 2.60%; the mean dehydration accuracy was 0.27%, the machine worked normally during the experiment. (2)Crushed by the weight 8 h, dogs developed crush syndrome and acute kidney injury,and after the treatment,the main physiological and biochemical indicators improved significantly (P<0.05), all dogs survived successfully.ConclusionsDogs suffering from CS related AKI can be cured safely and effectively by PCBPM in the simulated seismic environment.

portable continuous blood purification machine; simulated seismic environment; crush injury; crush syndrome; acute kidney injury

國家衛生部衛生行業科研專項項目(201302003)；武警后勤學院附屬醫院種子基金項目(FYQ201454)

白 斌，碩士研究生，醫師，E-mail:baibin87020@163.com

1.453003,河南新鄉醫學院研究生院；2.300162天津，武警后勤學院附屬醫院救援醫學研究所

侯世科，E-mail：houshike@126.com

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