潛水員氣體栓塞及其加壓治療

官振標，董宇超，周燕燕，徐佳駿，俞旭華，劉文武

氣體進入機體血管系統，則可能導致氣體栓塞（gas embolism）。根據進入血管的不同，可以分為動脈氣體栓塞（arterial gas embolism，AGE）和靜脈氣體栓塞（venous gas embolism，VGE）［1-2］。大部分的氣體栓塞為醫源性，經皮肺活檢/腫瘤消融可能會導致AGE，靜脈注射造影劑時則可能會導致VGE。在潛水醫學領域中，AGE 和VGE 都是相對常見的疾病。潛水員出水速度過快、上升過程中屏氣或肺本身存在病變等情況時［2-4］，由于肺內氣體膨脹不能順利排出，則會導致肺部損傷（肺氣壓傷）。肺血管撕裂后氣體進入血管（主要是動脈），導致AGE。如果潛水員上升過程中屏氣，即使上升1 m 也有可能導致肺氣壓傷和氣體栓塞［5］。對于有肺部疾病，如肺大皰和哮喘的潛水員，即使正常上升，也可能會發生AGE；水下或空氣中炸彈爆炸產生的沖擊波，也會導致類似于潛水肺氣壓傷的情況。此外，潛水員在水下工作一段時間后，按照一定的程序減壓上升，溶解在機體內的氣體（主要是惰性氣體，如氮氣、氦氣）會原地“逸出”，可能會導致VGE。無癥狀的VGE 通常發生在潛水員出水之后，其他情況的環境氣壓下降也會發生VGE，例如乘坐軍用飛機、低壓艙暴露，或者商業航班飛行過程中艙壓意外下降。

2 氣體栓塞的致病機制

對于正常人體，靜脈內注入少量氣體可耐受，因為肺毛細血管可過濾少量的氣泡，從而不會產生臨床癥狀。但是，大量氣泡進入血管后會引起肺毛細血管內皮損傷，導致肺水腫、咳嗽、呼吸困難等癥狀。如大量氣體進入靜脈，如果超過了肺毛細血管過濾能力，氣泡則可能進入動脈循環，造成AGE，尤其是存在從右向左的分流或卵圓孔未閉時［6］。研究顯示，約27%的正常人群存在從右向左的分流或卵圓孔未閉［7］。針對潛水員警報網報告的441 例減壓性疾病分析顯示，僅3.9% 的患者診斷為AGE［8］。需要指出的是，動脈內即使注射少量空氣，也可能出現相應的臨床癥狀。

有多種機制參與了氣體栓塞對機體的損傷。進入血管的氣泡，一方面通過機械作用，導致組織損傷，如心臟內“氣阻（vapor lock）”以及直接血管閉塞；另一方面氣泡通過氣/液界面活化一系列生化反應，產生級聯效應，導致組織損傷。靜脈內的氣泡進入到心臟，在心臟收縮的作用下產生泡沫狀血液，阻塞肺流出道，導致循環衰竭。并且氣泡刺激細胞，會導致組胺和血清素的釋放，引起肺血管收縮和毛細血管通透性增加，導致肺水腫［9］。某些腦AGE 患者，臨床表現開始有所改善，而數小時后出現延遲性惡化，這可能與水腫、氣泡再生（bubble regrowth）和繼發性血栓性閉塞有關［10］。此外，血管內氣泡還會導致基底膜內皮細胞剝離、中性粒細胞活化、活化凝血機制激活、瞬態受體電位類香草酸（transient receptor potential vanilloid，TRPV）離子通道開放及鈣進入細胞內、線粒體功能障礙和細胞死亡［2］。

3 潛水員氣體栓塞的臨床表現與診斷

潛水員氣體栓塞除了有常見的氣體栓塞的臨床表現外，還存在原發疾病（潛水減壓病和/或潛水肺氣壓傷）的臨床表現；潛水減壓病的臨床表現包括皮膚瘙癢、皮疹、關節疼痛、運動和感覺障礙等；潛水肺氣壓傷的表現包括胸痛、咯血或口鼻流泡沫狀血、呼吸困難以及皮下氣腫、縱膈氣腫、氣胸等；AGE 的臨床表現包括意識下降、心悸、心律不齊、胸痛和神經功能異常；VGE 可導致胸痛、呼吸困難、低血壓、呼吸急促、麻痹、肺水腫、肢體感覺喪失、癲癇、眩暈、惡心嘔吐、失明和瀕死感等，其特征性臨床表現是聽診有經典的“磨輪樣雜音”（mill-wheel murmur），為氣體在心腔中攪動而產生的心音，體格檢查也可發現肺水腫、右心壓力升高和低血壓的臨床表現，這些都是嚴重氣體栓塞的晚期臨床表現［6］。完整的病史和氣體栓塞的臨床表現對于準確診斷氣體栓塞至關重要。

快速診斷和及時處置與氣體栓塞患者的預后密切相關。潛水員AGE 通常發生于出水后的幾分鐘內。AGE 的診斷依據包括病史（快速上升、上升時屏氣）、有潛水肺氣壓傷和/或潛水減壓病的證據、超聲檢查發現血管內氣體的證據或從右向左的分流、直接觀察（例如：中央靜脈抽吸到氣體）或其他與氣體栓塞相關的情況。盡管影像學檢查有時會觀察到血管內氣體，但即使存在嚴重的神經系統異常，腦部影像學檢查仍有可能正常。因此，一般認為影像學檢查診斷敏感性較低，對氣栓的診斷幫助有限，而且其診斷的結果也不影響治療，血管內未檢測到的氣體也不能排除診斷和治療的實施。需要指出的是，高度懷疑AGE 時，進行腦影像學檢查通常會導致治療延遲。因此，進行影像學檢查的唯一合理的原因是，排除類似AGE 的表現但需要治療的其他疾病，如顱內出血［2］。而VGE 的診斷主要基于潛水與高氣壓暴露史、臨床表現和體格檢查結果，包括是否出現潛水減壓病等相關疾病的表現。

4 潛水員氣體栓塞的現場緊急救治

潛水員氣體栓塞的現場緊急救治主要為對癥治療，包括氣道管理、維持血壓和高流量吸氧等。低血壓會加重損傷，應積極治療。吸氧不僅可以維持動脈氧合，還可促進氣泡吸收。由于一氧化二氮（nitrous oxide，N2O）可引起氣泡增長，因此，當疑似氣栓的患者需麻醉時，則不能使用N2O。胸外按壓可通過迫使氣體進入肺的小血管來緩解肺流出道的阻塞，但是對于懷疑有潛水肺氣壓傷的潛水員，不宜采用常規手法進行胸外按壓，建議采用Kalistov 人工呼吸法。

AGE 患者治療時，早期推薦頭朝下的體位，以最大程度地降低氣體上行導致的腦栓塞風險，而且某些病例報道也支持該體位作為AGE 的一種處理措施。早期也推薦側臥位作為VGE 的急救處理措施之一。但隨后的研究發現，這些體位對血管內氣體在動脈或靜脈分布影響甚微，同時，頭朝下的體位有可能導致腦水腫惡化。因此，目前不再建議將頭朝下的體位作為氣體栓塞的處理措施［11］。AGE急救時，推薦將患者放置為仰臥位，如果患者昏迷，可使患者處于恢復體位，即側臥位，最大程度地保護氣道和方便治療。

5 潛水員氣體栓塞的加壓治療

加壓治療是AGE 最有效的治療手段［12］。諸多研究已經證實，與非加壓治療相比，AGE 患者加壓治療后預后效果更好［2］。無癥狀的VGE 無需加壓治療。對于有癥狀的VGE，雖然加壓治療不是一線治療，但如果擔心出現反常栓塞（氣體進入動脈），也可行加壓治療；對于繼發性肺水腫是唯一臨床表現的患者，加壓治療也能改善病情。

針對AGE 的加壓治療，早期建議立即加壓至6 個絕對大氣壓（absolute atmosphere，ATA）。但是，沒有確鑿的證據表明，壓力高于280 kPa（18 m）的加壓治療能改善氣體栓塞患者的預后。國外推薦使用美國海軍加壓治療表6 或類似的方案，初始加壓至280 kPa，呼吸100% 的氧氣，即高壓氧（hyperbaric oxygen，HBO）治療。美國水下與高氣壓醫學會的指南中，使用HBO 治療AGE 和有癥狀的VGE為AHA I 級推薦（證據級別C）。因此，該指南推薦HBO 治療作為任何原因引起的空氣栓塞的首選治療手段。HBO 治療氣體栓塞，不僅能降低死亡率，預防或減輕永久性神經功能缺陷，而且符合成本-效益原則［2］。當然，其他的治療方案也可以選擇，包括美國海軍的其他加壓治療表以及其他海軍和商業潛水作業的加壓治療方案。用于單人艙的短時間治療方案也已成功用于氣體栓塞的治療。在硬件設施和人員具備的情況下，也可以對已有的HBO治療方案進行調整。如治療反應尚未達到最佳，則可以選擇更大深度（壓力更高）的加壓治療，或延長治療時間。潛水現場如果沒有多人艙，則可使用單人艙或便攜式加壓艙進行加壓治療，同時也便于后送和轉運。轉運到陸地后，即使有單人艙，也不推薦單人艙進行治療，而首選多人艙進行加壓治療，便于在加壓治療過程中實施其他治療、病情監測和緊急情況處理［13］。

通常來說，氣體栓塞發生后至加壓治療之間的間隔時間越短，預后越好。但即使氣體栓塞后未立即接受加壓治療，延遲加壓治療也有助于改善病情［14］。有研究顯示，即使間隔24 h 或更長時間，加壓治療也可能有效［15］。加壓治療之前，推薦維持吸氧治療，可增加加壓治療的時間窗，有助于改善預后。此外，對于懷疑有AGE 的患者，即使沒有癥狀，也建議接受加壓治療，如HBO 治療，有助于抑制白細胞與受損內皮的粘附，抑制繼發性炎癥和促進血液回流。由于AGE 患者在明顯緩解后還有可能出現惡化，因此，對于那些已經自發恢復的患者，也建議盡早接受加壓治療［16］，如已接受加壓治療，建議重復治療，直到臨床癥狀無進一步改善。通常，加壓治療10 次后再次對患者進行評估，以確定是否有必要繼續加壓治療。

由肺氣壓傷導致的AGE 患者，可能并存氣胸，艙內減壓過程中氣胸可能進展為張力性氣胸。因此，氣胸患者加壓治療之前應考慮放置胸腔引流，單人艙進行加壓治療的患者推薦放置引流，對于多人艙治療，應仔細監測氣胸的變化。如果同時存在縱隔積氣，一般無需特殊治療，加壓治療期間會緩解［17］。

氣體栓塞患者的其他輔助治療，如使用抗凝、利多卡因、非甾體類抗炎藥、激素和靜脈補液等，可參考其他的文獻，在此不再贅述［7,18］。

6 潛水員氣體栓塞加壓治療后的轉歸

目前，有關HBO 治療AGE 的療效，尚未有隨機對照研究進行評估，而且大部分研究針對的是醫源性氣體栓塞患者。Dutka［19］對656 例AGE 病例進行回顧性研究發現，接受HBO 治療的515 人中有78% 完全恢復，死亡率為5%，而未接受HBO 治療的141 人中僅56%完全恢復，死亡率為42%。Benson 等［20］研究顯示，接受加壓治療的19 例醫源性AGE 患者，第1 次治療后有5 例患者的所有體征和癥狀消失，11 例患者臨床表現改善，1 例患者臨床表現無變化。HBO 治療后2 個月內，另有3 例患者完全緩解，6 例患者臨床表現進一步改善。8 例患者完全恢復，6 例患者部分恢復，5 例患者死于AGE并發癥。Beevor 等［21］的一項單中心研究中，對45 例接受HBO 治療的AGE 患者進行了分析，結果顯示27 例患者的神經系統癥狀轉歸較好。與氣體栓塞治療后轉歸唯一相關的因素是發病后至HBO 治療的時間間隔。有研究報道，延遲數小時至數天后接受HBO 治療仍然有效。盡管氣體栓塞發生到HBO治療的時間間隔為28 h，仍有1 例患者完全恢復［20］。上述研究結果為醫源性AGE 加壓治療的療效提供了依據。然而大部分的潛水現場遠離海岸，轉運至接受加壓治療的時間間隔一般較長，加之存在原發性疾病（潛水減壓病/潛水肺氣壓傷），因此，療效可能較上述臨床病例差。一項病例報道顯示，1 例51 歲的潛水員在進行30 m 深的潛水后數分鐘內出現意識喪失，診斷為AGE，在HBO 治療前一直處于深度昏迷狀態，該患者接受了氣管插管，雖經過治療，但血流動力學不穩定持續長達6 d，治療1 年后，該患者能正常生活［22］。

7 潛水員氣體栓塞的預防

氣體栓塞的預防，主要需要針對導致氣體栓塞的原因。首先，潛水員需要熟練掌握潛水規程。減壓需要嚴格按照減壓方案進行安全減壓，減壓過程中控制好減壓的速度和幅度，在未獲得潛水醫生允許的情況下嚴禁調整減壓方案。在潛艇脫險或其他需要緊急上升的情況下，上升過程中需要保持氣道的通暢，嚴禁屏氣。其次，對于潛水員本身，需定期接受健康檢查，進行適潛性評估，出現肺大皰、呼吸氣流受限、存在右向左分流或卵圓孔未閉的潛水員，嚴禁下水；發生過潛水相關疾病的潛水員，在未接受適潛性評估之前，嚴禁下水［23］。對于違反減壓規程，或者出水后癥狀輕微的患者，或者懷疑有氣體栓塞的患者，在明確診斷之前應盡快接受加壓治療。患者接受加壓治療之前可持續給予吸氧，也可一定程度預防氣體栓塞的發生。

8 總結

潛水減壓病和潛水肺氣壓傷是潛水員的常見病，兩者共同致病基礎是血管內氣泡。雖然氣泡出現的部位不同，但最終都可能導致氣體栓塞。加壓治療（包括HBO 治療），是氣體栓塞的最有效治療手段。對于無癥狀的VGE，一般無需加壓治療，而對于AGE 和有癥狀的VGE，均推薦盡早接受加壓治療。基于已有的研究結果，目前推薦HBO 作為氣體栓塞的首選治療措施，HBO 治療方案可根據具體情況進行調整，如果療效欠佳，再加壓治療。但即使是再加壓治療，壓力一般不超過600 kPa（50 m）。不管初始采用HBO 治療還是更高壓力的加壓治療，都推薦在初始治療后繼續HBO 治療，直至臨床癥狀無明顯改善。