急性上呼吸道梗阻動物模型制備與評價

姚國泉， 那 琦， 刁玉剛， 鞏 順， 郭 晨， 楊建常， 金 海

北部戰區總醫院1.神經外科；2.麻醉科，遼寧 沈陽 110016；3.解放軍第32683部隊，遼寧 沈陽 110000

環甲膜切開術是其他氣道管理措施均失敗后的最后選擇[1-3]。美軍在伊拉克與阿富汗戰爭中，上呼吸道梗阻為戰場第二大可預見性死因，約占其2001—2004年所有戰場死因的1.8%[4-5]。戰術戰傷救護委員會推薦環甲膜切開術作為一種挽救生命的急救措施。一項多中心前瞻性研究發現，在戰場環境中，雖然環甲膜切開術占所有挽救生命急救措施的1.8%，但其失敗率高達18.0%[6]。本研究旨在建立上呼吸道梗阻動物模型，供環甲膜切開急救技術的提供實戰化訓練和考核使用?，F報道如下。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組 選取12頭4～6個月齡健康長白豬為研究對象，體質量80～90 kg，雌雄不限。實驗前運至實驗場地適應性馴養1周。將實驗豬隨機分為A組與B兩組，每組各6頭。分別采用口內置入充氣球囊(A組)與填塞棉球(B組)方法制備豬急性上呼吸道梗阻模型。12頭實驗豬建模后由12名受訓人員使用相同的器械行環甲膜切開術操作。分別于建模前(T0)、建模后(T1)、環甲膜切開后(T2)，記錄并比較兩組實驗豬生命體征和血氣指標。記錄兩組建模耗時、環甲膜切開術耗時和術中出血量。動物實驗得到北部戰區總醫院實驗動物倫理委員會批準認可。

1.2 研究方法

1.2.1 麻醉方法 術前禁食、禁水12 h。麻醉前備用搶救用具和藥品。經豬耳后肌肉注射阿托品0.5 mg、安定10.0 mg、氯胺酮15.0 mg/kg基礎麻醉后，用24 G留置針在豬的下耳緣處建立靜脈通道并固定。使用0.9%氯化鈉250 ml、安定10.0 mg、氯胺酮500.0 mg復合持續靜脈滴注維持麻醉[7-8]。

1.2.2 造模方法 麻醉成功后，用肥皂水洗凈皮膚，豬仰臥位，四肢固定于手術臺固定架上并備皮。胸部貼電極片行心電監護心率(heart rate，HR)、呼吸頻率(respiratory rate，RR)；舌尖處無創監測血氧飽和度(oxygen saturation，SpO2)，采用頸動脈穿刺置管監測平均動脈壓(mean arterial pressure，MAP)及抽取動脈血行血氣分析。采用多參數心電監護儀持續監測記錄兩組HR、RR、MAP、SpO2等指標。A組實驗豬填塞雙鼻孔后，口內置入充氣球囊，逐漸向球囊內充氣(圖1)。充氣過程中，觀測呼吸和SpO2變化，直到呼吸不暢，SpO2逐漸下降至90%。B組實驗豬填塞雙鼻孔后，口內逐漸填塞棉球(圖2)。填塞過程中，觀測呼吸與SpO2變化，直到呼吸不暢，出現SpO2逐漸下降至90%。環甲膜切開術操作過程參照伍金紅等[9]方法。術者左手拇指和中指固定環狀軟骨，食指觸摸環甲膜，右手握切開器手柄，水平方向在環狀軟骨上緣垂直刺入。然后刀片朝尾端旋轉90°，注意此時切口會有血滲出，換左手握住切開器手柄并內收，右手將潤滑的彈性導芯置入氣管5～8 cm，置入后退出圓刀。彈性導芯套上5～6號充分潤滑的氣管導管，旋轉置入，氣囊充氣，退出彈性導芯。注意事項：環甲膜切開選擇環甲膜下緣(圖3)，避免損傷環甲動脈、環甲肌、喉上神經分支及環狀軟骨。氣管導管過粗或過軟均不易置入。

圖1 球囊阻塞 圖2 棉球阻塞 圖3 環甲膜切開后

1.2.3 模型評估 (1)生命體征：HR、RR、MAP、SpO2。(2)血氣分析：經頸動脈采血后，經血氣分析儀檢測pH值、動脈血二氧化碳分壓(partial pressure of carbon dioxide，PaCO2)、動脈血氧分壓(partial pressure of oxygen，PaO2)。(3)出血量計算：按照10 cm×10 cm的4層無紡紗布血液浸透的血量為10 ml的方法評估[10]。采用一種新的戰傷動物模型評價方法評價受試者對模型的應用效果。指標采用百分制評分，包括傷情真實感、模型標準化、造模難度、造模時間、造模工具、模型參數、動物麻醉與倫理、模型推廣性、考核要素和訓練效果共10個項目。每個項目滿分10分：好8～10分；及格5～7分；差1～4分。受訓人員在救治訓練后進行打分。

2 結果

2.1 兩組不同時間點生命體征比較 T0、T1、T2時，兩組HR、RR、MAP、SpO2比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。與T0時比較，兩組T1時的HR、RR、MAP均升高，SpO2均降低，差異均有統計學意義(P<0.05)。與T1時比較，兩組T2時的HR、RR、MAP均降低，SpO2均升高，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表1。

2.2 兩組不同時間點血氣指標比較 T0、T1、T2時，兩組pH值、PaCO2、PaO2比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。與T0時比較，兩組T1時的PaCO2均升高，PaO2均降低，差異均有統計學意義(P<0.05)。與T1時比較，兩組T2時的PaCO2降低，PaO2均升高，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表2。

2.3 兩組建模耗時、環甲膜切開術耗時及術中出血量比較 B組建模耗時多于A組，差異有統計學意義(P<0.05)。兩組環甲膜切開耗時與術中出血量比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 兩組建模耗時、環甲膜切開術耗時及術中出血量比較

2.4 兩組動物模型評價指標得分比較 兩組動物模型各項評價指標得分比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。見表4。

3 討論

對基層醫師和衛生員進行戰傷急性上呼吸道梗阻救治培訓十分必要。建立緊急氣道的常用方法包括環甲膜穿刺術、環甲膜切開術、環甲膜穿刺反向引導氣管切開術和氣管切開術等。Cook等[11]研究發現，環甲膜穿刺失敗率高達63%。陳猶白等[12]研究發現，環甲膜切開術建立緊急氣道的時間最短為(86±12)s。有效的培訓可提高環甲膜切開成功率及縮短切開時間。美軍在環甲膜切開術培訓過程中發現如下問題：(1)有限的解剖學知識；(2)缺乏動手訓練(尤其是嚴峻環境中的訓練)；(3)不標準的操作流程；(4)較差的訓練模型；(5)有限的復習訓練[13-16]。有研究顯示，豬喉與人類的解剖結構相似，環甲膜、會厭、甲狀軟骨、環狀軟骨和氣管與人類喉部組織結構大小接近，而且環甲膜穿刺突破感與人體相似[1-3]。因此，采用切除豬喉多余組織，保留會厭、聲門、甲狀軟骨、環甲膜、環狀軟骨和氣管等組織建立練習環甲膜穿刺和切開的動物模型。

本研究結果顯示：與T0時比較，兩組T1時的HR、RR、MAP均升高，SpO2均降低，差異均有統計學意義(P<0.05)；與T1時比較，兩組T2時的HR、RR、MAP均降低，SpO2均升高，差異均有統計學意義(P<0.05)。這提示，兩組造模方法均有效。本研究結果顯示，B組建模耗時多于A組，兩組環甲膜切開耗時與術中出血量無明顯差異。這提示，兩組造模均為無創造模方法。本研究結果還顯示：兩組動物模型各項評價指標得分比較，差異均無統計學意義(P>0.05)；模型標準化與考核要素評分均<9分。這提示，受訓人員對模型的標準化和考核要素方面應用效果較差。本研究存在一定不足之處：受樣本量限制，僅選取有培訓經歷的軍醫參訓，如接受其他人員參與，可能會出現不同的研究結果[17-18]；本研究環境缺乏嚴峻的戰斗壓力和環境干擾，如噪音、時間壓力、帶有彩色戰術照明的燈光等，逼真的戰場環境可能會影響研究結果[19-20]。

綜上所述，本研究成功建立豬急性上呼吸道梗阻動物模型，該模型能夠基本滿足環甲膜切開術訓練和考核需求。