以動物模型為基礎的顱腦戰傷損傷控制手術模擬訓練

鐘鑫，宗兆文，賈益君，蔣仁慶，葉釗，周小林，杜文瓊

通過對現代戰爭顱腦戰傷構成比資料研究發現，第二次世界大戰由于士兵配戴鋼盔導致顱腦戰傷發生率較第一次世界大戰有所降低，在7.0%～13.0% 波動。但隨后的幾場大規模戰爭尤其是近幾場高技術局部戰爭，顱腦戰傷比例卻呈現出增加的趨勢：1979 年中越邊境戰爭在所有傷員中顱腦戰傷發生率約為9.3%，1991 年海灣戰爭在所有傷員中顱腦戰傷發生率為20%，在伊拉克自由行動和持久自由行動2 次戰爭中顱腦戰傷的發生率高達21.0%～28.0%，這也成為這2 次戰爭的特征性損傷之一［1-2］。顱腦戰傷容易導致顱內血腫、腦疝形成等，需要盡快進行手術治療，如不及時救治，易在短時間內死亡。根據《戰傷救治規則（征求意見稿）》（2020 版）要求，需要在早期救治中完成去大骨瓣減壓清創術。由于當今處于和平年代，平時對這方面的訓練較少，除了少數專科醫生外，其余大部分醫生對顱腦手術都不夠熟悉，基層軍醫對顱腦手術更是相當陌生，為了達到“能打仗、打勝仗”的要求，更好地提升顱腦戰傷救治能力，本研究針對顱腦戰傷手術訓練進行了相關研究。

1 材料與方法

1.1 查閱文獻以“手術訓練”“外科訓練”“手術方法”“外科方法”“operation training”“surgical train?ing”“operation methods”“surgical methods”等關鍵詞搜索知網、維普、PubMed 等數據庫，查閱目前外科手術常用的訓練方法。

以“顱腦模型”“顱腦動物模型”“動物模型”“顱腦戰傷”“戰傷模型”“brain model”“brain animal mod?el”“animal model”“brain war injury”“war injury mod?el”等關鍵詞搜索知網、維普、PubMed 等數據庫，查閱目前顱腦損傷動物模型制備方法。

1.2 顱腦戰傷動物模型制備方法以自行研發的實驗動物致傷平臺為基礎，選取20～30 kg 的實驗豬，固定于致傷儀器上，取側臥位，頭偏向一側，用20 kPa（1 kPa=7.5 mmHg）壓力，按照操作流程，通過紅外線激光瞄準眼角眶上緣0.5 cm 處進行致傷，以模擬顱腦槍彈傷，形成額葉為主的損傷，不至于致命，適用于顱腦戰傷的手術訓練。為確保動物模型致傷的一致性，制備中主要從以下幾點去把握：（1）致傷儀器的標準化，采用同樣的擊發壓力，確保瞬時速度相同；（2）取體重相近、頭顱大小相當的動物，確保解剖結構相近；（3）精確致傷點，動物固定在儀器的同一位置，紅外激光瞄準動物的同一位置。這樣可達到90% 的傷情一致性。見圖1。

圖1 顱腦戰傷動物儀器及模型

1.3 顱腦戰傷損傷控制手術訓練流程（1）人員分組：手術組每5 人為1 組，包括2 名手術醫師，互相配合完成消毒、鋪單、手術操作等；1 名麻醉醫師，完成鎮靜、麻醉及術中、術后的監測，完善相關文書的記錄等；1 名器械護士，完成手術物品的清點，整理術中所需手術器械，配合完成手術操作；1 名巡回護士，做好各種物品的檢查、準備，配合器械護士完成手術物品的清點，完善相關文書的記錄等［3］。（2）致傷前準備：包括腹腔注射3% 的戊巴比妥鈉（1 ml/kg）或鎮靜藥物進行臨時鎮靜，運用丙泊酚、舒芬太尼等進行全身麻醉，經口氣管插管或經皮氣管切開建立確定性氣道，行頸動脈或股動脈置管進行有創血壓監測［3］。（3）致傷處理：按照實驗動物致傷儀器操作流程，在預設位置進行致傷。（4）手術準備：術前準備及頭顱致傷完成后，迅速將動物搬運至手術床上，連接心電監護、有創血壓監測后，動物取俯臥位，備皮、消毒、鋪單等，選擇靠近傷側頭顱做弧形切口進行開顱。（5）鉆孔：切開皮膚后，使用電鉆或配發的手搖顱骨鉆按照設計的方案進行鉆孔，提示學員體會突破感：主刀在開始鉆孔時會遇到阻力，但到達板障后阻力就會消失。在到達內板后，會再次遭遇阻力。在此過程中必須十分謹慎，以免用力過度刺穿內板。當感到落空時，表明鉆過內板（見圖2A）。（6）打開顱骨：在鉆孔完成后，使用神經剝離子分離硬腦膜和顱骨之間可能有的粘連，然后使用導引器將線鋸導入相鄰的2 個顱骨鉆孔中，在導引器保護下鋸開相鄰顱骨，以此方法鋸開所有顱骨，并向上掀開，打開顱骨（見圖2B）。（7）打開硬腦膜、減壓、清創：打開顱骨后，如發現硬腦膜有破損，順勢沿著破孔再擴大切口，以達到減壓效果及利于后面的低壓沖洗；如硬腦膜未破，懷疑硬腦膜下方血腫，切開硬腦膜進行減壓、清創（見圖2C）。（8）關閉硬腦膜：通常硬腦膜無法正常閉合，此時，可取帽狀腱膜或深筋膜，輔助縫合關閉硬腦膜。而后縫皮（見圖2D）。

圖2 顱腦戰傷損傷控制手術操作圖

1.4 顱腦戰傷損傷控制手術考核按照去大骨瓣減壓清創術考核標準進行考核［4］。見表1。考核評估納入了陸軍某合成旅、陸軍某集團軍某旅、空軍某航空兵旅、火箭軍某旅、海軍某綜保基地5 個一線救治能力建設試點單位，其中海軍某綜保基地組成了6 個手術組，其余各單位1 個，共10 個手術組，50 人；3 個批次的嚴重創傷損傷控制手術和復蘇培訓班（此培訓班由各基層、集團軍醫院軍醫參加，每個批次為15 人左右），共6 個手術組，45 人；“衛勤力量-2021”整建制基地化訓練的2 個野戰醫療隊，共2 個手術組，10 人。在一線救治能力建設試點單位中，海軍某綜保基地進行4 d 的訓練，6 個手術組共完成8 臺顱腦去大骨瓣減壓清創術。其余每個單位進行3 d 訓練，1 個手術組完成2 臺顱腦去大骨瓣減壓清創術。在2020 年、2021 年共3 期的嚴重創傷損傷控制手術和復蘇培訓班中，每期分別完成5 d 的訓練，每期2 個手術組，分別完成4 臺顱腦手術。在“衛勤力量-2021”整建制基地化訓練中，各野戰醫療隊手術組訓練2 d，分別完成2 臺顱腦去大骨瓣減壓清創術。

表1 去大骨瓣減壓清創術考核標準

2 結果

2.1 考核成績對考核成績進行分析：（1）共18 個手術組，完成了32 臺顱腦去大骨瓣減壓清創術，其中訓練前完成了16 臺，訓練后完成了16 臺。訓前考核的平均分為65.06 分；經過了短期的培訓后，其考核的平均分為76.44 分；訓后成績較訓前成績提高了17.48%。（2）一線試點5 個單位手術組均由本單位軍醫組成，其訓前考核平均分為59.25 分，訓后考核平均分為72.88 分，較訓前提高了22.99%。嚴重創傷損傷控制手術和復蘇培訓班手術組，其訓前考核平均分為65.67 分，訓后考核平均分為77.67 分，較訓前提高了18.27%。整建制基地化訓練的野戰醫療隊手術組訓前考核平均分為86.50 分，訓后考核平均分為87.00 分，較訓前提高了0.57%。通過3 個層次手術組的訓前訓后考核成績可以看出，我軍目前的救治力量是以野戰醫院為主，野戰醫療隊的手術能力強于嚴重創傷損傷控制手術和復蘇培訓班手術組，更是強于一線救治能力建設試點單位基層部隊手術組。

2.2 考核技術操作（1）基本操作有所欠缺：如靜脈通道的建立、氣道的建立，不論哪種傷情都需要，但這些基本技術掌握不夠嫻熟，操作不夠穩定［3］。（2）致傷程度不夠統一：這與致傷部位相關，顱腦額葉、顳葉、頂葉及枕葉的顱骨厚度均不相同，就有可能導致鋼珠未穿透顱骨，硬腦膜未破損的情況出現，也可能出現鋼珠直接擊中腦干，快速死亡的情況。（3）麻醉效果欠佳：各單位間的麻醉效果差異尤為明顯，一般基層單位都無專職麻醉醫生，術中術后的麻醉管理、監測是很大的問題，整建制的醫療隊配有專職的麻醉醫生，在麻醉監測方面做得就很到位，因此各單位存在極大的差距。（4）手術器械不熟悉：尤其本手術還是較為專科的手術，需要用到諸如頭皮夾、手搖顱骨鉆（或電鉆）、神經剝離子、線鋸導板、線鋸、雙極電凝等。多數基層醫生沒有接觸過這些器械，不會使用。（5）開顱速度太慢：主要是與操作的熟練度及器械的使用嫻熟度相關。

3 討論

3.1 目前外科手術常用的訓練方法目前常見的外科手術訓練方法有針對外科的手術基礎，在海綿塊上或離體組織上進行切開、止血、縫合、結扎等基本的訓練［5］。利用實驗豬開展外科模擬手術，模擬完成胃腸穿孔修補、腸部分切成端端吻合、脾切除等腹腔手術［6］；利用虛擬手術訓練系統進行軟組織切割的訓練［7］；利用虛擬現實技術開展婦產科手術訓練［8］；利用腦出血椰殼模型進行神經內鏡下的腦出血訓練［9］；利用新型心臟外科手術模擬訓練系統，選擇離體豬心作為訓練模型，通過機械結構實現心臟模型的不停跳運動，可模擬心臟手術中心臟停跳與不停跳環境，進行心臟外科手術操作訓練［10］。目前雖然有很多手術訓練方法，但針對顱腦戰傷的手術訓練方法較為缺乏。

3.2 目前常見顱腦損傷動物模型制備方法目前常見的顱腦戰傷動物模型制備方法有：大鼠麻醉后，將2.5 mm 直徑PETN 炸藥球放置于大鼠右額葉頂部（人字縫和矢狀縫中點右側3.0 mm）上方2.0 mm，利用電雷管及銀質柔性導爆索引爆后，造成顱腦爆炸傷［11］；將當量為0.125 g的三硝基甲苯（trinitrotoluene，TNT）爆炸球以不同距離置于兔頂骨處引爆致傷，使用電雷管與導爆索相連接，實驗時引爆電雷管，通過導爆索從爆炸源球心起爆，造成兔顱腦沖擊傷模型［12］；用高速鋼球模擬爆炸性武器的爆炸破片，以同步電雷管爆炸所產生的爆轟波模擬爆炸性武器的爆炸沖擊波，將犬俯臥固定于致傷架上，選左側額顳角突為彈著點；將爆炸源固定于射擊點的正前方，爆心距彈著點的直線距離為25 cm，鋼球從左側角突射入并從右側中線旁射出，致額葉腦切線傷，建立犬顱腦爆炸傷模型［13］；選顱中線向左（或右）1 cm、眶上緣向上1 cm 交界處為爆炸中心位置，將裝有TNT 的爆炸源用金屬支架固定于距頭部皮膚3、3.5、4 mm 處引爆致傷，制成犬顱腦爆震傷模型等［14］。這些動物模型的制備方法都是針對小型動物的，和人體的解剖結構差異較大，不能完成動物模擬手術訓練。

3.3 本研究制備顱腦戰傷動物模型的新方法以實驗動物致傷平臺為基礎，利用空氣瞬間聚集加壓激發、螺旋管加速推射出直徑為4.98 mm 的鋼珠，以模擬槍彈傷［3］，可最大化地避免除壓力外的其他影響因素，能夠保證模型的穩定性、標準性。同時相較于其他方法，本方法制模的特點為選用的是與人體解剖結構更為相近的動物家豬，豬體型較大，具有手術的操作性；并且為機械致傷，沒有使用任何彈藥，安全性高，制作簡便。

從結果可以看出，訓后較訓前的成績提升較為顯著，尤其是針對基層軍醫而言。對于基層軍醫，甚至非專科醫生，以前沒機會進行顱腦手術的操作，覺得這很困難，但在經過實際訓練之后，發現并不困難。在經過短期的培訓后，操作能力有明顯的提高，考核成績也較前有顯著提升，但培訓時間較短，且欠缺連續性，不易將技術進行鞏固進一步深化。很多細節需要反復練習才能得以提高。

在平時，對于顱腦外傷是否需要開顱手術，應根據影像學、檢驗指標等輔助診斷來具體判斷［15］，但戰時的判斷更多的是根據生命體征、傷情、救治人員及物資儲備情況來進行，需要果斷地取舍。由于顱腦手術為專科手術，相對較為特殊，平時不常見，而且有一些特殊器械耗材，如手搖顱骨鉆、神經剝離子、骨蠟等，大部分單位都缺乏，應在日后盡可能地準備這些器械耗材。

通過考核成績及技術操作可以看出，野戰醫療隊手術組的得分明顯高于基層試點單位及任職培訓班這些臨時組合的手術組。其訓前、訓后手術得分相差不大，手術醫生都具有豐富的臨床經驗，并且平時在這方面經過了嚴格的訓練，其外科基本操作嫻熟，在40 min 左右便能完成手術；麻醉師能對動物進行很好的麻醉管理、監測等；醫生和器械護士之間的配合也很默契。

4 小結

本訓練方法為基層部隊軍醫提高專業技能提供了一種可行的思路，讓更多基層軍醫有實操的機會，達到會操作、能操作、敢操作的最終目標。這種新方法的提出，有一定的創新性，同時也還有很多需要完善的地方。如在致傷點的定位上，將現在的物理定位升級為透視定位，則致傷的準確率又將提高很多。這種真實的、可操作性的動物訓練是目前最好的模擬，現在的訓練越發向實戰靠近，隨著武器的精進，在真實的戰場中，更多的是爆震傷，對于炸藥、沖擊波形成的顱腦傷的救治方法也需要全面升級。