体外腹主动脉末端阻断动物犬模型的建立及意义

武 钢，王赞智，张 弛，徐 俊，周望梅，鲍光欣，桑显富

骨盆骨折是由于交通事故、高处坠落、压砸等高能量所造成的严重损伤，伤后早期大出血导致的休克是最严重、最常见的并发症之一。死亡患者大部分发生在急诊急救过程当中。死亡的主要原因是出血太多、特别是合并髂内动脉主干及其主要分支的损伤出血，原发性创伤无法及时处理致休克无法纠正;在院前急救期应用合理的止血技术和抢救措施是降低死亡率的关键［1］。近年我们救治此类创伤出血的理念是将止血手段拓展到院前阶段:院前结合骨盆外固定，行体外腹主动脉末端临时阻断控制动脉性大出血，到院后行紧急血管内介入动脉栓塞等连续的、可即时获得的临时性以及确定性止血措施［2］，也有行介入主动脉内球囊阻塞应急救治骨盆骨折大出血病人［3］，以减少出血量、降低大出血死亡率。为临床安全有效地应用止血装置，设计本动物实验模型，以便深入研究应用该装置行体外腹主动脉末端临时阻断后全身和阻断平面以下机体发生的改变，并评估该措施的安全性和安全时限。

材料与方法

1 实验动物

实验动物由南方医科大学南方医院实验动物中心提供。普通级健康杂种犬5只，雌雄不拘，体质量(14．01 士2．2)kg，实验前在该中心饲养。

2 手术及仪器

动物术前禁食12小时，动物制动后称重，经前肢浅静脉输液，注射戊巴比妥钠(30mg/kg)麻醉，麻醉成功后气管插管以维持呼吸道通畅，行股部剃毛，将动物固定于手术台上。前肢动脉穿刺置管动态监测桡动脉压，前肢静脉切开置管动态监测中心静脉压。完成有关记录装置的准备工作，等待动物状态稳定后，同步记录动脉血压、中心静脉压(CVP)、心率(HR)、呼吸频率(RR)。监护仪为惠普公司1186A型多功能生理监护仪;表式血压计(上海自动化仪器四厂)。

3 体外腹主动脉末端血流阻断装置

自制木质体外腹主动脉血流阻断装置，为10cm宽木板制成的方形木框结构，可将仰卧于手术台上实验犬腹部置于木框中，木框顶板为在框内可活动板，正中钻一直径3cm圆孔，取100ml一次性注射器乳头端向上，针筒体穿过圆孔并吸入空气。橡胶导尿管两端分别连接注射器乳头和表式血压计并固定。注射器活塞尾端置于犬脐部腹主动脉搏动明显处，注射器活塞尾端与腹部皮肤接触处垫一直径相同的橡皮块以减轻对组织的机械损伤，由上向下垂直下压木框之可活动顶板，将腹主动脉向腰椎体挤压至双侧股动脉博动消失，此时为血管阻断成功。木框两侧壁分布多排小孔，经侧壁小孔将顶板与木框的两侧壁固定，读取表式血压计压力值(图1)。

图1 体外腹主动脉施压示意图

4 观测指标及方法

以双侧股动脉搏动消失为腹主动脉阻断成功并记时，读取表式血压计压力值为体外腹主动脉阻断压;分别于腹主动脉阻断后0、5、15、30分钟读取多功能生理监护仪测量之 HR、RR、动脉收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、CVP等指标;以及腹主动脉开放后0、5、15、30、45分钟读取上述各指标。实验结束待犬完全清醒后拔气管导管，送南方医科大学南方医院实验动物中心饲养，观察犬行为学改变。

5 统计学处理

结 果

1 体外腹主动脉末端血流阻断压

腹主动阻断成功时，体外腹主动脉末端血流阻断压为(429．90 ±47．32)mmHg。

2 腹主动脉末端阻断前后动脉血压及CVP的变化

腹主动脉阻断后 SBP、DBP、平均动脉压(MAP)、CVP均有轻度升高;动脉开放后SBP、DBP、MAP则逐渐降至阻断前水平并趋于平稳，而CVP先略有降低，30分钟后趋于平稳。SBP在阻断后15分钟与阻断前比较有显著性差异;CVP在阻断后即刻、5、15、30分钟与阻断前比较有显著性差异。其余指标与阻断前比较无显著性意义(见表1)。

3 腹主动脉末端阻断对HR和RR的影响

腹主动脉阻断后HR、RR均有轻度升高;动脉开放5～10分钟后HR则逐渐恢复近于阻断前状态并趋于平稳，动脉开放30分钟后RR仍稍高于阻断前水平。HR在阻断后5、15、30分钟与阻断前比较有显著性差异;RR在阻断后15、30分钟以及开放后即刻、5、15分钟与阻断前比较有显著性差异;其余各时间点与阻断前比较无显著性意义(见表2)。

4 实验后观察1周，饮食、行走活动、大小便无异常表现。

表1 体外腹主动脉末端阻断前后上肢动脉血压及CVP的变化(±s)

表1 体外腹主动脉末端阻断前后上肢动脉血压及CVP的变化(±s)

与阻断前比较:*P ＜0．05，＊＊P ＜0．01

SBP(mmHg) DBP(mmHg) MAP(mmHg) CVP(cmH2O)阻断前 150．15 ±14．22 108．93 ±8．17 121．51 ±10．18 8．63±2．04阻断即刻 158．30 ±16．17 115．71 ±9．88 129．47 ±12．12 10．34 ±1．15＊＊阻断5min 164．08 ±10．79 119．35 ±9．86 134．71 ±10．31 10．22 ±1．17＊＊阻断15min 165．75 ±14．80* 118．40 ±5．58 133．90 ±8．81 10．21 ±2．02＊＊阻断 30min 161．80 ±12．61 116．70 ±6．79 132．10 ±8．90 9．81 ±1．34*开放即刻 153．52 ±15．25 109．33 ±10．19 124．07 ±12．20 8．34 ±2．27开放 5min 148．71 ±10．68 107．75 ±7．44 121．87 ±8．06 7．80 ±1．60开放 15min 148．25 ±13．42 106．15 ±9．27 120．61 ±10．71 8．08 ±2．60开放 30min 150．71 ±11．72 108．38 ±9．81 122．37 ±10．17 8．54 ±1．78开放45min 150．83 ±14．75 108．45 ±10．52 122．54 ±11．87 8．48 ±1．61

表2 体外腹主动脉阻断对HR和RR的影响(次/min)(±s)

表2 体外腹主动脉阻断对HR和RR的影响(次/min)(±s)

与阻断前比较:*P ＜0．05，＊＊P ＜0．01

HR RR阻断前138．85 ±12．26 22．20 ±2．85阻断即刻 143．20 ±7．67 23．45 ±2．27阻断后5min 153．85 ±7．07＊＊ 24．40 ±2．10阻断后15min 158．70 ±10．35＊＊ 25．20 ±2．61*阻断后30min 153．10 ±11．12* 25．07 ±2．95*开放即刻 141．54 ±10．69 25．21 ±1．74*开放 5min 137．02 ±9．77 25．80 ±2．71*开放 15min 134．00 ±9．12 27．07 ±2．87*开放 30min 135．20 ±8．46 25．25 ±3．27*开放45min 134．06 ±8．13 24．52 ±2．43

讨 论

1 体外腹主动脉末断阻断的安全时限

体外腹主动脉末端暂时阻断时限，我们参考下肢止血带技术单次阻断时限45分钟。考虑到犬与人类的缺血耐受时间会有一定的差异，本方法建立是一种体外阻断腹主动脉设想的尝试，故本模型动脉阻断时间控制在30分钟。但体外腹主动脉末端暂时阻断的最长安全时限是否和肢体止血带时间一致，是否能在同一部位重复阻断以及阻断装置的压力控制等还有待进一步研究和探讨。我们选择体外压迫止血技术30分钟的限制时间还考虑到院前接诊、骨盆外固定时间、到院后血管内介入止血准备时间一般可在此时间内完成。强调伤员在黄金1小时内得到基础生命支持和局部止血措施［2］。骨盆创伤致动脉血管损伤往往在伤后的早期是出血最迅猛的时间，很快进入失血性休克状态。院前体外临时阻断腹主动脉、配合有效外固定，到院后即紧急行介入动脉栓塞可达到减少出血量、降低失血性休克程度、减少输血量、降低由于失血直接导致死亡的风险之目的，为确定性止血后大量液体复苏打好基础。人类在行腹、盆部手术需腹主动脉阻断时一次性阻断安全时限［4］:高位(T12水平，腹腔干动脉上)、中位(L2水平，肾动脉上)与低位(L4水平，髂总动脉上)均不能轻易超越25～30分钟。文献综合国内外资料［5］:无论是球囊导管腹主动脉阻断还是低位腹主动脉阻断，一般认为40～60分钟是比较安全的时限。

2 体外腹主动脉末断阻断对血流动力学的影响

腹主动脉末端体外压迫血流阻断压为:(429．90 ±47．32)mmHg，因体外施压阻断血流除了达到动脉血压之外，还需要克服腹壁各层组织及动脉壁的阻力，故阻断压明显高于动脉血压;本组正常犬实验显示:阻断后各监测指标均有轻度升高;动脉开放后SBP、DBP、MAP、HR则逐渐降至阻断前水平并趋于平稳;动脉开放后CVP先略有降低，30分钟后恢复至阻断前水平并趋于平稳;动脉开放30分钟后RR仍稍高于阻断前水平。上述改变是由于体外腹主动脉末断阻断在较大范围内改变了血液的流向和体内分布。阻断远端血流量锐减，近端血流骤增，左心室后负荷必然加大。腹主动脉阻断解除后阻断部位以下半体淤滞的血液进入体循环，下腔静脉回流增加，加大了心脏的前负荷，降低了心脏的后负荷，同时代谢产物被带入有效体循环中等因素，造成 HR、RR、SBP、DBP、MAP、CVP 在一定程度波动的机体应激反应。本研究显示体外腹主动脉末端阻断前后上述各指标尽管有一定波动，但总体基本平稳，因此，可应用犬成功建立体外腹主动脉末端阻断动物模型，以便进一步探讨体外腹主动脉末端临时阻断控制动脉性大出血的止血效果和病理生理变化。

3 体外腹主动脉阻断的部位及体表定位

腹主动脉阻断方法能直接阻断骨盆及其以远部位血供来源，能迅速降低骨盆、盆腔内及以远部位血流灌注压，达到迅速减少出血的目的，此阻断是暂时阻断，待血管内介入动脉栓塞、或外固定架固定实施即可开放腹主动脉。我们在人体标本上对体外腹主动脉末端阻断行体表定位解剖研究显示［6］，在体表以脐为中心，脐与腹主动脉远段及L4、L5椎体相对应，可在腹主动脉分杈以上3cm范围内将腹主动脉挤压到腰椎体以阻断主动脉血流。本组犬模型体表定位，在脐以上2cm范围内腹主动脉博动最明显，以此处为中心向脊柱方向施压。

4 体外腹主动脉末断阻断模型制作特点及注意事项

腹主动脉末端阻断体外定位在紧急情况下操作要准确把握好定位，在模型制作时应注意以下事项:(1)使用体外动脉阻断实验装置，在实验过程中具有安置、解除方便、阻断完全和对阻断力量能限制的特点。阻断装置应用时应参考体外阻断压的结果，一般情况下，该阻断压是完全阻断血流通过最小阻断压力。加压阻断血管时应渐加压、放松阻断时应逐渐放松，这样可减小血压、心率、呼吸频率的变化幅度;(2)操作过程中需动作轻柔、准确，防止阻断过快或施压用力过猛可能对肠管造成的损伤;(3)施压部位应在腹主动脉分杈近端2～3cm，此段分支少，不会干扰腹部重要脏器及脊髓供血;如在该部位以上阻断易影响肠系膜下动脉，在该部位以下阻断则仅能阻断部分髂动、静脉，血流阻断不充分，达不到应急止血的目的;而施压部位偏向中线右侧则可能部分阻断下腔静脉［6］;(4)单次阻断腹主动脉时间原则上不超过30分钟，绝对不要超过60分钟，因为阻断较长时间，则该部位以下体内代谢产物会成倍增加，体内代谢产物会成倍增加，解除动脉阻断后代谢产物迅速回流入体循环，会对心、肺、脑、肾等重要器官产生较大影响，不利于模型动物的恢复。另外，较长时间的阻断还有增加远端肢体坏死、再灌注损伤和阻断器材下血管损伤的危险;(5)输液、给药通路应建立在上肢，禁忌在下肢使用，以免下肢回流不畅致肢体肿胀或液体渗出;(6)补液应考虑到半体循环时有效循环血量较少的特殊情况，勿大量快速滴注，以免增加心肺负担;原则上在动脉出血未得到确定性止血治疗前应采用限制性液体复苏理念;(7)动物麻醉不宜过深，因体外施压阻断腹主动脉不同于开腹手术操作，对动物造成的痛苦程度不剧烈，可保留自主呼吸，并且对血压的影响也会较小。

［1］武钢，桑显富，鲍光欣．骨盆骨折大出血危重伤的早期诊断与救治［J］．实用医学杂志，2004，20(9):1041 －1042．

［2］桑显富，鲍光欣，武钢，等．紧急血管内栓塞救治骨盆骨折大出血［J］．中华急诊医学杂志，2003，12(8):535－536．

［3］ Martinelli T，Thony F，Decléty P，et al．Intra-aortic balloonocclusionto salvage patients with life-threatening hemorrhagic shocks from pelvic fractures［J］．J Trauma，2010，68(4):942－948．

［4］曲度，曲强，张弦，等．腹主动脉阻断术临床原理及其上中下段安全时限探讨－兼述缺血再灌注损伤机制与对策及“二叉树耐受法则”［J］．海南医学，2009，20(1):1－13．

［5］崔现平，路小勇．腹主动脉阻断技术在骶骨肿瘤切除术中控制出血的应用［J］．中国矫形外科杂志，2007，15(17):1331－1333．

［6］武钢，桑显富，鲍光欣，等．体外腹主动脉末端施压控制骨盆骨折大出血的应用解剖［J］．中国临床解剖学杂志，2010，28(1):20 －22．