便携式连续性血液净化机在模拟地震环境中对挤压综合征犬的治疗效果及安全性

白 斌，樊毫军，丁 辉，宋 洁，吕 琪，侯世科

便携式连续性血液净化机在模拟地震环境中对挤压综合征犬的治疗效果及安全性

白 斌1,2，樊毫军2，丁 辉2，宋 洁2，吕 琪2，侯世科2

目的探讨便携式连续性血液净化机(portable continuous blood purification machine，PCBPM)在模拟地震环境中对挤压伤犬进行持续静-静脉血液滤过(continuous veno-venous hemofiltration,CVVH)治疗的有效性及安全性。方法选择健康成年犬8只，使用动物挤压模型设备建立犬挤压综合征(crush syndrome，CS)相关急性肾损伤(acute kidney injury，AKI)模型，然后在地震模拟震动平台上用PCBPM对已致伤犬进行治疗。计算PCBPM置换液流量控制精度和脱水精度。监测呼吸、心率、平均动脉压、肛温、血肌酐、尿素氮、电解质等指标变化。结果(1)测得置换液流量控制精度平均2.60%；脱水精度平均0.27%，机器运转正常；(2)犬受到重物挤压8 h后，出现CS相关AKI。经治疗各项主要生理生化指标得到明显改善(P<0.05)，8只犬全部存活。结论PCBPM能在模拟地震环境中对CS相关AKI犬进行CVVH治疗，且安全、有效。

便携式连续性血液净化机；地震模拟环境；挤压伤；挤压综合征；急性肾损伤

在地震发生时，严重创伤损毁重要脏器可导致伤者立即死亡，而迟发性死亡主要归因于挤压伤引起的横纹肌溶解，尤其是CS相关AKI。CS相关AKI主要是指四肢或躯干部位长时间受到重物挤压，受压组织坏死和横纹肌溶解，以肢体肿胀、肌红蛋白尿、高钾血症、急性肾衰竭为特点的综合征。如果不能在救援现场第一时间进行有效干预治疗，被解救伤者将面临新的死亡危险，CS是仅次于外伤直接死亡的第二大因素[1]。CS相关AKI的有效、及时救治是降低重症地震伤员病死率的关键。CS相关AKI治疗除了传统的补液、碱化尿液、利尿等非手术治疗外，早期进行连续性血液净化治疗对防治CS相关AKI、降低病死率至关重要[2]。目前，临床应用的血液净化机器体积大、在颠簸、震荡等情况下平衡秤受到影响，血液净化机会自动停止运转，不适用于灾害现场救援所面对的复杂而不稳定的环境，无法在随时有余震发生的地震现场实施救治。PCBPM体积小、机动性好，但其抗震性能、机器性能、安全性能及治疗效率还有待通过动物实验及临床实验验证。本研究拟对模拟地震挤压伤犬进行CVVH治疗，以验证PCBPM的有效性和安全性。

1 材料与方法

1.1 材料 健康成年比格犬8只，雌雄各半，1～2岁龄，体重(10±2)kg(军事医学科学院动物实验中心提供)。饲养于武警后勤学院灾害应急救援医学实验室，给予光照时间为8:00～20:00，温度维持在21～24 ℃，湿度为50%左右，安静环境下饲养。

1.2 主要仪器设备

1.2.1 便携式连续性血液净化机 型号TL-219，尺寸高度477 mm；宽度450 mm；进深290 mm。质量：标准配置为20 kg(图1)。漏血检测灵敏度0.5‰，跨膜压显示精度±1.3 kPa，脱水精度±30 ml/h，补液精度±30 ml/h，温度示值误差±0.5 ℃，静脉压、动脉压、超滤压监测精度均为±1‰，血泵流量监测精度±20%。PCBPM装置由驱动泵、管路、透析器和液体加温装置组成。为实现机器能在震动环境中使用，采用了容积计量技术，通过对泵的排出液体通量进行精确测量，来实现对超滤的精确控制。运用模块化设计理念，使机器内没有可以自由运动的测量部件，保证了流量测量不受震动影响。机器运行过程中，可对动脉压、静脉压、漏血、气泡、机器的温度、泵速等进行监测，保证动物安全和机器安全运转。

1.2.2 地震模拟震动平台 该平台由武警救援医学研究所与北京维尔森科技发展有限公司共同研发，其技术参数如下：加速度0-2G，震动频率0-10 Hz，震动位移50 mm，电机功率11 kW，平台尺寸1.5 m×1.2 m，承载2000 kg。模拟地震平台由地震平台、控制柜、信号反馈系统、工业计算机，以及相应软件组成，可模拟8级以下地震。本次实验模拟地震环境相当于5级地震的余震，设置余震频率2.0～2.5 Hz，振幅30 mm，震动持续时间5 s/次，间隔时间10 min。

1.2.3 动物挤压伤模型 使用武警救援医学研究所自主研发动物挤压伤模型装置[3](专利号 201220049194.0)。

1.3 方法

1.3.1 挤压伤动物模型制备 犬禁食12 h后使用速眠新(0.1 ml/kg)肌内注射麻醉，根据犬的意识状态，追加1/3初始剂量维持麻醉状态(该动物实验已通过医院伦理委员会的相关要求，为尽量减少动物痛苦，在挤压过程中持续麻醉以减少疼痛)。犬仰卧，四肢固定，左颈静脉留置静脉留置针以备取血液标本。使用犬无创血压计测量血压。使用动物挤压伤模型装置以50 kg压力垂直挤压左侧下肢8 h，建立CS相关AKI的动物模型。

1.3.2 挤压伤犬血液净化治疗 将挤压伤犬维持持续麻醉状态。犬仰卧,四肢固定，犬右侧下肢根部备皮，将注射器、导丝用肝素湿润；在腹股沟韧带中点下方2 cm内侧1 cm处股静脉穿刺，回抽出静脉血后经注射器放入导丝；拔出注射器，用扩张器扩张，然后顺着导丝将单针双腔管插入股静脉，插入约15～20 cm后，拔出导丝，缝合、固定双腔管。将PCBPM置于地震模拟震动平台上，设置余震频率2.0～2.5 Hz，振幅30 mm，震动持续时间5 s/次，间隔时间10 min。双腔管连接透析管路，血流量维持在50～110 ml/min。置换液采用标准Port配方，生理盐水3000 ml+10%氯化钙10 ml+50%硫酸镁1.6 ml+15%氯化钾7 ml+5%碳酸氢钠250 ml，前置换方式，每小时置换液1000 ml。低分子肝素钙维持抗凝。连续治疗12 h。

1.4 检测指标 (1)测量单位时间(以1 h为准)内实际置换液流量和脱水量，计算置换液流量控制精度[(实测值-机显值)/机显值]和脱水精度[(实测值-机显值)/机显值]。分别统计各个测量时间段的误差率，最后计算平均误差率，和国家行业制定的标准进行比较，看其是否达标。(2)监测致伤前、致伤后(治疗前)、治疗后犬的呼吸、心率、平均动脉压、肛温、血肌酐、尿素氮、电解质等生理生化指标，进行统计学分析。

2 结 果

2.1 PCBPM运动情况 CVVH治疗前后机器设置的理论置换液、废液量与实际测得的置换液废液量比较，置换液流量控制精度为1.47%～5.68%，平均2.60%，达到并优于国家行业标准规定的10%；脱水精度波动为0～0.92%，平均0.27%，达到并优于国家行业标准1%[4]。治疗过程中，PCBPM运转正常，能正常报警，血泵及各项技术参数均正常。

2.2 治疗效果 犬受到重物挤压8 h后，生命体征不稳定，出现高钾血症、代谢性酸中毒，肾功能急剧下降，监测心率、血压、呼吸、血钾、血肌酐、尿素氮、pH值与致伤前相比，差异均有统计学意义(P<0.05，表1)。经CVVH治疗后，8只犬治疗后全部存活。各项指标均得到明显改善。其中1只犬治疗过程中，静脉穿刺部位有少量渗血，其余未见出血、过敏、抽搐等不良反应。

2.3 治疗前后生命体征变化情况 犬受到重物挤压12 h后，体温变化不明显，呼吸频率、心率、平均动脉压与致伤前相比存在差异(P<0.05)。经CVVH治疗后，生命体征逐渐趋于平稳，与治疗前相比，呼吸频率、平均动脉压升高(P<0.05)，心率下降(P<0.05)，差异有统计学意义(表1)。

2.4 治疗前后肾功能变化情况 犬受到重物挤压以后，血肌酐、尿素氮急剧上升，达到了AKI的诊断标准(48 h内血肌酐升高≥26.5 μmol/L)。经CVVH治疗后，肌酐、尿素氮浓度较治疗前有明显下降(P<0.01)，差异有统计学意义(表1)。

2.5 治疗前后电解质变化情况 犬受到重物挤压后，血钠、血氯与致伤前相比较差异无统计学意义(P>0.05)。出现高钾血症(≥5.0 mmol/L)，经CVVH治疗后逐渐恢复正常，与治疗前相比差异具有统计学意义(P<0.05),治疗后的血钾浓度与致伤前有差异(P<0.05,表1)，可能与置换液的K+浓度有关。

2.6 治疗前后酸碱平衡变化情况 致伤后，犬出现明显的代谢性酸中毒，经CVVH治疗后明显好转，治疗前、后比较差异有统计学意义(P<0.05,表1)。

注：与致伤后相比较，①P<0.05；与治疗前相比较，②P<0.05

3 讨 论

近年来，CVVH治疗对CS相关AKI的临床救治取得了显著效果，连续性血液净化技术在危重症救治领域的应用为其应用于CS救治提供了宝贵的经验[5-7]：(1)可大量清除CS患者体内肌红蛋白，避免出现进一步的肾小管管型及肾小管毒性，早期进行CVVH治疗对预防CS相关AKI发生有一定作用;(2)CVVH治疗有利于维持内环境稳定，具有快速有效纠正高钾血症、酸中毒、高磷低钙血症等作用，也可减少AKI发生，并促进已发生的AKI顺利恢复;(3)CVVH治疗可促进容量平衡和心血管系统的稳定，尤其适用于血液动力学不稳定的危重患者，并可以清除大量炎性反应介质及炎性细胞因子，促进体内免疫系统平衡，降低CS病死率。

目前，临床应用的血液净化机器体积大、质量大，平衡系统为重量控制平衡系统，极其灵敏、易损，在颠簸、震荡等情况下平衡称受到影响，不适用于灾害现场救援所面对的恶劣环境。为此，笔者采用以下方法改进了PCBPM：血泵流量和置换液泵采用电位器调速以泵的转速来控制流量，进出液泵组件和透析液流量控制系统主要采用齿轮驱动泵和流量传感器来控制液流量。通过对PCBPM的结构设计和功能单元的划分，综合基于微处理器的先进信号处理技术和控制技术，利用模块化设计思想，实现连续性血液净化机的功能化、自动化和小型化，保障其在恶劣条件下的正常运行。

本研究的主要目的在于验证PCBPM在模拟地震环境中是否能够正常工作。为此，笔者利用地震平台制造出与真实的震后环境相似的情况，将PCBPM置于其中进行实验，来充分验证机器的安全性、稳定性和有效性。实验结果表明，笔者成功地制出了犬的CS相关AKI的动物模型，并在模拟地震环境中运用PCBPM对其进行了治疗，血肌酐、尿素氮明显下降，血钾恢复至正常范围，酸碱平衡紊乱得到纠正，8只实验动物全部存活。机器的置换液流量控制精度和脱水精度均符合国家行业标准。此次试验表明，改进的PCBPM性能稳定、安全可靠。

笔者选择犬制造挤压伤模型。由于目前没有犬的AKI的诊断标准，笔者根据2012年全球肾脏病预后组织制定的AKI临床实践指南[8]中提出AKI的诊断标准：48 h内血肌酐升高≥26.5 μmol/L(≥0.3 mg/dl)，或者7 d内血肌酐较基础值升高≥50%，持续时间≥6 h)，据此作为AKI的诊断标准。

灾害发生后，时间就是生命，能够在灾后第一时间通过陆路、水路或空运把移动医院的人员和装备送至现场，搭建移动医院，救治伤病员，相当于把医院的手术室和危重病抢救单元前移到现场，可以极大降低病死率和伤残率[9]。医疗救援装备作为医疗救治的重要组成部分，为抢救重症病员提供了必要支持[10]。PCBPM能够为治疗地震现场CS相关AKI伤员争取宝贵时机，并降低伤员病死率并改善预后，具有重大社会意义。

[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.

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[4] 国家食品药品监督管理局. YY0645-2008连续性血液净化设备[S].北京:中国标准出版社,2008.

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[9] 侯世科,樊毫军.灾害医学救援中应把握的几个要点[J]. 军医进修学院学报, 2010,31(3):280-281.

[10] 彭卫平,刘庆春,宋丽霞,等.紧急灾害医学救援装备科学编配探讨[J]. 武警医学, 2009,20(12):1134-1135.

(2013-12-02收稿 2014-01-07修回)

(责任编辑 岳建华)

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

国家卫生部卫生行业科研专项项目(201302003)；武警后勤学院附属医院种子基金项目(FYQ201454)

白 斌，硕士研究生，医师，E-mail:baibin87020@163.com

1.453003,河南新乡医学院研究生院；2.300162天津，武警后勤学院附属医院救援医学研究所

侯世科，E-mail：houshike@126.com

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