热射病快速降温研究进展

赵佳佳，宋青

热射病(heat stroke，HS)是指机体长时间暴露在高温环境中(经典型热射病，CHS)或在高温高湿环境下剧烈体力劳动时(劳力性热射病，EHS)，核心体温升高＞40.5℃，因热作用而导致的一组急性热致疾病[1]。HS病死率高达21%～63%，其预后常与机体高热程度及受热时间有关[2-3]。人体最高的耐受温度为40.6～41.4℃，当直肠温度持续＞41℃，可引起永久性脑损伤，高热持续＞42℃，超过2～4h常导致休克及严重并发症。体温高达43℃则很少存活。体温超过正常时，每升高1℃，脑耗氧量相应增加8%，如果降温延迟，患者病死率明显增加[4]。因此，快速有效的降温是治疗HS的首要措施，决定患者预后[5-6]。降温的主要措施包括通过传导、蒸发、对流等方式进行的物理降温，以及血液滤过、血管内降温、冰盐水灌胃和灌肠等侵入性体内降温，以及药物降温等。本文就近年来国内外用于HS患者降温的主要措施及其研究进展进行综述。

1 发病机制

HS患者体温升高是由于患者机体体温调节中枢受损，体内大量的热蓄积，机体内部和(或)外部的热负荷超过了机体的散热能力，而非体温调定点的上移，不同于感染等所致的发热，患者核心体温升高通常＞40.5℃。CHS多见于老年或婴幼儿，因其体温调节机制受损，机体受外界高温环境影响，吸收额外热量使体温急剧升高，多发生于夏季。EHS则多发生于年轻运动员和部队训练官兵，由于剧烈运动致骨骼肌产热急剧增加，超过机体散热能力，产热与散热失衡，引起体内大量热蓄积导致机体过热，可发生于任何季节[7]。机体持续高热可直接损伤细胞膜使细胞骨架蛋白、细胞内蛋白变性，失去折叠能力，造成细胞膜和细胞器结构受损，致机体各脏器受损，甚至导致多器官功能障碍综合征(MODS)的发生，严重者危及生命[8]。研究证实，快速降温(减少产热、增加散热)可直接阻止高温对机体细胞的损伤作用，并降低葡萄糖和氧耗量，减缓脏器代谢，还可保存脏器代谢恢复过程中所需的三磷腺苷(ATP)，减轻酸中毒，并在早期阶段阻止细胞凋亡，改善预后[9]。

2 降温方式

2.1 物理降温 物理降温安全有效，是HS患者首选的降温方式。有效的物理降温主要是通过增加机体与环境间的温差(传导散热)、气压差(蒸发散热)、空气流速(对流散热)实现的。临床用于HS患者的物理降温措施包括冷水浴、大血管处(颈部、腹股沟和腋下)冰袋或冰块外敷、降温毯、降温服以及使用温水擦拭并持续电扇扇风等。

2.1.1 通过传导散热降温

2.1.1.1 冰水/冷水浴 将患者浸入冰水(4℃)/冷水(14℃)中降温，根据患者的年龄、基础状况调整水温和降温速度，使核心温度在10～40min迅速降至39℃以下。体温降至38.5℃时即维持降温，以避免体温过低，并持续监测保持直肠温度在37～38℃[4]。过去，人们认为冰水浴会引起外周血管收缩以及寒战等并发症，导致患者体温进一步升高。但近年来这一观点已被反驳，冰水浴降温引起的外周血管收缩、寒战等不良反应并不会引起HS患者尤其是EHS患者体温的进一步升高，反而浸入冰水后发生的血管收缩对低血压患者有益，对外周循环较差的休克患者，其作用优于蒸发降温法[10]。冰水浴多用于既往体健的年轻运动员或士兵在发生EHS最初几分钟时的快速、安全、有效降温。一项关于EHS降温方法的研究显示，浸入冰水/冷水降温是EHS降温措施中最有效的降温方法[5,11]。Casa等[10]研究者甚至提出冷水浴降温可作为EHS治疗的金标准。对于野外训练的战士，若无条件，可就近寻找河水等，将HS患者浸入水中进行降温。注意保护头部，保持呼吸通畅，并等待救援。然而，CHS多发于老年、体弱者，虽冰水/冷水浴能快速降低患者核心体温，但患者多不能忍受冰水/冷水带来的机体不适，因其可能带来严重的寒战、烦躁、意识障碍甚至血流动力学紊乱，加重病情，增加患者病死率[5]。

2.1.1.2 冰袋外敷 根据食盐的特点，在冰水里添加食盐可获得冰点－21℃的低温，将10%盐水置于－18℃冰箱内，24h后呈冰霜状，能保持长时间低温，在室温18～24℃环境中持续3h其温度仍在－5℃[12]，其融化过程为霜水混合，制成的冰袋松软，且能与体表充分接触，易于固定，患者感觉舒适。降温时将冰袋置于颈部、腹股沟、腋下或头部等散热较快的区域进行降温，可用治疗巾包裹冰块以避免直接接触皮肤，注意保护阴囊等部位。每次放置时间不超过30min。注意观察局部皮肤的变化，以免局部冻伤。

2.1.1.3 控温毯 控温毯降温作为新一代降温仪器，利用半导体制冷原理，通过主机工作与冰毯内的水进行循环交换，促使冷却的毯面接触皮肤进行传导散热，达到降温目的。使用控温毯降温时，将启动温度设定为38.5℃、停机温度37.5℃、毯面温度4℃。患者平卧降温毯上，头戴冰帽或头枕冰枕，对患者进行急速降温。动态监测肛温(15～30min/次)，同时注意患者有无寒战等不适，根据降温效果随时调整预置温度。当肛温降到37.5℃时维持体温。若联合使用其他降温措施，在肛温降到37.5℃时均应停止，仅使用控温毯降温，将肛温维持在36.5～37.5℃。若控温毯每小时降温速度为0.5～1.0℃，则符合人体生理状态，既可达到降温目的又无降温过快引起的并发症，安全有效，但常需与其他降温方法联合应用，单独应用无法快速降温。国内有学者将33例HS患者随机分为2组，进行常规降温和常规降温联合控温毯降温的对照研究[13]，结果发现联合控温毯降温能够在1.5h内迅速将患者体温降至38℃以下，维持体温期能将体温稳定控制在37.0±0.8℃之间，其在降温的速度、稳定性、减少并发症等方面明显优于对照组。

2.1.2 通过蒸发散热降温 蒸发散热所带走的热能是冷水浴的7倍，多用于CHS患者的降温。有效的蒸发散热依赖于高的水蒸气压力梯度[1]，传统的蒸发散热多采用20～40℃的温水，将其沾湿薄纱毯覆盖患者身体表面，室温配合风扇吹风。早在20世纪40年代，南非报道一家小型工厂发明了一种有趣的理想的人体降温设备(body cooling unit，BCU)，让患者躺在悬挂的网面上，用15℃雾化水从上、下方向向患者身体喷洒。同时使空气温度升高至45℃～48℃，并以3m/min的速度的风吹抚患者体表，维持机体温度在32～33℃，该法每分钟能使患者体温下降0.31℃[14]。Khogali等[15]对18例CHS患者应用BCU予以降温，26～300min(平均78min)将患者体温降至38℃以下，存活患者均未并发永久神经损伤。本降温方法能使皮肤血管保持扩张，避免寒战产热，从而使蒸发降温作用达到最佳[7]。

另外，简单设备也可使蒸发降温效果达到最佳。例如，现场救治时可采用饮用水等直接喷洒已脱去衣物的患者全身，配合使用衣物等扇风，该方法简便有效，可行性强。院内降温则可采用25～30℃的水喷洒或用湿毛巾擦拭患者全身，配合风扇持续扇风，其降温速度可以和理想的人体降温设备相近[4]。

2.1.3 对流散热降温 采用各种蒸发散热方法降温的同时，常辅以衣物、电扇等扇风或转移至通风处，从而加快空气流速，增加对流散热。现场救治通常迅速将患者转移到阴凉通风处，脱去患者衣物并喷洒凉水，同时可用衣物等扇风；不带有空调的救护车可打开所有的窗门来增加空气流速。但单独增加空气流速并不能有效降低患者的核心体温，必须同时配合使用其他有效降温方式。有学者提出可用温水(40℃)喷洒，并使用电风扇持续扇风，亦能有效降低HS患者核心体温[16]。国外也有学者利用直升机的下沉气流降温，24min内成功将患者核心体温降至38.5℃以下(0.1℃/min)[17]，但该方法在我国并不实用。

2.2 血液滤过 血液滤过主要通过大量低温置换液与人体血液进行交换，清除致热源物质，从而快速有效地降低机体体温，尤其是脑部温度，减少高热对机体的损伤。在治疗过程中除增加置换液量和速度外，还可通过调节置换液的温度，更有效地降低核心体温，减轻高热对机体的损伤，防止或减少并发症的发生。其机制包括：①早期有效降温，减少肝、肾、脑等重要脏器热损害，尤其是对中枢神经系统的损害；②低温血液滤过降低患者体温的同时，还能有效清除机体热应激后产生的大量代谢产物，如肌红蛋白(MYO)、肌酸激酶(CK)等；③有效清除炎症介质和代谢产物，阻断全身炎症反应的“瀑布效应”及MODS的发展；④清除血液中激活或损伤的内皮细胞成分，改善患者内皮细胞功能，改善凝血状态，防止弥散性血管内凝血(DIC)的发生[18-19]。

动物实验显示，应用血液滤过治疗能快速有效降低HS犬的直肠温度，稳定实验犬的血流动力学、调节电解质紊乱，提高HS犬的存活率[17,20]。临床研究显示，早期应用血液净化与单纯应用传统的降温方法相比，前者能更有效地改善HS患者预后[21]。Yue等[22]研究发现早期使用冷血滤治疗(前2.5h置换液温度为28℃，之后35℃维持)，能快速有效地将EHS病患者体温降至38℃以下。Schmidt-Weber等[23]对6例HS并发严重意识障碍及中枢性高热患者在发病24h内实施持续血液滤过治疗(CBP)，发现患者未行CBP前，即使已使用酒精擦浴、冷盐水静脉输注、冰袋物理降温等措施，但体温仍波动在39.1～40.2℃，应用CBP治疗1h后，肛温下降至38.8℃，治疗2h后肛温37.7℃，此后未再用其他降温措施，仅依靠CBP，肛温控制在36.3～37.5℃，随之患者机体代谢率下降，全身氧耗降低，发热、呼吸急促、心动过速和神志异常等症状迅速改善，明显降低了致死、致残率。Dellinger等[24]则采用了置换液温度的阶梯式变化措施，同样也能有效降低患者的核心体温，改善预后。

以上均提示，早期应用冷血液滤过治疗能快速有效降低HS患者体温，同时能支持器官功能，有助于后期脏器功能恢复，改善患者预后。

2.3 血管内降温技术

2.3.1 血管内灌注降温 指通过快速输注大量冷却液体(晶体或白蛋白)或自身血液来达到降低核心体温的目的，其优点包括：降温快速有效；改善周围循环衰竭，增加机体重要脏器及全身的散热功能，有助于细胞代谢产物的排泄；水、盐、葡萄糖等得以迅速补充。但该降温方法必须加快输注速度，缓慢输入则达不到降温效果[12]。

2.3.2 血管内热交换降温 是近年来发展起来的一种革命性降温技术，这一系统包括具有降温冷却作用的体外机，把冷却液灌注到导管的泵，以及能插入患者下腔静脉的具有热交换作用的导管。目前，相关产品包括AlsiusCorporaion生产的CoolGard3000及其系列导管(Cool Line、Fortius和Icy)、Radiant Medical生产的Set Point系列和Innercool Therapies生产的CelsiusControl系列等产品。该技术具有降温速度快、既定温度维持准确、波动性小以及复温速度容易控制等特点，目前广泛应用于急性心、脑血管病以及其他脑部疾病的辅助治疗，在HS的降温治疗中也有报道。Hamaya等[25]应用血管内降温系统成功救治了一名重症HS伴MODS患者，在到达医院30min内对患者开始进行血管内降温，以0.1℃/min的降温速度，17min内将患者核心体温从40.7℃降至38.8℃(目标温度＜39℃)，2h后患者体温＜37℃，13h后停止血管内降温，患者体温稳定维持在36.0～36.5℃，于住院第3天拔除气管插管，第5天顺利出院，未遗留任何远期并发症及神经损害。

2.4 胃灌洗、灌肠 胃灌洗或灌肠降温时低温灌洗液通过黏膜快速吸收入血，并进入血液循环，血液中的水比热较大，可吸收大量热量而本身温度升高不多[4]，从而将体内的热传导至冷盐水，使体温下降。动物实验研究显示，经结肠途径给中暑犬降温治疗较常疗组(冰袋置于大动脉处)降温速度快，并可加速中暑犬血清炎症因子的清除[26]。冷盐水胃灌洗、灌肠降温安全有效，并发症少，在临床上多采用200～300ml 4℃冰盐水进行胃灌洗，或用500～1000ml 4℃冰盐水行灌肠降温(深度≥6cm)，必要时可反复多次应用。

2.5 药物降温

2.5.1 人工冬眠合剂 将氯丙嗪(冬眠灵)50mg，哌替啶(杜冷丁)100mg，异丙嗪(非那根)50mg配置成冬眠合剂，加入5%葡萄糖液或生理盐水中静脉滴注，用于人工冬眠调节体温。其作用机制是阻断网状结构上行，仅激活肾上腺受体，同时抑制神经中枢，从而达到降温作用，同时可起到充分镇静和预防寒战作用。研究显示，氯丙嗪可明显缩短高热持续时间，同时使患者处于冬眠状态，降低全身代谢率，减少组织尤其是脑组织的耗氧量，对保护全身重要脏器有较好作用[27]。

2.5.2 作用于5-羟色胺(5-HT)受体的药物 伊沙匹隆(ipsapirone)为5-HT1A激动剂，凯坦色林(ketanserin)为5-HT2A拮抗剂。Chang等[28]提出，在热应激前应用5-HT1A激动剂、5-HT2A拮抗剂，能够显著减轻机体过热、收缩压降低、颅内压升高、脑组织低灌注、缺氧、脑干损伤以及细胞缺血等，延长HS后存活时间，两者联用具有协同作用。而应用5-HT1A拮抗剂、5-HT2A激动剂，则会加重HS症状，缩短HS后存活时间。但上述药物用于救治HS的临床确切疗效还有待进一步证实。

2.5.3 丹曲洛林(dantrolene) 丹曲洛林是治疗恶性高热的特效药物，通过抑制肌质网内钙离子释放，使骨骼肌兴奋-收缩脱耦联，松弛骨骼肌，从而减少肌肉持续收缩导致的异常产热增加。Zuckerman等[26]研究显示丹曲洛林能够显著改善HS动物的症状。EHS患者高强度的运动会导致骨骼肌高度兴奋产生大量的热并在体内蓄积，松弛肌肉同样能够快速降温。早期研究表明，丹曲洛林辅助降温能够加快EHS患者的降温速率，改善预后[29]。但目前尚无足够证据支持丹曲洛林可以降低CHS患者的体温，并改善其预后[7]。

3 降温目标

HS患者的降温目标是在发病后30min内使体温下降低于39℃，60min内将体温降至38℃，院内降温速率不低于0.1℃/min[16]。体温下降后，维持体温期让患者处在正常体温状态，且维持较小的波动范围。降温过程中注意肢体温度、颜色，避免压疮及冻疮发生。同时，应严密观察意识、瞳孔，持续行心电监护观察血压、心律、呼吸频率和深浅度、血氧饱和度及电解质的变化，避免因降温过快、过低，或患者合并有冠心病等原因而出现心律失常、血压下降、呼吸抑制等。对于少数患者体温降得过低可及时使用控温毯复温，避免出现不良反应。

4 总 结

随着全球气候变暖及热浪袭击频率和强度的逐年增加，HS发病率也逐年增高，对人类公共健康造成灾害性影响。HS病情凶险、进展迅速、并发症多，如得不到及时救治，病死率极高。快速有效降温是治疗HS的首要措施，决定患者预后。

EHS患者多为既往体健的年轻运动员，在发病最初几分钟可采用浸入冷水降温的方法，其降温快速、安全、有效。但对于CHS患者，由于其多为年老体弱者，多不能耐受冷水浴带来的不适，因此常采用蒸发散热降温，其降温速度虽不及冷水浴，但患者耐受性较好，能显著降低病死率。降温毯无创、安全、有效、患者耐受好，可常规用于院内对HS患者的快速降温。早期应用冷血液滤过治疗能快速有效降低HS患者体温，同时能支持器官功能，有助于后期脏器功能恢复，改善患者预后。药物降温通常是无效的，必要时可辅助应用冬眠制剂降温，慎用退热药物降温，以免造成或加重患者凝血及肝肾功能的损害。单独降温方法效果差，临床多采用多种降温方法联合降温。多项研究显示，应用联合降温法，30min内能有效降低患者体温，使其低于38.9℃，且能降低患者住院病死率[4,5,30]。

降温方式的选择最终取决于患者的病情和身体状况、治疗机构降温设备与条件，以及操作者对降温措施和设备的熟练程度。HS的救治是一个系统化方案，在安全合理的降温基础上，结合其他方面专业的医疗诊治，对提高救治成功率和改善预后至关重要。

[1]Bouchama A, Knochel JP. Heat stroke[J]. N Engl J Med, 2002,346(25):1978-1988.

[2]Argaud L, Ferry T, Le QH, et al. Short- and long-term outcomes of heatstroke following the 2003 heat wave in lyon, france[J].Arch Intern Med, 2007, 167(20): 2177-2183.

[3]Liu YN, Geng Y, Fu W, et al. Relationship between core temperature change during recovery and prognosis in classic heat stroke rat models[J]. Med J Chin PLA, 2013, 38(10): 818-821.[刘亚楠, 耿焱, 付炜, 等. 经典型热射病大鼠恢复期体温变化与预后的关系[J]. 解放军医学杂志, 2013, 38(10): 818-821.]

[4]Li CS. Rosen's emergency medicine[M]. Beijing: Peking University Medical Press, 2013. 1982. [李春盛. 罗森急诊医学[M]. 北京: 北京大学医学出版社, 2013. 1982.]

[5]Bouchama A, Dehbi M, Chaves-Carballo E. Cooling and hemodynamic management in heat stroke: Practical recommendations[J]. Critical Care, 2007, 11(3): R54.

[6]Su L, Guo ZH, Qian HJ. Epidemiological study and key-point analysis of severe heatstroke patients[J]. Med J Chin PLA, 2006,31(9): 818-821.[苏磊, 郭振辉, 钱洪津. 重症中暑住院病人流行病学调查与分析[J]. 解放军医学杂志, 2006, 31(9): 909-910.]

[7]Smith JE. Cooling methods used in the treatment of exertional heat illness[J]. Br J Sports Med, 2005, 39(8): 503-507.

[8]Ruell PA, Thompson MW, Hoffman KM. Heat shock proteins as an aid in the treatment and diagnosis of heat stroke[J]. J Therm Biol, 2009, 34(1): 1-7.

[9]Liu H, Song Q, Zhou FH, et al. Application of mild hypothermia in the treatment of exertion heat stroke[J]. Med J Chin PLA,2010, 35(9): 1148-1150. [刘辉, 宋青, 周飞虎, 等. 亚低温在劳力型热射病治疗中的应用[J]. 解放军医学杂志, 2010, 35(9):1148-1150.]

[10]Casa DJ, McDermott BP, Lee EC, et al. Cold water immersion:The gold standard for exertional heat stroke treatment [J]. Exerc Sport Sci Rev, 2007, 35(3): 141-149.

[11]McDermott BP, Casa DJ, Ganio MS, et al. Acute whole-body cooling for exercise-induced hyperthermia: A systematic review[J]. J Athl Train, 2009, 44(1): 84-93.

[12]Kliegel A, Losert H, Sterz F, et al. Cold simple intravenous infusions preceding special endovascular cooling for faster induction of mild hypothermia after cardiac arrest--a feasibility study[J]. Resuscitation, 2005, 64(3): 347-351.

[13]Huang LL. Clinical observations on the treatment of combined cooling with hypothermic blanket in heat stroke[J]. J Henan Med Coll Staff Workers, 2012, 24(4): 463-464. [黄林利. 控温毯联合降温法在热射病降温治疗中的临床观察[J]. 河南职工医学院学报, 2012, 24(4): 463-464.]

[14]Hadad E, Rav-Acha M, Heled Y, et al. Heat stroke: A review of cooling methods[J]. Sports Med, 2004, 34(8): 501-511.

[15]Khogali M, al Khawashki M. Heat stroke during the makkah pilgrimage[J]. Saudi Med J, 1981, 2: 85-93.

[16]Mehta S, Jaswal D. Heat stroke[J]. Med J Armed Forces India,2003, 59(2): 140-143.

[17]Chen GM, Xu HN, Gao LF, et al. Effects of continuous haemofiltration on serum enzyme concentrations, endotoxemia,homeostasis and survival in dogs with severe heat stroke[J].Resuscitation, 2012, 83(5): 657-662.

[18]Saito A. Current progress in blood purification methods used in critical care medicine[J]. Contrib Nephrol, 2010, 166: 100-111.

[19]Liu SQ, Guo JY, Bao Z, et al. Therapeutic effects of continuous renal replacement in patients with multiple organ dysfunction syndrome[J]. Med J Chin PLA, 2013, 38(5): 383-386.[刘双庆, 郭剑颖, 鲍珍, 等. 连续肾脏替代治疗在多脏器功能不全患者中的疗效观察[J]. 解放军医学杂志, 2013, 38(5): 383-386.]

[20]Chen GM, Lu JF, Wang WR, et al. Effect of continuous hemofiltration on internal environment and survival rate of severe heat stroke dogs with shock[J]. Med J Chin PLA, 2011,36(8): 828-832. [陈光明, 卢金福, 王文睿, 等. 连续性血液滤过对重症中暑休克犬内环境和生存率的影响[J]. 解放军医学杂志, 2011, 36(8): 828-832.]

[21]Chi RB, Zhang SW, Wei YY, et al. The application of comprehensive cooling scheme dominated by blood purificationin the early stage of severe heat stroke[J]. Chin J Blood Purif, 2013, 12(6): 327-329. [池锐彬, 张素玮, 魏远辉,等. 血液净化为主导的综合降温方案在重症中暑早期的应用[J]. 中国血液净化, 2013, 12(6): 327-329.]

[22]Yue H, Zhou F, Liu H, et al. Fatal exertional heat stroke successfully treated with cold hemofiltration: A case report[J].Am J Emerg Med, 2009, 27(6):751.e1-751.e2.

[23]Schmidt-Weber CB, Akdis M, Akdis CA. Th17 cells in the big picture of immunology[J]. J Allergy Clin Immunol, 2007,120(2): 247-254.

[24]Dellinger RP, Levy MM, Carlet JM, et al. Surviving sepsis campaign: International guidelines for management of severe sepsis and septic shock: 2008[J]. Intensive Care Med, 2008,34(1): 17-60.

[25]Hamaya H, Hifumi T, Kawakita K, et al. Successful management of heat stroke associated with multiple-organ dysfunction by active intravascular cooling[J]. Am J Emerg Med, 2014. [Epub ahead of print.]

[26]Zuckerman GB, Singer LP, Rubin DH, et al. Effects of dantrolene on cooling times and cardiovascular parameters in an immature porcine model of heat stroke[J]. Crit Care Med, 1997, 25(1):135-139.

[27]Li XJ, Song HT. Advances in study of drugs for prevention and cure on the thermoplegia[J]. Chin J Clin Pharmacol, 2012,28(155): 707-710. [李雪静, 宋洪涛. 热射病防治药物的研究进展[J]. 中国临床药理学杂志, 2012, 28(155): 707-710.]

[28]Chang CP, Chen SH, Lin MT. Ipsapirone and ketanserin protects against circulatory shock, intracranial hypertension, and cerebral ischemia during heatstroke[J]. Shock, 2005, 24(4): 336-340.

[29]Moran D, Epstein Y, Wiener M, et al. Dantrolene and recovery from heat stroke[J]. Aviat Space Environ Med, 1999, 70(10):987-989.

[30]Sithinamsuwan P, Piyavechviratana K, Kitthaweesin T, et al.Exertional heatstroke: Early recognition and outcome with aggressive combined cooling--a 12-year experience [J]. Mil Med,2009, 174(5): 496-502.