原发性冲击伤的研究进展＊

范乃军，宋 薇，张淼丹，张占洋，高春芳

特种医学

原发性冲击伤的研究进展＊

范乃军，宋 薇，张淼丹，张占洋，高春芳＊

无论在平时还是战时，冲击伤的发生率均有所增长，掌握冲击伤的发病规律及其救治策略是临床医师需要掌握的基本知识与技能。原发性冲击伤的基本特征是钝挫伤与穿透伤同时发生的多系统复合伤。密闭环境中的爆炸更容易引起原发性冲击伤。将鼓膜破裂作为判断严重原发性冲击伤标准是不准确的。肺部冲击伤出现较早，应该早期实施保护性肺通气。脑部冲击伤的发病较先前的报道有所增加。

原发性冲击伤；诊断；救治

冲击伤是军事冲突中常见损伤。近些年来，国内、国际恐怖爆炸袭击事件增多，冲击伤的发病率明显增加［1］。在20世纪90年代，美国每天要发生将近5起非法爆炸袭击事件，而进入21世纪以来，先后发生了2004年的马德里爆炸、2005年的伦敦爆炸以及2000年至2005年发生在以色列的144起自杀性爆炸事件。此外，伊拉克与阿富汗的自杀性爆炸事件更是此起彼伏［2］。因此，熟练掌握原发性冲击伤的救治策略是临床医师必备的基本技能。

1 冲击伤的物理学原理

爆炸引起的冲击波首先是一个急剧上升的正压波，正压波快速衰减、延长，形成一个负压波。冲击波的压强在空气传递过程中呈指数衰减，与距爆炸点距离的三次方呈反比。因此，在开放环境中，只有在距爆炸点足够近的地方，冲击波压强较高，可以引起严重的原发性冲击伤而导致快速伤亡，在距离爆炸点较远的地方，由于压强较低，很少引起原发性冲击伤。相反，在密闭环境（如巴士、地铁、房间等）中，由于周围结构（如墙体等）对冲击波的反射作用，可以增加冲击波压强、延长高压持续时间，因此，在密闭或相对密闭环境下，原发性冲击伤的发生率更高、伤情更加严重［1，3］。

原发性冲击伤发生在气液平面，通过散裂（spalling）、内爆（implosion）及惯性（inertia）等三种形式引起机体损害。散裂是高密度介质向较低密度介质的移位、剥裂；内爆是低密度介质向高密度介质的移位；惯性则是冲击波以不同的速度穿过不同密度介质而产生的剪切力。例如，当冲击波作用于肺部时，散裂是肺泡出血的机制，而内爆是导致空气由肺泡进入肺循环引起空气栓塞的机制［4］。

伴随冲击波而产生的由大量高热气流组成的爆炸风，可以推翻建筑物，将人体高高吹起，导致穿透伤和钝挫伤。最近发明的强爆炸武器（enhancedblast weapons，EBW），在爆炸时释放出一种气体，使较低压力的冲击波传播距离更远，并可弥散到不同的角落里，进而增加冲击波的致死范围。

2 冲击伤的分类

根据发病机制的不同，冲击伤被分为四级，分别成为原发性、继发性、第三级、第四级冲击伤。原发性冲击伤的典型特征为冲击波作用于机体表面组织和空腔器官，导致解剖和生理的改变。有气—液界面的器官，例如鼓膜，肺泡和胃肠道，极易发生此类损伤。继发性冲击伤是爆炸物碎片、钉子、玻璃、木片等飞溅物击中受害者造成的穿透伤，需参考刺伤和枪伤的治疗方案进行治疗。需要警惕的是当某些飞溅物携带有病原体时，可造成传染性疾病的传播。曾经有报道发现，一个自杀式人体炸弹的骨碎片造成了乙肝病毒的传播［5］。HIV和丙肝也有可能用相同的机制传播［6］。第三级冲击伤是有大量高热气流组成的爆炸风将受害者吹到坚硬的物体表面，或者建筑物倒塌等坠落物击中机体造成的骨折、创伤性肢体断离等损伤。第四级冲击伤独立于前三类损伤机制之外，其损伤、不适与疾病（包括并发症）和现存条件的复杂状况有关，如烧伤、窒息、中毒及精神创伤等。

3 致伤规律

原发性冲击伤在战时与平时的发病规律不一样。现代战争中，炸弹通常在开阔的环境中爆炸，由于防护服的使用，胸腹部冲击伤的发生率大大降低。相反，平时的爆炸事件影响更为广泛，涉及各个年龄人群，而先前伴有的各种疾病使得冲击伤的伤情更加复杂，由于缺少防护服的保护，导致胸部和腹部穿透伤的发生率很高。在密闭环境中的爆炸，例如咖啡馆和公交车，原发性冲击伤的发生率更高［7］。冲击伤患者常伴有多发性的穿透伤、钝挫伤、皮肤烧伤和截肢。一项关于恐怖爆炸所致3000多名受害者的回顾分析发现13%即刻死亡、30%需要住院治疗。幸存者中总的死亡率是1．4%，重伤人群的死亡率为30%。无论在早期还是晚期，头部损伤是引起患者死亡的主要原因。与非冲击伤相比，冲击伤患者重伤的比例更高（ISS＞25），更需要外科治疗及重症监护治疗，住院治疗及康复治疗的时间更长［7，8］。

4 救治策略

爆炸通常引起群体性的伤亡事件，临床医师需要考虑的两个基本问题是：大面积伤亡的救治和针对冲击伤的特殊救治。大面积伤亡会导致医疗资源不足，科学分诊可以使有效的医疗资源得以合理应用，最大限度地提高救治生存率。首先应该处理那些损伤较轻、不治疗或简要治疗即可生还的患者，然后再处理伤情较重、几无生存可能的患者。要重点关注有生还可能但受到致命威胁的患者，如窒息等。

爆炸后被送到医院的患者大多数损伤较轻，但也有少数患者面临生命威胁，这一部分患者需要得到外科学、重症医学方面的紧急救治，但如何从大批患者当中分诊出这一部分患者是收治医院面临的重大挑战。

冲击伤的救治要遵循重度创伤生命支持的救治原则［9］。鼓膜破裂一度作为重度冲击伤的诊断指标，但目前的数据提示这一指标的灵敏度和特异度较低，相对来说，较为准确的指标包括大于体表总面积10%的烧伤、颅骨及颌面部骨折、头部或躯干的贯通伤［10，11］。下面简要介绍一下鼓膜、肺、胃肠道冲击伤在诊断及救治方面的进展。

4.1 鼓膜冲击伤鼓膜致伤的压力阈值最低，在原发性冲击伤中最为常见，在幸存者中的发生率高达47%［12］。此外，鼓膜破裂的发生还与头部和爆炸向量的相对位置、外耳道是否有耵聍、耳部防护措施以及之前是否存在损伤或感染等因素有关。鼓膜破裂的症状包括听力丧失、耳鸣、疼痛和眩晕，需经耳镜检查予以确诊。大部分的患者（＞75%）有可能自愈，但高达30%的患者会出现永久性的高频率听力丧失。新近研究表明，鼓膜破裂既不能作为重度冲击伤的诊断指标，也不能作为冲击伤的预后判断指标。同样，鼓膜破裂表明机体曾遭受冲击波打击，但没有鼓膜破裂并不能排除患者存在其他脏器原发性冲击伤［13，14］。近年来，中东军事冲突流行病学资料显示鼓膜破裂与意识丧失（脑震荡）的发生有显著相关性［15］。

治疗上，首要的是避免进一步的耳部损伤。一项以色列的研究中，将433名听力丧失或者耳鸣的士兵分成两组，第一组转移至后方在安静环境中休养，第二组留在战区治疗，治疗方案相近，但后者处在枪弹爆炸等产生的噪声之中。结果：第一组患者中30%的听力有所改善，第二组仅有8．7%的患者听力得以改善［16］。鼓膜破裂的治疗不建议使用抗生素或者滴耳液。尽管后期的手术治疗很关键，但初期以支持、对症治疗为主。

4.2 肺冲击伤在冲击伤遇难者中，肺部冲击伤十分常见，但在幸存者中，肺部冲击伤的发生率只有0．6%。合并肺部冲击伤患者的死亡率达到11%［17］。冲击波穿过胸腔壁传播造成肺的损伤，而不是通过气道传播［18］。肺泡水平的散裂和内爆可引起皮下的气肿、气胸、肺间质气肿、空气栓塞、肺泡出血、心包积气、纵隔积气和气腹。

全身性或冠状动脉的空气栓塞发病率极低，但可以使原发性冲击伤伤情复杂化。对于疑有空气栓塞患者，首要的治疗目标是将空气隔离在左心室心尖的位置，阻止空气栓塞的进一步形成，主要措施是采用左侧卧、头低脚高位，但目前对于保持这一姿势的时间尚无定论。眼底镜检查、超声心动图、头部CT对视网膜、心脏及脑部空气栓塞不具备诊断价值。对患者行正压通气时，应将吸气压减到最小以限制进一步的空气栓塞。可以考虑高压氧疗法，但尚缺乏充分的循证医学依据。

肺冲击伤发生后，会很快出现呼吸困难、咳嗽、咯血和胸痛等症状，24 h之内氧合作用达到最低点［18］。肺部冲击伤在胸片上会出现双侧绒毛状渗出，形似蝴蝶。疑有肺部原发性冲击伤的所有患者都要行胸部X线检查，胸部X线检查对于需要手术的继发性或者第三级冲击伤患者尤为重要。无气胸时，则不必行常规的预防性双侧胸管留置，若采用固定翼飞机空中转运患者，则需应用预防性双侧胸管留置。

应采取各种方法限制液体的摄入，以预防或控制肺水肿。机械通气时，应采用肺部保护性措施，应调整潮气量、I∶E比率等将气道压力峰值降到最低。一些个案报道中指出，传统的机械通气不能满足氧供时，可选用高频喷射通气法及其辅助方法，如吸入一氧化氮等［19，20］。

肺原发性冲击伤的远期预后效果很好。Hirshberg等［21］对一组肺原发性冲击伤幸存者进行为期1年的随访，患者基本没有肺部不适、体格检查正常。

4.3 胃肠道冲击伤胃肠道原发性冲击伤非常罕见，发生率为0．3%～0．6%，多见于在密闭环境的爆炸事件［12］。由于冲击波在水中的传播效率比在空气中高，潜水过程中如发生爆炸，胃肠道损伤的发生率更高。胃肠道冲击伤患者未必会有腹部损伤的外部体征，诊断的关键在于反复的临床检查。胃肠道冲击伤可引起原发性肠穿孔和迟发性肠穿孔。放射学检查包括腹部X线、超声、CT等对合并有肠穿孔的患者有诊断价值。诊断性腹腔灌洗对急性肠穿孔有诊断意义，但对迟发性肠穿孔没有诊断价值。有腹膜炎体征者需行腹腔探查。一项利用大鼠的实验研究发现，大部分迟发的穿孔发生在损伤发生后3～5 d，最晚在14 d出现［22］。对于腹部体征加重、血流动力学不稳定的患者要严密观察，及时诊断是否发生迟发性肠穿孔。

4.4 神经系统冲击伤近年来的军事冲突中，脑部冲击伤备受关注［12，23］。主要症状包括头痛、耳鸣、对噪声的超敏反应、健忘以及创伤后精神紧张综合征的症状。损伤机制尚不清楚，可能与以下因素有关：冲击波在头部传递过程的加速度作用与减速度作用、颅骨变形导致脑部挤压伤、冲击波通过颅骨的孔隙结构（如听神经孔、视神经孔等）进入颅腔［24］。脑部原发性冲击伤的诊断比较困难。绝大多数患者（88%）的格拉斯哥昏迷评分（Glasgow Coma Scale， GCS）为15分，属正常［25］。标准的成像技术常常难以发现脑组织结构异常，造成漏诊。Bochicchio等报道CT扫描只能发现50%的患者。磁共振弥散张量是一项对轴突损伤更为灵敏的MRI技术，应用这项技术，Mac Donald等证实29%中度外伤性脑损伤 （头部CT及常规MRI正常）患者存在外伤性轴突损伤的影像学改变［26］。显然，不管影像学检查是否正常，都要结合临床考虑脑冲击伤的诊断，但目前尚无明确的治疗方案。

总之，近年来恐怖爆炸事件大幅增加。多种机制引起的多系统损伤是冲击伤的主要特征。现在的观点认为鼓膜破裂不能作为严重损伤的评估标准。肺部原发性冲击伤通常在爆炸后即刻出现，若需机械通气，须参考急性呼吸窘迫综合征的治疗，采用必要的肺部保护措施，只要采取合理的治疗，远期预后效果很好。脑部冲击伤的发生率呈上升趋势。

［1］Champion HR，Holcomb JB，Young LA．Injuries from explosions：physics，biophysics，pathology，and required research focus［J］．J Trauma，2009，66（4）：1468-1477．

［2］Kapur GB，Hutson HR，Davis MA，et al．The United States twenty-year experience with bombing incidents：implications for terrorism preparedness and medical response［J］．J Trauma，2005，59（2）：1436-1444．

［3］Garner J，Brett SJ．Mechanisms of injury by explosive devices［J］．Anesthesiol Clin，2007，25:147-160．

［4］Ho AM．A simple conceptual model of primary pulmonary blast injury［J］．Med Hypotheses，2002，59:611-613．

［5］Braverman I，Wexler D，Oren M．A novel mode of infection with hepatitis B:penetrating bone fragments due to the explosion of a suicide bomber［J］．Isr Med Assoc J，2002，4：528-529．

［6］Eshkol Z，Katz K．Injuries from biologic material of suicide bombers［J］．Injury，2005，36（12）：271-274．

［7］Leibovici D，Gofrit ON，Stein M，et al．Blast injuries：bus versus open-air bombings-a comparative study of injuries in survivors of open-air versus confined-space explosions［J］．J Trauma，1996，41：1030-1035．

［8］Aharonson-Daniel L，Waisman Y，Dannon YL，et al．Epidemiology of terror-related versus non-terror-related traumatic injury in children［J］．Pediatrics，2003，112（9）：e280．

［9］American College of Surgeons．Advanced Trauma Life Support for Doctors［M］．8th ed．Chicago：American College of Surgeons，2008：78．

［10］Sasser SM，Sattin RW，Hunt RC，et al．Blast lung injury［J］．Prehosp Emerg Care，2006，10（8）：165-172．

［11］Almogy G，Luria T，Richter E，et al．Can external signs of trauma guide management：lessons learned from suicide bombing attacks in Israel［J］．Arch Surg，2005，140（6）：390-393．

［12］Ritenour AE，Baskin TW．Primary blast injury：update on dia-gnosis and treatment［J］．Crit Care Med，2008，36（7S）：S311-S317．

［13］Leibovici D，Gofrit ON，Shapira SC．Eardrum perforation in explosion survivors:is it a marker of pulmonary blast injury?［J］．Ann Emerg Med，1999，34：168-172．

［14］Harrison CD，Bebarta VS，Grant GA．Tympanic membrane perforation after combat blast exposure in Iraq:a poor biomarker of primary blast injury［J］．J Trauma-Injury Inf Crit Care，2009，67：210-211．

［15］Xydakis MS，Bebarta VS，Harrison CD，et al．Tympanicmembrane perforation as a marker of concussive brain injury in Iraq［J］．N Engl J Med，2007，357：830-831．

［16］Melinek M，Naggan L，Altman M．Acute acoustic trauma-a clinical investigation and prognosis in 433 symptomatic soldiers［J］．Isr J Med Sci，1976，12：560-569．

［17］Frykberg ER，Tepas JJ 3rd．Terrorist bombings．Lessons learned from Belfast to Beirut［J］．Ann Surg，1988，208：569-576．

［18］Phillips YR，Richmond DR．Primary blast injury and basic research：a brief history//Belamy RF，Zajtchuk R．Textbooks of military medicine，part I，warfare，weaponry and the casualty．U．S．［M］．Washington，DC：Government Printing Office，1991：235．

［19］Mayorga MA．The pathology of primary blast overpressureinjury［J］．Toxicology，1997，121：17-28．

［20］Avidan V，Hersch M，Armon Y，et al．Blast lung injury：clinical manifestations，treatment，and outcome［J］．Am J Surg，2005，190：927-931．

［21］Hirshberg B，Oppenheim-Eden A，Pizov R，et al．Recovery from blast lung injury:one-year follow-up［J］．Chest，1999，116：1683-1688．

［22］Tatic′V，Ignjatovic′D，Jevtic′M，et al．Morphologic characteristics of primary nonperforative intestinal blast injuries inrats their evolution to secondary perforations［J］．J Trauma-Injury Inf Crit Care，1996，40：S94-S99．

［23］Taber KH，Warden DL，Hurley RA．Blast-related traumatic brain injury:what is known?［J］．J Neuropsychiatry Clin Neurosci，2006，18：141-145．

［24］Ropper A．Brain injuries from blasts［J］．N Engl J Med，2011，364：2156-2157．

［25］Bochicchio GV，Lumpkins K，O’Connor J，et al．Blast injury in a civilian trauma setting is associated with a delay in diagnosis of traumatic brain injury［J］．Am Surg，2008，74：267-270．

［26］Mac Donald CL，Johnson AM，Cooper D，et al．Detection of blast-related traumatic brain injury in U．S．military personnel［J］．N Engl J Med，2011，364：2091-2100．

［2015-09-22收稿，2015-10-20修回］ ［本文编辑：韩 松］

Research progress on primary blast injury

FAN Nai-jun，SONG Wei，ZHANG Miao-dan，et al．Wholearmy Coloproctological Surgery Dept．of No．150 Hospital of Chinese PLA，Luoyang，Henan 471031，China

Blast injuries have been increasing，whether in peacetime or in wartime．Clinicians need to understand the spectrum of injury and management strategies．Multisystem trauma associated with combined blunt and penetrating injuries are the basic features of primary blast injury．Explosions in closed spaces increase the possibility of primary blast injury．Rupture of tympanic membranes is an inaccurate marker for severe primary blast injury．Because blast lung injury manifests early，it should be managed with lung-protective ventilation．The incidence of blast brain injury is more common than previously reported．

Primary blast injury；Diagnosis；Treatment

R826

A

10．14172/j．issn1671-4008．2016．03．001

国家科技重大专项基金支持（2014ZX09J14101-01A）

471031河南洛阳，解放军150医院全军肛肠外科研究所（范乃军，宋薇，张淼丹，张占洋，高春芳）

高春芳，Email:Gaochunfang150＠163．com