长航潜艇环境下人动脉血气指标的变化研究＊

强显成，夏玉军，王额尔敦

特种医学

长航潜艇环境下人动脉血气指标的变化研究＊

强显成，夏玉军，王额尔敦＊

［摘要］目的利用GEM3000血气分析仪研究长航核潜艇艇员血气变化。方法采用GEM3000血气分析仪对某长航核潜艇20名艇员进行实地血气分析。结果与水上航行期比较：下潜航行期pH从T1时点开始呈逐渐下降趋势，T4时点降为最低，与T1时相比有统计学差异（P＜0.05）；PaCO2在T2时点下降，T3时点升高，与T2时点比较有统计学差异（P＜0.05），T4时点达到最高，与T1、T2时点比较有统计学差异（P＜0.05）；PaO2在T2时点降低，与T1时点比较有统计学差异（P＜0.05），从T3时点升高，T4时点升至最高，与T2、T3时点比较有统计学差异（P＜0.05）；Na离子在T2时点升高，与T1时点比较有统计学差异（P＜0.05），T3时点开始下降，与T2时点比较有统计学差异（P＜0.05）；K离子从T2时点下降，T2、T3、T4时点分别与T1时点比较有统计学差异（P＜0.05）；钙离子在T1、T2、T3时点基本持平，T4时点升高，并且分别与T1、T2、T3比较有统计学差异（P＜0.05）；HCO3-、Hb、Hct各时点比较均无统计学差异（P＞0.05）。结论长航潜艇环境对官兵机体正常生理代谢水平存在一定影响。

［关键词］核潜艇；长航；血气分析

潜艇环境特殊，在长航任务中艇员内环境易发生紊乱，导致机体抵抗力下降，容易降低作业绩效，甚至产生严重的后果。动脉血气分析是判断机体是否存在酸碱平衡失调以及缺氧和缺氧程度的可靠指标，可以有效反映内环境。为进一步了解并掌握舰艇长航条件对官兵生理内环境的影响，笔者利用美国GEM3000血气分析仪对长航期间艇员动脉血气指标变化进行监测，以期为以后提高长航艇员健康水平的研究提供理论支撑。

1　资料和方法

1.1一般资料某型核潜艇执行远航任务期间，随机抽取20名艇员为研究对象，均为男性，年龄18～50岁，出航前体格检查均无异常。分别在水上航行第1天（T1）、潜航第10天（T2）、潜航第20天（T3）、潜航第30天（T4）4个时间点经桡动脉采血进行血气分析。

1.2试验方法

1.2.1仪器与试剂美国GEM3000血气分析仪；抗凝用含肝素的生理盐水；表面麻醉用复方利多卡因乳膏；仪器操作按照GEM3000血气分析仪的系统手册进行。

1.2.2采血方法采血地点为气压、温度、气体等化学物理因素均无显著变化的前舱；采血时间为餐后1～2 h；用注射器抽取6250 U/ml肝素钠0.2 ml，转动针栓使整个注射器内均匀附着肝素，针尖向上推出多余液体和注射器内残留气泡；选左桡动脉穿刺部位，触摸动脉搏动最明显处，用碘附棉签消毒穿刺部位（5 cm）和术者左手示指和中指；用左手示指和拇指固定动脉，右手持注射器与皮肤呈40～60°角穿刺，穿刺成功则血自动流入针管内，色鲜红，采血1～2 ml即可；取血后立即拔针，将针头斜面刺入橡皮塞内，以免空气进入影响结果，若注射器内有气泡，应尽快排出，立即做血气分析。

1.2.3测量指标记录动脉血气检测指标：酸碱度（pH值）、动脉二氧化碳分压（PaCO2）、动脉血氧分压（PaO2）、实际碳酸氢根（HCO3-）、钠离子（Na＋）、钾离子（K＋）、钙离子（Ca2＋）、血红蛋白浓度（Hb），血细胞比容（Hct）、总二氧化碳（TCO2）。

1.3统计学处理所有原始数据利用SPSS19.0软件进行统计学处理，以±s表示，航行前后舰员计量数据比较采用单因素方差分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

血气指标测定值见表1。pH从T1时点开始呈逐渐下降趋势，T4时点降为最低，与T1时相比有统计学差异（P＜0.05）；PaCO2在T2时点下降，T3时点升高，与T2时点比较有统计学差异（P＜0.05），T4时点达到最高，与T1、T2时点比较有统计学差异（P＜0.05）；PaO2在T2时点降低，与T1时点比较有统计学差异（P＜0.05），从T3时点升高，T4时点升至最高，与T2、T3时点比较有统计学差异（P＜0.05）；Na离子在T2时点升高，与T1时点比较有统计学差异（P＜0.05），T3时点开始下降，与T2时点比较有统计学差异（P＜0.05）；K离子从T2时点下降，T2、T3、T4时点分别与T1时点比较有统计学差异（P＜0.05）；钙离子在T1、T2、T3时点基本持平，T4时点升高，并且分别与T1、T2、T3比较有统计学差异（P＜0.05）；各指标变化趋势见图1，HCO3-、Hb、Hct各时点比较均无统计学差异（P＞0.05）。

图1　动脉血气检测指标变化趋势图

3　讨　论

长航期间，舱室空气中氧和二氧化碳体积浓度监测作为舱室气体干预措施的主要依据。但是，单凭此方法不足以对艇员机体动脉血气体分压和酸碱平衡做出精确的估计。笔者采用的是美国GEM3000血气分析仪，具有以下优点：检测项目全，pH、PCO2、

表1　受试者血气指标测定值（±s）

表1　受试者血气指标测定值（±s）

注：与T1组比较＊P＜0.05

血气指标　T1（水上第1天）　T2（潜航第10天）　T3（潜航第20天）　T4（潜航第30天）pH　7.36±0.03　7.34±0.07　7.33±0.04　7.29±0.10＊PaCO2（mmHg）　41.14±2.4　40.9±2.3　43.05±2.6＊　44.62±2.5＊PaO2（mmHg）　101.56±10.67　95±4.02＊　98.09±5.92　106.73±6.71＊HCO3-（mmol/L）　23.27±1.7　21.95±2.7　23.01±2.4　22.03±4.3 Na＋（mmol/L）　143.78±1.56　146.27±3.13＊　144±1.55＊　144.45±3.5 K＋（mmol/L）　3.9±0.97　3.52±0.21＊　3.55±0.23＊　3.6±0.17＊Ca2＋（mmol/L）　1.05±0.12　1.08±0.09　1.07±0.12　1.19±0.06＊Hb（g/L）　14.62±1.04　14.44±0.74　14.49±0.61　14.78±1.33 Hct　0.43±0.03　0.42±0.02　0.43±0.02　0.43±0.04 TCO2（mmol/L）　24.44±1.94　23.00±2.72　24.27±2.53　23.45±4.30

PO2、HCO3-、Hb、Hct，电解质（Na＋、K＋、Ca2＋），可适应临床不同科室危重病的诊断；检测性能稳定，数值检测精确；使用包含电极、定标物质、进样针、废液容器等所有血气消耗品在内的一体化全封闭分析包，提供尽可能高的生物安全性，为临床操作者提供安全保障，测完的标本也是全封闭保存处理，大大的净化了检测的环境；测试时间最快，检测与打印同时进行，时间≤100 s，可为临床及时提供数据报告。

核潜艇是一个特殊的密闭环境，非金属材料、人体代谢、食物烹调、装备运行等使舱室内空气成分十分复杂，除氧气、氮气和二氧化碳等空气成分外，还含有包括苯、二甲苯、醇、醛、胺等无机和有机污染物［1-3］，其中二氧化碳为主要污染气体，在舱室艇员多、清除效率低等情况下舱室CO2浓度明显上升，甚至高于0.8%。以上环境因素导致艇员体内二氧化碳分压升高，此时体内急于呼出的二氧化碳增多，所以检测结果呈现二氧化碳在T2时点降低，之后出现上升，并明显高于T1时点，血中HCO3-增高，pH值下降，同时引起呼吸中枢兴奋，呼吸加快加深，所以PaO2在T2时点降低，与T1时点比较差异明显，从T3时点升高，T4时点升至最高。

核潜艇长航后血清Na＋升高的原因，可能与舱内环境温度长期偏高、艇员失水较多和内分泌功能受影响有关。缺钾的主要原因有以下几个方面：潜航期间，艇员饮食结构有所改变，蔬菜和水果等新鲜食物的摄入量减少；航行时间长、训练强度大、执勤更频繁等导致体内新陈代谢加快，蛋白质合成增加，葡萄糖大量转移入细胞，血浆中的钾随之转入细胞内［4］；高温、高湿、噪声强度大环境下体内排钾增多等。钙离子在T1、T2、T3时点基本持平，T4时点升高，原因是当血中pH降低时，促进结合钙解离，Ca2＋增加，所以才会出现以上变化。

此研究提示，航行30 d后艇员的血气监测指标检测值尚属临床规定的正常范围内，但与航行前相比部分指标还是出现了较明显的变化，表明长航潜艇环境对官兵机体正常生理代谢水平存在一定影响，这些影响对长航潜艇官兵的健康和作业工效构成潜在威胁。应该采取积极有效措施提高潜艇航行期间的健康保障水平，保证潜艇官兵的战斗力，减少非战斗减员。

参考文献

［1］徐林军，施莼，刘洪林，等.潜艇舱室空气污染与控制措施初探［J］.海军医学杂志，2002，23（4）：302.

［2］陈根年.核潜艇的内部环境及空气污染控制［J］.舰船防化，1988，1（1）：1.

［3］彭光明.潜艇密闭舱室供氧措施分析［J］.舰船工程研究，2005，3（2）：30.

［4］徐启明，李俊成.麻醉生理学［M］.上海：上海科学技术文献出版社，1996：583-590.

［2015-08-26收稿，2015-09-24修回］［本文编辑：韩松］

Study on the change in the blood gas index of human artery in special environments of long-voyage

QIANG Xian-cheng①，XIA Yu-jun，WANG E-er-dun.①
Special Medical Department，Medical School，Qingdao University，Qingdao，Shandong 266071，China

［Abstract］Objective To study the change of arterial blood gas used by GEM3000 blood gas analyzer in the nuclear submarine sailors during long voyage.Methods GEM3000 blood gas analyzer was applied to testing the blood gas analysis index of 20 nuclear submarine sailors during long voyage on the first day of surface navigation（T1），10th day（T2），20th day（T3），30th day（T4）of submarine navigation.Results During navigating underwater，pH tended to decrease，there was a significant difference on T1and T4（P＜0.05）；PaCO2tended to increase from T2，there was a significant difference（P＜0.05）on T1and T4，T2and T3，T2and T4；PaO2decreased on T2，there was a significant difference（P＜0.05）on T1and T2，then increased from T3，there was a significant difference（P＜0.05）on T2and T3，T3and T4；Sodion increased on T2，there was a significant difference（P＜0.05）on T1and T2，then decreased from T3，there was a significant difference（P＜0.05）on T2and T3；Kalium tended to decrease from T2，there was a significant difference（P＜0.05）on T1and T2，T1and T3，T1and T4；Calciumn tended to increase，there was a significant difference（P＜0.05）on T1and T4；HCO3-、Hb and Hct almost didn＇t change.Conclusion The submarine atmospheres showed an influence on physiological metabolism during long voyagein.

［Key words］Nuclear submarine；Long-voyage；Blood gas analysis

［中图分类号］R842

［文献标志码］A

［基金项目］全军后勤科研计划面上项目（CJN13J006）；济南军区后勤科研计划项目（JN13W016）

［作者单位］266071山东青岛，青岛大学医学院特种医学系（强显成，夏玉军）；解放军401医院麻醉科（强显成，王额尔敦）

［通讯作者］王额尔敦，Email：erdun_wang＠163.com

DOI：10.14172/j.issn1671-4008.2016.02.001