胸部火器伤致伤参数对家兔实验模型的影响
胸部火器伤致伤参数对家兔实验模型的影响
郭建军 刘维永 刘荫秋 蔡建辉 李兵仓 李曙光 王大田 张良潮
摘 要： 目的 探讨不同致伤参数对家兔胸部火器伤模型建立的影响及致死原因. 方法 分别 用3个档次速度[V1=(350±20) m.s-1；V2=400～500 m.s-1 ；V3=700～800 m.s-1]造成家兔右下胸穿 透伤(n=28)，每种伤型又分模型组与救治组. 结果 ①V2和V3 弹片伤组，无论救治与否，死 亡率均为100%；V1为枪弹伤组，致伤模型组与救治组死亡率分别为:83%和50%. ②各 组致伤 瞬间动脉压、静脉压、气道压均骤然上升，分别高达伤前3.5，9.0和8.0倍，动脉血氧饱和 度降低，二氧化碳储留及混合性酸中毒. ③大体解剖见有肋骨骨折、肋间动脉破裂、右下肺 伤道周围肺挫伤和胸腔积血，积血量3组分别为32.5，26.5和17.5 mL. 结论 V1枪弹伤适合 于家兔胸部火器伤救治研究的实验模型；V2和V3弹片伤伤情重，出血速度快， 均在伤后 1 h内死亡，属致死性胸部火器伤模型. 并提示用家兔制造弹片伤救治研究的实验模型非常 困难. 致伤速度的选择应根据动物种属和耐量来定.
, 百拇医药
关键词：胸部创伤；火器伤；动物模型
0 引言
近代战争弹片伤发生率远较枪弹伤高，我们在前一阶段枪弹伤研究基础上，与第三军医 大学外科研究所合作，又进行了家兔弹片伤建模的实验研究.
1 材料和方法
1.1 材料 健康家兔28只，雌雄不限. 体质量(2.5±0.25) kg，随机分组 ，弹片伤原拟按发 射速度分成中速(700～800 m.s-1，模型组与救治组各4只兔)，次中速(400～500 m .s-1，模型组与 救治组各4只兔)和低速(<400 m.s-1)3组.在预备实验中发现速度<400 m.s-1 组弹片出膛后飞行轨迹 不稳，着弹点偏离较大(>10 mm)，无法准确命中目标，因而将低速(<400 m.s-1)组 改用 枪弹伤[V1=(350±20) m.s-1，模型组与救治组各6只兔]作为对照. 致伤 类别和参数见Tab 1.
, 百拇医药
1.2 方法 家兔致伤前应用30 g.L-1戊巴比妥钠30 mg.kg-1 iv麻醉，无菌条件下分别经右颈总动脉和 右颈外静脉插管、气管插管接四道生理仪，固定于致伤架上，置测速网靶，致伤点为右胸第 4肋间锁骨中线外1 cm，致伤后救治采用缝闭胸壁伤口，穿刺排气，静脉输液及正性变力药 物 应用，并按伤前5 min, 致伤瞬间, 伤后5，30 min，1，6和12 h取样检测以下指标，死亡者 立即解剖，存活者72 h活杀，进行尸检观察.
表1 兔胸火器伤的致伤参数
Tab 1 Parameters of projectile in rabbit's firearm thoracic wound
Parameters of projectile
, 百拇医药
Groups
V 1
V2
V3
D/mm
5.56
4.00
4.00
m/g
2.57
0.50
0.50
, 百拇医药
d(shooting)/m
10
6
6
V(initial)/(m.s-1)
350±20
445±42
745±42
Deviation of impact/mm
<1.5
<3.0
, http://www.100md.com <2.0
2 结果
2.1 循环及呼吸变化 动脉压3个组于致伤瞬间1 ms内迅速上升，上升幅度1 .8～3.5倍，旋即 下降后有个短暂回升，随后又逐步下降，经输液及正性压力药物应用后，枪弹伤救治组动脉 压可回升(Fig 1)，弹片伤两组无论是否救治，血压均呈进行性下降直至死亡. 腔静脉压 在 致伤瞬间迅速上升，幅度3～9倍，随后很快下降，并低于伤前水平. 仅枪弹伤组经救治后静 脉压可恢复到正常水平(Fig 2). 心率在致伤即刻下降，枪弹伤救治组中存活者心率可恢复 正 常，枪弹伤模型组及两弹片伤组无论是否救治，致伤后心率均逐步降低，直至死亡. 气道压 力在致伤瞬间2 ms内迅速上升6～8倍随后下降，但高于伤前，枪弹伤长期存活者可逐渐恢复 ，模型组及两弹片伤组逐步下降直至死亡(Fig 3). 呼吸频率在致伤后有1～2个呼吸暂停， 随 后表现为浅快，继而逐步降低、枪弹伤救治组长期存活者可恢复正常，枪弹伤模型组及两弹 片伤组致伤后呼吸频率均逐渐降低直至死亡(Fig 4). 血气变化主要表现为混合性酸中毒，p H值降低，病理分流增加(a/AO2↓). 在枪弹伤组，PaO2及SaO2下降明显，而弹片伤组 由于存 活时间较短，表现为PaO2降低，右SaO2在正常范围内. 枪弹伤组存活者可以逐步改善， 弹片伤组救治效果不明显.
, 百拇医药
2.2 存活情况与死亡率 低速枪弹伤模型组和救治组死亡率分别为83%和50% ，两弹片伤模型 组与救治组死亡率均为100%，低速枪弹伤模型组75%于6 h内死亡，平均存活时间为4 h，经 救 治平均存活时间延长至12 h以上；两弹片伤组100%死于1 h内，其中60%死于伤后30 min，平 均存活时间小于45 min，救治与否存活时间无明显差别.
图1 兔胸腔伤颈总动脉压变化
Fig 1 Carotid artery pressure in firearm wound of thoracic cavity in rabbits
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图2 兔胸腔伤上腔静脉压变化
Fig 2 Jugular vein pressure in firearm wound of thoracic cavity in rabbits
图3 兔胸腔伤气道压变化
Fig 3 Main airway pressure in firearm wound of thoracic cavity in rabbits
, http://www.100md.com
图4 兔胸腔伤呼吸频率变化
Fig 4 Respiratory rate in firearm wound of thoracic cavity in rabbits
2.3 伤道变化 ①枪弹伤组:胸壁入口、出口直径分别为5 mm和9 mm左右，前肋多为单根粉碎性 骨折，肋骨缺失小于3 mm，出口1～2根肋骨粉碎性骨折，肋骨缺失可达5 mm，胸腔失血量12 ～ 23(平均17.5) mL. 伤侧肺为穿透伤，周边挫伤区半径3 mm左右，有出血、不张，对侧肺组 织 短时间内无明显改变. 个别(4/12)子弹靠近肺浅部位穿过，可见肺组织小片状撕裂、脱落约 3 mm×2 mm×1 mm(Fig 5). ②弹片伤组:中速、次中速弹片伤胸壁入口均大于出口，直径 分别 为12 mm/5 mm和15 mm/5 mm，前肋均有2根或2根以上粉碎性骨折，肋骨缺失可达8和5 mm ，出口 大多为单根肋骨骨折(12/16)，肋骨缺失小于3 mm. 胸腔出血分别为24～50 mL和17～38 mL ，平 均为32.5 mL和26.5 mL. 右下肺为穿透伤，挫伤区半径分别达7和5 mm左右，伤侧肺实质有 出血 及不张，无明显肺水肿、肺浅表撕裂及缺失较重，可达15 mm×6 mm×3 mm和13 mm×5 mm× 2 mm，对侧肺无明显变化(Fig 6).
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图5 V1组兔伤后6 h肺
Fig 5 Wounded 6 h lung in rabbits of group V1
图6 V3组兔伤后30 min肺
Fig 6 Wounded 30 min lung in rabbits of group V3
3 讨论
3.1 实验模型建立和有关致伤参数 胸部火器伤伤情复杂，死亡率高，因而 建立稳定的致伤 模型，特别是小动物实验模型难度较大[1]. 我们在制造家兔右下胸枪弹伤可救治 模型基础上[2]，拟进一步制造家兔右下胸部弹片伤模型，分别选用了V1<4 00 m.s-1，V 2=40 0～500 m.s-1，V3=700～800 m.s-1致伤. 在预备实验中发现低速(V <400 m.s-1)弹片由于飞行稳定性较差，射击偏差太 大，对于胸廓较小的家兔，无法达到精确制造因救伤情动物模型的要求，故以一组低速枪弹 伤做对比研究. 结果各组都能精确命中设定目标，造成了胸腔穿透伤，着弹点准确，伤道稳 定，并呈现了胸部火器伤的病理生理改变. 伤道均避开了心脏大血管(包括肺门血管)，动物 死亡率都很高，弹片伤组V>400 m.s-1者，无论是否抢救，16只兔均于伤后1 h 内死亡，大多30 m in内甚至10 min内即死亡，显然伤情过于严重. 本组枪弹伤致伤后的死亡率为83%，经早期 救 治死亡率下降到50%，符合战时火器伤救治研究的要求[3]. 也提示应用弹片致伤制 造符合救治研究的动物模型，必须改换大动物.
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3.2 胸部火器伤伤情谱 胸部火器伤从总体而言必然有一 个从轻伤到重伤，直到无法救治 的伤情谱(spectrum)，这和受伤动物大小、创伤类型、投射物传递给机体的动能都有关系， 其中动物种类和投射物速度可能是主要决定因素. 本组2组弹片伤传递给家兔的能量分别为 (67±5) J和(38±6) J，均造成致死性损伤，这种能量或速度造成人体右下肺穿透伤可 能 不至于死亡，因为人体对创伤的耐量远较兔大，所以讨论量效关系或研究制造胸部火器伤动 物模型时，必须把致伤动物的种属和(或)机体耐量(tolerance)一并考虑. 即研究不同动物 致 伤模型，应选择相应合适的致伤能量和速度. 刘荫秋等[1]指出“在创伤弹道学的 实验研究 中，由于所研究的内容不同，致伤模型的确立也往往不尽相同，有时甚至会存在较大的差异 性”. 本组实验弹片伤两个组均符合胸部火器伤致伤模型基本条件，但是不论是否救治，实 验动物于伤后0.5～1 h死亡，不适合做创伤救治研究动物模型，而适合作为一种严重的致死 性胸部火器伤研究模型.
3.3 高能与致伤效应 枪弹致伤力主要是因为具有动能， V1枪弹伤组传递给家兔能量为(4 9±3) J，即从能量看：V213，为何V2致伤力反而大于V 1，这可能由于弹片质量轻，出 膛后在增大的偏航角飞行击中机体，入口处击断2或2根以上肋骨，提示击中目标时所遇阻力 比V1的枪弹大，因而进入体内必然进一步加大偏航角，甚至出现翻滚. 最近王正国提 出创伤 程度除与能量和速度有关外，还取决于被击中部位的解剖与组织特性，特别和弹丸在创道致 伤方式，在行程中有无翻滚有关[4]，同我们观察结果一致.
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基金项目：全军“九五”指令课题资助项目(96L046)
作者简介：郭建军(1971-)，男(汉族)，辽宁省葫芦岛市人.博士生(导师刘维永).
郭建军(第四军医大学西京医院心血管外科中心，陕西 西安 710033)
刘维永(第四军医大学西京医院心血管外科中心，陕西 西安 710033)
刘荫秋(第三军医大学野战外科研究所)
蔡建辉(第四军医大学西京医院心血管外科中心，陕西 西安 710033)
李兵仓(第三军医大学野战外科研究所)
李曙光(第三军医大学野战外科研究所)
, 百拇医药
王大田(第三军医大学野战外科研究所)
张良潮(第三军医大学野战外科研究所)
参考文献：
[1] 刘荫秋，王正国，马玉媛. 创伤弹道学[M]. 北京:人民军医出版社， 1991：27-30.
[2] 郭建军，刘维永，蔡建辉. 家兔胸部火器伤实验模型建立及早期死亡原因探讨 [J]. 中国胸心血管外科临床杂志，1998；5(2):73-75.
[3] BarHEB EA著，罗宁译. 胸部创伤学[M].北京:解放军出版社，1986：36-38.
[4] 王正国. 枪弹致伤力和致伤机制的再认识[J]. 中华创伤杂志，1998；14(5 )：263-265., 百拇医药
郭建军 刘维永 刘荫秋 蔡建辉 李兵仓 李曙光 王大田 张良潮
摘 要： 目的 探讨不同致伤参数对家兔胸部火器伤模型建立的影响及致死原因. 方法 分别 用3个档次速度[V1=(350±20) m.s-1；V2=400～500 m.s-1 ；V3=700～800 m.s-1]造成家兔右下胸穿 透伤(n=28)，每种伤型又分模型组与救治组. 结果 ①V2和V3 弹片伤组，无论救治与否，死 亡率均为100%；V1为枪弹伤组，致伤模型组与救治组死亡率分别为:83%和50%. ②各 组致伤 瞬间动脉压、静脉压、气道压均骤然上升，分别高达伤前3.5，9.0和8.0倍，动脉血氧饱和 度降低，二氧化碳储留及混合性酸中毒. ③大体解剖见有肋骨骨折、肋间动脉破裂、右下肺 伤道周围肺挫伤和胸腔积血，积血量3组分别为32.5，26.5和17.5 mL. 结论 V1枪弹伤适合 于家兔胸部火器伤救治研究的实验模型；V2和V3弹片伤伤情重，出血速度快， 均在伤后 1 h内死亡，属致死性胸部火器伤模型. 并提示用家兔制造弹片伤救治研究的实验模型非常 困难. 致伤速度的选择应根据动物种属和耐量来定.
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关键词：胸部创伤；火器伤；动物模型
0 引言
近代战争弹片伤发生率远较枪弹伤高，我们在前一阶段枪弹伤研究基础上，与第三军医 大学外科研究所合作，又进行了家兔弹片伤建模的实验研究.
1 材料和方法
1.1 材料 健康家兔28只，雌雄不限. 体质量(2.5±0.25) kg，随机分组 ，弹片伤原拟按发 射速度分成中速(700～800 m.s-1，模型组与救治组各4只兔)，次中速(400～500 m .s-1，模型组与 救治组各4只兔)和低速(<400 m.s-1)3组.在预备实验中发现速度<400 m.s-1 组弹片出膛后飞行轨迹 不稳，着弹点偏离较大(>10 mm)，无法准确命中目标，因而将低速(<400 m.s-1)组 改用 枪弹伤[V1=(350±20) m.s-1，模型组与救治组各6只兔]作为对照. 致伤 类别和参数见Tab 1.
, 百拇医药
1.2 方法 家兔致伤前应用30 g.L-1戊巴比妥钠30 mg.kg-1 iv麻醉，无菌条件下分别经右颈总动脉和 右颈外静脉插管、气管插管接四道生理仪，固定于致伤架上，置测速网靶，致伤点为右胸第 4肋间锁骨中线外1 cm，致伤后救治采用缝闭胸壁伤口，穿刺排气，静脉输液及正性变力药 物 应用，并按伤前5 min, 致伤瞬间, 伤后5，30 min，1，6和12 h取样检测以下指标，死亡者 立即解剖，存活者72 h活杀，进行尸检观察.
表1 兔胸火器伤的致伤参数
Tab 1 Parameters of projectile in rabbit's firearm thoracic wound
Parameters of projectile
, 百拇医药
Groups
V 1
V2
V3
D/mm
5.56
4.00
4.00
m/g
2.57
0.50
0.50
, 百拇医药
d(shooting)/m
10
6
6
V(initial)/(m.s-1)
350±20
445±42
745±42
Deviation of impact/mm
<1.5
<3.0
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2 结果
2.1 循环及呼吸变化 动脉压3个组于致伤瞬间1 ms内迅速上升，上升幅度1 .8～3.5倍，旋即 下降后有个短暂回升，随后又逐步下降，经输液及正性压力药物应用后，枪弹伤救治组动脉 压可回升(Fig 1)，弹片伤两组无论是否救治，血压均呈进行性下降直至死亡. 腔静脉压 在 致伤瞬间迅速上升，幅度3～9倍，随后很快下降，并低于伤前水平. 仅枪弹伤组经救治后静 脉压可恢复到正常水平(Fig 2). 心率在致伤即刻下降，枪弹伤救治组中存活者心率可恢复 正 常，枪弹伤模型组及两弹片伤组无论是否救治，致伤后心率均逐步降低，直至死亡. 气道压 力在致伤瞬间2 ms内迅速上升6～8倍随后下降，但高于伤前，枪弹伤长期存活者可逐渐恢复 ，模型组及两弹片伤组逐步下降直至死亡(Fig 3). 呼吸频率在致伤后有1～2个呼吸暂停， 随 后表现为浅快，继而逐步降低、枪弹伤救治组长期存活者可恢复正常，枪弹伤模型组及两弹 片伤组致伤后呼吸频率均逐渐降低直至死亡(Fig 4). 血气变化主要表现为混合性酸中毒，p H值降低，病理分流增加(a/AO2↓). 在枪弹伤组，PaO2及SaO2下降明显，而弹片伤组 由于存 活时间较短，表现为PaO2降低，右SaO2在正常范围内. 枪弹伤组存活者可以逐步改善， 弹片伤组救治效果不明显.
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2.2 存活情况与死亡率 低速枪弹伤模型组和救治组死亡率分别为83%和50% ，两弹片伤模型 组与救治组死亡率均为100%，低速枪弹伤模型组75%于6 h内死亡，平均存活时间为4 h，经 救 治平均存活时间延长至12 h以上；两弹片伤组100%死于1 h内，其中60%死于伤后30 min，平 均存活时间小于45 min，救治与否存活时间无明显差别.
图1 兔胸腔伤颈总动脉压变化
Fig 1 Carotid artery pressure in firearm wound of thoracic cavity in rabbits
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图2 兔胸腔伤上腔静脉压变化
Fig 2 Jugular vein pressure in firearm wound of thoracic cavity in rabbits
图3 兔胸腔伤气道压变化
Fig 3 Main airway pressure in firearm wound of thoracic cavity in rabbits
, http://www.100md.com
图4 兔胸腔伤呼吸频率变化
Fig 4 Respiratory rate in firearm wound of thoracic cavity in rabbits
2.3 伤道变化 ①枪弹伤组:胸壁入口、出口直径分别为5 mm和9 mm左右，前肋多为单根粉碎性 骨折，肋骨缺失小于3 mm，出口1～2根肋骨粉碎性骨折，肋骨缺失可达5 mm，胸腔失血量12 ～ 23(平均17.5) mL. 伤侧肺为穿透伤，周边挫伤区半径3 mm左右，有出血、不张，对侧肺组 织 短时间内无明显改变. 个别(4/12)子弹靠近肺浅部位穿过，可见肺组织小片状撕裂、脱落约 3 mm×2 mm×1 mm(Fig 5). ②弹片伤组:中速、次中速弹片伤胸壁入口均大于出口，直径 分别 为12 mm/5 mm和15 mm/5 mm，前肋均有2根或2根以上粉碎性骨折，肋骨缺失可达8和5 mm ，出口 大多为单根肋骨骨折(12/16)，肋骨缺失小于3 mm. 胸腔出血分别为24～50 mL和17～38 mL ，平 均为32.5 mL和26.5 mL. 右下肺为穿透伤，挫伤区半径分别达7和5 mm左右，伤侧肺实质有 出血 及不张，无明显肺水肿、肺浅表撕裂及缺失较重，可达15 mm×6 mm×3 mm和13 mm×5 mm× 2 mm，对侧肺无明显变化(Fig 6).
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图5 V1组兔伤后6 h肺
Fig 5 Wounded 6 h lung in rabbits of group V1
图6 V3组兔伤后30 min肺
Fig 6 Wounded 30 min lung in rabbits of group V3
3 讨论
3.1 实验模型建立和有关致伤参数 胸部火器伤伤情复杂，死亡率高，因而 建立稳定的致伤 模型，特别是小动物实验模型难度较大[1]. 我们在制造家兔右下胸枪弹伤可救治 模型基础上[2]，拟进一步制造家兔右下胸部弹片伤模型，分别选用了V1<4 00 m.s-1，V 2=40 0～500 m.s-1，V3=700～800 m.s-1致伤. 在预备实验中发现低速(V <400 m.s-1)弹片由于飞行稳定性较差，射击偏差太 大，对于胸廓较小的家兔，无法达到精确制造因救伤情动物模型的要求，故以一组低速枪弹 伤做对比研究. 结果各组都能精确命中设定目标，造成了胸腔穿透伤，着弹点准确，伤道稳 定，并呈现了胸部火器伤的病理生理改变. 伤道均避开了心脏大血管(包括肺门血管)，动物 死亡率都很高，弹片伤组V>400 m.s-1者，无论是否抢救，16只兔均于伤后1 h 内死亡，大多30 m in内甚至10 min内即死亡，显然伤情过于严重. 本组枪弹伤致伤后的死亡率为83%，经早期 救 治死亡率下降到50%，符合战时火器伤救治研究的要求[3]. 也提示应用弹片致伤制 造符合救治研究的动物模型，必须改换大动物.
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3.2 胸部火器伤伤情谱 胸部火器伤从总体而言必然有一 个从轻伤到重伤，直到无法救治 的伤情谱(spectrum)，这和受伤动物大小、创伤类型、投射物传递给机体的动能都有关系， 其中动物种类和投射物速度可能是主要决定因素. 本组2组弹片伤传递给家兔的能量分别为 (67±5) J和(38±6) J，均造成致死性损伤，这种能量或速度造成人体右下肺穿透伤可 能 不至于死亡，因为人体对创伤的耐量远较兔大，所以讨论量效关系或研究制造胸部火器伤动 物模型时，必须把致伤动物的种属和(或)机体耐量(tolerance)一并考虑. 即研究不同动物 致 伤模型，应选择相应合适的致伤能量和速度. 刘荫秋等[1]指出“在创伤弹道学的 实验研究 中，由于所研究的内容不同，致伤模型的确立也往往不尽相同，有时甚至会存在较大的差异 性”. 本组实验弹片伤两个组均符合胸部火器伤致伤模型基本条件，但是不论是否救治，实 验动物于伤后0.5～1 h死亡，不适合做创伤救治研究动物模型，而适合作为一种严重的致死 性胸部火器伤研究模型.
3.3 高能与致伤效应 枪弹致伤力主要是因为具有动能， V1枪弹伤组传递给家兔能量为(4 9±3) J，即从能量看：V2
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基金项目：全军“九五”指令课题资助项目(96L046)
作者简介：郭建军(1971-)，男(汉族)，辽宁省葫芦岛市人.博士生(导师刘维永).
郭建军(第四军医大学西京医院心血管外科中心，陕西 西安 710033)
刘维永(第四军医大学西京医院心血管外科中心，陕西 西安 710033)
刘荫秋(第三军医大学野战外科研究所)
蔡建辉(第四军医大学西京医院心血管外科中心，陕西 西安 710033)
李兵仓(第三军医大学野战外科研究所)
李曙光(第三军医大学野战外科研究所)
, 百拇医药
王大田(第三军医大学野战外科研究所)
张良潮(第三军医大学野战外科研究所)
参考文献：
[1] 刘荫秋，王正国，马玉媛. 创伤弹道学[M]. 北京:人民军医出版社， 1991：27-30.
[2] 郭建军，刘维永，蔡建辉. 家兔胸部火器伤实验模型建立及早期死亡原因探讨 [J]. 中国胸心血管外科临床杂志，1998；5(2):73-75.
[3] BarHEB EA著，罗宁译. 胸部创伤学[M].北京:解放军出版社，1986：36-38.
[4] 王正国. 枪弹致伤力和致伤机制的再认识[J]. 中华创伤杂志，1998；14(5 )：263-265., 百拇医药