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《中国人民解放军军事医学科学院》 2007年
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海水淹溺致急性肺损伤的病理与病理生理学变化及通气策略的影响

韩志海  
【摘要】: 急性肺损伤(acute lung iniury,ALI)是临床常见的危急重症。国内外的研究资料显示,ALI主要的病理特点是:肺泡及肺间质水肿,肺泡隔断裂、肺泡破裂、相互融合,大量肺泡萎陷且程度不均一。低氧血症、血流动力学不稳定等为其主要病理生理学特征。淹溺是海上作业、战争时第二位的死亡原因。与其他原因引起的肺损伤相比,海水由于高渗、高钠的特性,进入呼吸道后即可对肺泡上皮细胞、血管内皮细胞等直接损伤,同时启动并引起肺的炎性过程导致进一步损伤。 淹溺后引起的肺损伤(seawater drowning induced acute lung injury,SWD-ALI)是海水通过气管进入肺内后直接损伤肺泡上皮细胞引起的ALI,具有伤情重,进展快,病情变化复杂,救治难度大的特点,不同于临床常见的ALI。SWD-ALI时的病理及病理生理学特征以及是否与ALI一致至今国内外资料未见详细阐述,并对SWD-ALI的定义及诊断产生影响。本研究首次对SWD-ALI的动物模型进行研究并将其标准化,对其病理及病理生理学表现进行深入探讨,并对SWD-ALI时病理改变与肺部影像学的关系进行初步研究,以期进一步了解及规范SWD-ALI的诊断。 本实验通过向气管插管的新西兰兔肺内灌入适量海水,成功复制出既符合海水淹溺的实际情况又符合国内外ALI诊断标准的SWD-ALI动物模型。HRCT检查显示:SWD-ALI实验动物双肺出现了不均匀的磨玻璃样浸润影,低垂部位则出现了实变影,总的病变范围不超过单侧肺面积的1/2。肺组织学研究显示:海水灌注实验动物肺在低垂部位充血水肿明显,呈“肝样变”,切面呈暗红色,有粉红色水肿液溢出。显微镜下可见肺泡隔断裂明显,有肺泡融合现象;肺泡及肺间质水肿;肺间质、肺泡腔内见较多炎细胞浸润。其中,肺泡隔断裂与炎细胞浸润为其主要特征,这一点不同于以肺泡及间质水肿为主要表现的临床常见ALI,其原因可能是由于海水的直接损伤。对SWD-ALI肺组织透射电镜观察显示细胞损伤严重,有不同程度的基底膜破坏;Ⅰ、Ⅱ型上皮细胞胞体肿胀,可见较多Ⅱ型上皮细胞脱入肺泡腔内;肺毛细血管内皮细胞胞膜受损,胞体肿胀,血管基底膜暴露;线粒体肿胀、空泡化。大量线粒体肿胀,空泡化,线粒体嵴断裂;板层小体有减少或有排空现象。 SWD-ALI时的血液动力学也是不稳定的。在灌入海水后,实验动物即刻出现心率增快、体循环平均压下降。其原因可能是由于低氧血症引起的肺血管收缩。 既往的研究表明,机械通气是救治SWD-ALI的主要手段。然而,SWD-ALI时肺泡上皮细胞损伤导致表面活性物质丧失及产生减少,引起肺内大量肺泡萎陷难以复张,导致肺内分流;机械通气时过度膨胀的肺泡与萎陷肺泡之间形成的剪切力导致SWD-ALI进一步损伤。常规机械通气(conventional mechanical ventilation,CMV)在治疗SWD-ALI时常引起呼吸机相关性肺损伤(ventilation induced lung injury,VILI),并导致对SWD-ALI的救治成功率不高。保护性肺通气策略虽有利于避免气压伤的发生,但不利于塌陷肺泡的复张。因此,需要研究能够进一步使萎陷肺泡复张的方法以提高救治成功率。控制性肺膨胀(sustained inflation,SI)是一种新的肺复张方法,机械通气时通过给予足够的气道压力,使塌陷的肺泡充分开放,且屏气一段时间,增加肺泡的稳定性,能够较好地改善机械通气时过度膨胀的肺胞与萎陷肺泡之间形成的剪切力。但能否应用于肺损伤程度较一般ALl重的SWD-ALI尚无定论。 本研究首次将保护性肺通气策略联合SI治疗应用到SWD-ALI的治疗上,探讨SI治疗的效果和安全性。 实验结果发现:SI通过给予气道较高的压力,使较多的萎陷肺泡复张,改善了肺内气体分布,从而减少了分流,改善了通气/血流比例,使肺部氧合增加;SI持续一定的时间,有助于时间常数不同的肺泡的气体均匀分布,并且延长气体交换时间,也增加了肺部的氧合;小潮气量同时联合应用SI,可以弥补保护性通气策略的不足,既提高了SWD-ALI时的氧和,又促进了萎陷肺泡的复张,改善了肺顺应性。SI与肺保护性通气策略联合应用治疗SWD-ALI,能够明显改善氧和,在一定程度上复张塌陷肺泡,改善肺顺应性,减轻肺损伤,是一种安全有效的治疗SWD-ALI的机械通气手段。 本研究成功建立并规范了SWD-ALI的动物模型,基本明确了其病理及病理生理学特点。研究了不同通气策略尤其是SI治疗SWD-ALI的有效性及安全性,完善了海水淹溺的救治体系,为海上军事斗争卫勤准备做了技术储备。
【学位授予单位】:中国人民解放军军事医学科学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:R649.3;R563.8

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