动物空气栓塞实验探讨

动物空气栓塞实验探讨 摘要:目的:通过动物空气栓塞实验，探究栓子的运行途径、时间、空气栓塞的部位、后果及死亡机制，为临床提供经验借鉴。方法:从兔子的耳缘静脉注入空气，记录兔子死亡所需的时间，然后打开兔子的胸腔和脑，观察空气栓塞的部位;取心和肺脏做常规病理切片，观察脏器小动脉内是否有纤维索性血栓形成。结果;栓塞的部位除通常认为的右心和肺动脉以外，冠状动脉和脑动脉栓塞非常常见。结论:大量空气进入血液循环栓塞在右心和肺后，在挣扎或机械性挤压时，气体由肺动脉透过毛细血管壁到达左心和脑动脉引起栓塞促进死亡。 关键词:动物实验}空气栓塞;兔 中图分类号:R364.17 文献标识码:A 文章编号:1008―2409(2007)05―0896―02 在病理教学中，每年本科生做空气栓塞的动物实验200余例，目的是通过传统的空气栓塞这一实验，让学生了解栓子的运行途径、空气栓塞的部位及后果。空气栓塞虽少见但致命。此外，近十年来，随着血液透析、介入治疗、腔镜的广泛开展以及静脉插管的增加，空气栓塞的临床报道呈上升趋势。需要对空气栓塞进行更广泛和深入的研究。现就动物空气栓塞实验过程中出现的问题进行探讨，为临床处理空气栓塞提供实验性的理论基础和经验借鉴。 1 实验步骤和方法 取成年家兔200只，体重在2,3kg之间，按2ml,kg从兔子的耳缘静脉注入空气;注入完空气后，观察兔子出现什么症状，后果如何，并记录从注入空气至出现症状及死亡所需的时间。另取30只兔子如上法操作，至出现症状时立即行右心穿刺，并记录抽出的气体量。家兔死亡后立即打开胸腔(离胸骨左右缘1,2cm处切断肋骨)，暴露心脏，心脏还在继续收缩，观察扩张的右心耳及肺动脉薄壁是否有空气泡。再将连接心脏的大血管结扎、并在远端剪断，然后将心肺一并取出，游离并结扎心脏，并放在水的玻璃器皿中，在水中将右心切开，此时观察是否有空气溢出水面出现气泡。所有死兔的心和肺均做病理切片。 2 结果 2.1 死亡时间 200例兔子中死亡185例，仍存活15例。185例死兔中有173例(94,)的死亡时间在5min内。超过5min者12例(6,)，最长时间的1例为36min。其中0,1min死亡74例，,2min死亡37例，,3min死亡28例，,4rain死亡18例，,5min死亡16例，,10mln死亡7例，,30min死亡4例，>30min死亡1例。 2.2 栓塞部位 栓塞的部位除右心和肺动脉以外。冠状动脉和脑动脉栓塞非常常见。栓塞部位及相应例数:右心185例，右肺动脉185例，游离心肺前的冠状动脉44例，游离心肺后的冠状动脉90例，脑动脉128例。 在185例空气栓塞死亡的兔子中，结果发现所有死兔均见右心和右肺动脉有大量气泡， 134例冠状动脉(72,)和128例(69,)脑动脉内有多量串珠状气泡(所有心脏解剖均未见有左右心间隔缺损)，在134例冠状动脉栓塞中有44例为开胸后游离心肺前观察到冠状动脉分支有多量串珠状气泡，另90例为游离心脏后观察到。 2.3 空气抽出量 行右心穿刺的30例死兔中，5例抽出空气0.1ml，4例抽出空气0.2 m1，余21例抽出物全是血液，未见气体抽出。 2.4 心肺病理切片 切片结果:心脏未见异常;肺泡壁毛细血管扩张充血，肺泡腔内可见水肿液，所有心肺切片均未见纤维索性血栓。 3 讨论 3.1 死亡时间探讨 空气进入血液循环的后果取决于进入的速度和气体量。注入相同单位体积的空气量，而死亡时间出现差异的原因可能有:?注入空气时可能有部分气体溢出。此种情况可见到耳缘静脉旁有明显的皮下气肿，本组观察到一次性注入而无气肿及淤血者死亡时间基本相近。?注入空气所需的时间有别。有的兔子挣扎需进行第2次穿刺注射空气的，死亡时间相对延长。?个体差异。部分兔子(15例)不死亡是由于空气溢出不能达到有效致死量。因此，如少量空气(3,5ml)误入人体血管无大碍，几个气泡进入血管更无危害。因为空气中的氧气会被吸收，其他成分如N₂、CO₂可经肺排出，不会由于积聚而形成慢性气栓。空气栓塞引起猝死的时间非常短，185例死兔中有173例(94,)的死亡时间在5min内，如此短的时间，根本来不及抢救。故临床抢救患者难度极大。 3.2 栓塞部位探讨 以往都认为空气最后栓塞在右心和肺。大量气体(按2ml,kg计，成人约100 ml)迅速进入静脉，随血流到右心后，因心脏搏动，把空气和血液搅拌成泡沫状，因泡沫具有舒缩性，栓塞在右心和主动脉开口，造成急性血液循环障碍进而引起急性右心功能衰竭和呼吸功能衰竭。临床症状表现为抽搐、呼吸困难、紫绀以致死亡。本组发现所有死兔均见右心和肺动脉有大量气泡，134例冠状动脉(72,)和128例(69,)脑动脉内有多量串珠状气泡(所有心脏解剖均未见有左右心间隔缺损)。在134例冠状动脉栓塞中有44例为开胸后暴露心肺时(此时未游离心肺)即可见冠状动脉分支有多量串珠状气泡。在实验中还观察到一个有趣的现象，即该44例中，有40例都是临死前剧烈挣扎并且从70cm高的实验桌上摔倒在地上。另90例为游离心脏后观察到冠状动脉分支有多量串珠状气泡，实验巡视过程中发现相当部分的学生分离心肺时牵拉过猛。由此可以认为，暴露心肺时冠状动脉气体栓塞系由于家兔在I临死前挣扎，气体由肺动脉透过毛细血管壁到达左心后引起;游离心肺后另增加的90例冠状动脉气体栓塞主要是由于学生在操作过程中过度挤压或牵拉所致，由此可推断因空气栓塞猝死的患者临死前做人工心外按压容易出现冠状动脉和脑动脉的空气栓塞，冠状动脉和脑动脉的栓塞本身就是引起死亡的原因。本组曾给l例因空气栓塞经人工心外按压抢救仍猝死的患者作尸解时，发现其冠状动脉、心包腔内和脑动脉内有多量气泡，估计与人工心外按压有关。因此有理由认为，空气栓塞的患者慎用人工心外按压，但不用又有悖于心脏骤停时心肺复苏的抢救原则，这都是值得思考的问题。 3.3 死亡机制探讨 大量空气栓塞引起死亡的直接原因为:?由于肺动脉栓塞引起呼吸功能衰竭。?由于右心气体机械性栓塞和冠状动脉栓塞引起心功能衰竭。所有病例取心肺作病理切片未见1例纤维索性血栓，因此可认为空气栓塞引起DIC不常见，可能是空气刺激机体产生促凝血酶原物质的机会不大。该结果与病理学教科中空气栓塞动物实验时发现肺动脉内有纤维素凝块不同。空气栓塞引起DIC的发生率问题还有待于加大样本进一步研究。 3.4 抢救问题探讨 ?去除病因:如停止输液、暂停手术等。?体位:尽可能采取左侧卧位及头低位，有利于气体浮向右室尖部，避免阻塞肺动脉口。?抽气问题:理论上发生静脉空气栓塞从右心抽出空气是理想的处理方法，而在实际操作中行不通。本组观察30例兔子，在出现症状后即行右心穿刺，抽出物几乎都是血液，仅抽出极微量的气泡，最多达0.2ml。在临床病例中，Andersen观察6例全髋置换术引起空气栓塞的患者，仅有1例抽出3ml气体，3例抽出少量泡沫，2例未抽出空气。此外，空气栓塞常常在2,3min内出现，抽气动作尚来不及完成患者已经死亡。?高压氧舱治疗。?对于动脉空气栓塞有研究者用冠状静脉逆行灌注抢救。总之，空气栓塞是威胁生命的急症，抢救问题都在探讨，但目前尚未发现确切和有效的手段。预防才是最重要的。 3.5 预防问题探讨 颈部及胸外科手术时，不要损伤大静脉，静脉插管置留时或血透时循环管路连接要牢固，尤其是血泵;分娩时气体可经损伤的内膜或破裂的子宫颈静脉窦入血，使用腔镜时用气体扩腔，气体亦可经破裂的静脉入血;深水作业时(尤其是下潜30m以下)要缓慢上升，不要屏气，以防出现减压病。