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【摘要】目的：创建家犬血气胸动物模型并验证自制微创胸腔闭式引流穿刺器械临床应用的可行性。方法：利用家犬自体股动脉穿刺采血注入一侧胸腔、同时注入等量盐水及空气的方法建立家犬血气胸模型，并将其随机分成实验组（n=12）和对照组（n=12），观察分析自制微创胸腔闭式引流装置与传统胸腔闭式引流装置的置管时间、抗拉强度、引流效果等。结果：应用自体动脉血和生理盐水胸腔注入法能成功地建立家犬血气胸动物模型。胸腔闭式引流置管时间:实验组为（1.81±0.42）min，对照组为（6.76±0.98）min，t=13.188（P＜0.001）。抗拉强度：实验组（14.5±0.8）kg，对照组（7.8±0.3）kg，t=18.61（P＜0.001）。血气胸引流效果：试验组与对照组在引流速度、引流量、胸内残存血量、动物存活情况方面无明显差异。结论：①利用自体股动脉血和盐水及空气胸内注入法能模拟人类血气胸病情演变，并可成功地建立起家犬血气胸实验模型。②自制的微创胸腔闭式引流穿刺器械在置管时间、组织损伤程度、抗拉强度方面明显优于传统胸腔闭式引流，而引流效果与传统胸腔闭式引流装置相比无明显差异。
【关键词】血气胸 胸腔闭式引流 微创 家犬 动物模型
The Establishment of Hemopneumothorax Model on Dogs and Research on the Application of the Invented Instrument for Closed-chest Drainage Equipment with Minute Invasion
Yin Guo-qiang, Liu Shuai,Ding Yong,et-al. Centre of First Aid ,The Affiliated Hospital of Ningxia Med. Coll., Yinchuan 750004,China
【Abstract】 Objective To establish a hemopneumothorax model on dogs and test the feasibility of the clinical utilizing of invented instrument for thoracentesis of closed-chest drainage. Methods Autohemic blood from femoral artery of dogs was taken and injected to one side pleural cavity with the same volume of normal saline and air to establish a model of hemopneurothorax on dogs .Then 24 the dogs were divided into experimental group and control group at random with 12 dogs in each group. To observe and analyze the time of chest tube insertion,the intensity of resistance to pulling and drainage effect between the thoracentesis technique of invented minute invasion closed-chest drainage and traditional closed-chest drainage. Result Application of autohemic arterial blood and normal saline infusion to pleural cavity can establish hemopneumothorax model on animals. The time of chest tube insertion was (1.81±0.42 minutes) in experimental group and (6.76±0.98mintes). on-control group. T=13.188(P＜0.001). Intensity of pulling resistance was (14.5±0.8kg) in the experimmmental group and (7.8±0.3kg) in control group.there was no significant difference on the effect of hemopneumothorax drainage in velocity, amount, the remaining blood in pleural cavity and the surviving condition of dogs between the two groups. Conclusion 1. By using autohemic femoral arterial blood,saline and air, the development of human hemopneumothorax can be imitated and hemopneumothorax experimental model can be established. 2.the invented minute invasion equipment for closed-chest drainage set is superior to the traditional one in tube insertion time, tissue damage and resistance to pulling, but results show no significant difference in drainage effects between these two closed-chest drainage sets.
【Key words】hemopneumothorax closed-chest drainage minute wound dog animal model
现今通用的胸腔闭式引流装置，在临床使用中已发现有一些缺陷，不能满足临床实际需求，迫切需要引入一种既方便实用又安全高效的胸腔穿刺闭式引流装置，这便是我们开展此项应用性实验研究的初衷。2005年5月至2006年6月我们陆续利用家犬进行了模拟实验，现总结报道如下。
1材料和方法
1.1试验材料：健康成年杂种家犬24只，体重16～23kg，传统胸腔闭式引流装置（浙江天台县双星医疗器械厂生产的TSY-单型一次性胸引水封瓶装置，浙药管械准字2001第2660207号），自制微创胸腔闭式引流穿刺器械组件及自制多功能牵引架详见专利证书号ZL200520115205.0；ZL200520115206.5，24Fr30ml三腔气囊导尿管（湛江事达实业有限公司生产），无菌手术切开包，ARROW深静脉穿刺包(美国产)，注射器、输液器、三通及相关的一些实验药品。
1.2血气胸动物模型创建的方法
1.2.1家犬血气胸模型制作的步骤：家犬称重后予阿托品0.5mg肌肉注射，3%戊巴比妥钠（30mg.kg-1）腹腔注射全麻，气管插管。右腹股沟及右胸壁术野备皮。常规消毒后，术者于右股管区触摸到股动脉搏动后用ARROW深静脉穿刺针分别穿刺股动脉及其内侧的股静脉，留置静脉导管并缝线固定。预制血气胸术前半小时先经股静脉留置导管给予复方氯化钠、706代血浆，按20～25ml.kg-1滴注扩充血容量。术者经股动脉留置管用50ml注射器（预先用肝素钠湿润注射器内壁）采集动脉血，交给助手迅速经右侧腋前线6、7肋间穿刺将股动脉血注入胸腔，连续操作直到取血总量达血容量的25%（约350～450ml）为止，同时注入等量生理盐水及空气300ml，至此完成家犬血气胸模型的建立，并于股静脉持续补充林格氏液纠正血流动力学紊乱。
1.2.2家犬血气胸围手术期的监护与管理：为了能最大程度的确保动物存活，我们采用了预先扩容。在建立血气胸模型前、后分别记录呼吸、心跳频率，抽取股动脉血作血气分析，当术后发现心率增快时适当加快补液速度，必要时应用糖皮质激素或血管活性药。观察家犬血气胸模型建立之后，呼吸由（26±4）次/min增至（35±5）次/min，心率由（130±12）次/min增至（180±15）次/min，动脉血氧分压由（66±2.8）mmHg降至（48±1.6）mmHg。所发生的改变类似人体创伤性血气胸临床所见。术后诊断性穿刺均可抽出血气。实验结束后继续维持基础麻醉，并保持静脉缓慢滴注葡萄糖注射液等，定时观察血气胸引流效果。
1.3实验设计和观察指标
1.3.1自制微创胸腔闭式引流手术步骤：将家犬血气胸模型随机分成实验组（n=12）与对照组（n=12）。对照组运用传统的方法行胸腔闭式引流。实验组用自制微创胸腔闭式引流穿刺器械，在预定置管部位用尖刀切开皮肤0.8~1.0cm切口，换T形三棱手锥，依据穿刺针目测距离调整限位器的深度，用力稍加旋转即可凿通胸壁肌层，改用带有支撑管的子弹头扩张管，用力旋转子弹头扩张管，将其与支撑管一并推入胸腔，固定支撑管同时拔出扩张管建立胸壁临时隧道。左手拇指迅速封堵支撑管口，右手将管腔尾端夹闭的24F三腔气囊导尿管经支撑管隧道送入胸腔约10cm，退出支撑管至胸壁外。经三腔导尿管尾端的注水副管推注盐水25ml膨胀气囊，皮肤切口勿需缝合或偶尔缝一针即可，将三腔尿管的中央管（其前端带有两个对应的侧孔允许血气溢出）连接一次性胸引瓶作血气胸外引流，第三腔注药管连接三通接头备用。松开止血钳即看到血气引出。假如为连枷胸合并血气胸者，可将导尿管外的支撑管-卡环系一纤维绳，跨过多功能牵引架定滑轮悬重2.5kg作持续胸壁牵引。对胸壁下陷反常呼吸严重者，可酌情再安置一根三腔尿管同法牵引。
1.3.2观察指标：每只家犬胸腔闭式引流所用的时间（从切皮至引流管固定结束）；两种胸腔闭式引流装置的抗拉力强度（经多功能牵引架定滑轮水平牵引悬重），以拉出引流管所加的重量为度；两种胸腔闭式引流装置的引流效果（引流速度、动物存活情况、24小时后处死动物剖胸检查残余血量）。
1.4统计学处理：所有实验数据均以x±s表示。数据输入SPSS11.5处理，作T检验。
2结果
胸腔闭式引流操作时间：试验组（1.81±0.42）min，对照组（6.76±0.98）min，T=13.188，P＜0.001；引流装置抗拉力强度：实验组为（14.5±0.08）kg，对照组（7.8±0.3）kg，T=18.61，P＜0.001；观察两组引流血气的速度、引流量、残余血量无明显差异。实验组24小时内动物存活10只，对照组存活11只，差异无统计学意义。
3讨论
3.1动物血气胸模型创建方法的评价：迄今为止，尽管已有家犬血气胸模型制作的报道［1,2］，但我们重复实验却发现存在一些问题。我们分析人类与灵长类动物所具有的共性，方案设计为预先扩容，随后抽取动物血溶量约25%的动脉血直接注入胸腔，同时补加等量的生理盐水及空气300ml，这样做的目的不仅排除了人为因素的干扰，譬如用刀刺伤肺轻重不一造成气体多寡或抽血过多导致休克等，而且据我们观察这样做出的模型与临床所见创伤性血气胸的表现极为相似。观察两组血气胸引流24小时基本均能排出干净，也便于实验数据的观察记录。术后持续静脉滴注液体及维持基础麻醉既能帮助机体渡过应激反应又便于观察研究。我们观察股管区切开寻找动、静脉及取血溶易，但由于动脉压力较高，拔管后极易形成较大的血肿。随后改用经皮穿刺置入中心静脉导管的方法再未有此类问题发生。同时酌情应用血管活性药物及糖皮质激素能维持生命体征趋于平稳，可有效防止失血性休克及多脏器衰竭，有助于术后动物的存活。我们认为用这种方法制作家犬血气胸模型，构思合理，方法简单，可操作性强，实验进展顺利，有利于科学研究，值得推广。
3.2微创胸腔闭式引流穿刺器械动物试验及临床应用效果分析：经过二年多的动物及临床实践观察，我们自行研制的微创胸腔闭式引流穿刺器械能与三腔气囊导尿管很好地匹配使用，动物解剖与临床观察也未发现有副损伤，最显著的特点在于它即刻将这一新技术转化于临床一线，这不仅解决了传统胸引装置的诸多不足，同时还具有携带方便、便于患者术后早期下床功能锻炼，经过十多例临床伤员的应用观察硅胶管柔软、术后疼痛轻微，引流效果良好。该器械中子弹头扩张管尖部的流线形设计可有效地避免因穿刺会造成膈肌损伤［3］或者肺部损伤之虞，经动物实验证实置管时间、抗拉强度显著优于传统胸引装置（p＜0.001＝。另外三腔管所配气囊能有效防止因患者活动不慎将引流管拽出，与带有单向阀的引流袋衔接［4］可避免引流瓶倾倒造成患者气胸或皮下气肿的发生；不足1cm的切口术后拔管方便、安全，能有效避免因操作不熟练造成拔管时气胸的发生；操作方法简单，各级医生稍加训练就能顺利完成微创置管胸引术。此器械与国内现今公开的器械相比最大的优点是：隧道置管、微创高效、使用安全、操作简单。我们在国内首次将三腔气囊导尿管转型，应用于胸腔闭式引流，较双腔气囊导尿管［5］多了胸内注药的功能，同时制作了牵引卡环配合多功能牵引架，成功地解决了血气胸合并连枷胸救治的难题。本技术集引流+牵引+冲洗+胸腔给药+外固定于一体。经动物实验初步核实，该项技术能与国内已经公开的发明专利水平［6］相媲美，此技术若能与新型胸腔闭式引流装置［4］配合使用，可大大拓宽创伤性血气胸救治的适应征。当然术后仍然需要严密观察，如有持续漏气或进行性出血（连续3h以上，每小时血量＞200ml）则需剖胸探查［7］。另外有关胸腔内给药冲洗和尿激酶溶凝实验的安全性有待今后进一步观察研究。
参考文献
1袁钰鑫、许志飞、潘铁文等.便携式野战创伤性血气胸救治包的设计制作及应用研究［J］.第二军医大学学报，2004，25（9）：1017－1019
2张涛、徐降兴、张志丽等.野战胸腔闭式引流装置在狗创伤性血气胸模型中的试用［J］.东南国防医药，2004，6（1）：26－27
3Sabiston,spencer,石应康.胸心外科学［M］.第6版，北京：人民卫生出版社，2000.11
4张涛、徐降兴、孟庆超等.一种急救胸腔闭式引流装置［J］.中国医疗器械新志,2004,28(4):293～294
5郑战营.双腔气囊导尿管在连枷胸合并血气胸中的应用［J］.河南外科学杂志,2004,3(10)：56～57
6李宝平.三腔内固定式胸腔引流管及一次性胸腔闭式引流装置.中华人民共和国国家知识产权局─发明专利申请公开说明书,公开号CN1596998A.2005.3.23
7Yamauchi H,Amemiya R,Shida D,et al.A case of spontaneous hemopneumothorax associated with uncontrolled massive bleeding after inserting thorathic drain.Kyobu Ceka,1999,52(11):965-968
作者单位：750004宁夏医学院附属医院急救中心（银川市）1
宁夏医学院临床学院外科学实验室2
【关键词】血气胸 胸腔闭式引流 微创 家犬 动物模型
The Establishment of Hemopneumothorax Model on Dogs and Research on the Application of the Invented Instrument for Closed-chest Drainage Equipment with Minute Invasion
Yin Guo-qiang, Liu Shuai,Ding Yong,et-al. Centre of First Aid ,The Affiliated Hospital of Ningxia Med. Coll., Yinchuan 750004,China
【Abstract】 Objective To establish a hemopneumothorax model on dogs and test the feasibility of the clinical utilizing of invented instrument for thoracentesis of closed-chest drainage. Methods Autohemic blood from femoral artery of dogs was taken and injected to one side pleural cavity with the same volume of normal saline and air to establish a model of hemopneurothorax on dogs .Then 24 the dogs were divided into experimental group and control group at random with 12 dogs in each group. To observe and analyze the time of chest tube insertion,the intensity of resistance to pulling and drainage effect between the thoracentesis technique of invented minute invasion closed-chest drainage and traditional closed-chest drainage. Result Application of autohemic arterial blood and normal saline infusion to pleural cavity can establish hemopneumothorax model on animals. The time of chest tube insertion was (1.81±0.42 minutes) in experimental group and (6.76±0.98mintes). on-control group. T=13.188(P＜0.001). Intensity of pulling resistance was (14.5±0.8kg) in the experimmmental group and (7.8±0.3kg) in control group.there was no significant difference on the effect of hemopneumothorax drainage in velocity, amount, the remaining blood in pleural cavity and the surviving condition of dogs between the two groups. Conclusion 1. By using autohemic femoral arterial blood,saline and air, the development of human hemopneumothorax can be imitated and hemopneumothorax experimental model can be established. 2.the invented minute invasion equipment for closed-chest drainage set is superior to the traditional one in tube insertion time, tissue damage and resistance to pulling, but results show no significant difference in drainage effects between these two closed-chest drainage sets.
【Key words】hemopneumothorax closed-chest drainage minute wound dog animal model
现今通用的胸腔闭式引流装置，在临床使用中已发现有一些缺陷，不能满足临床实际需求，迫切需要引入一种既方便实用又安全高效的胸腔穿刺闭式引流装置，这便是我们开展此项应用性实验研究的初衷。2005年5月至2006年6月我们陆续利用家犬进行了模拟实验，现总结报道如下。
1材料和方法
1.1试验材料：健康成年杂种家犬24只，体重16～23kg，传统胸腔闭式引流装置（浙江天台县双星医疗器械厂生产的TSY-单型一次性胸引水封瓶装置，浙药管械准字2001第2660207号），自制微创胸腔闭式引流穿刺器械组件及自制多功能牵引架详见专利证书号ZL200520115205.0；ZL200520115206.5，24Fr30ml三腔气囊导尿管（湛江事达实业有限公司生产），无菌手术切开包，ARROW深静脉穿刺包(美国产)，注射器、输液器、三通及相关的一些实验药品。
1.2血气胸动物模型创建的方法
1.2.1家犬血气胸模型制作的步骤：家犬称重后予阿托品0.5mg肌肉注射，3%戊巴比妥钠（30mg.kg-1）腹腔注射全麻，气管插管。右腹股沟及右胸壁术野备皮。常规消毒后，术者于右股管区触摸到股动脉搏动后用ARROW深静脉穿刺针分别穿刺股动脉及其内侧的股静脉，留置静脉导管并缝线固定。预制血气胸术前半小时先经股静脉留置导管给予复方氯化钠、706代血浆，按20～25ml.kg-1滴注扩充血容量。术者经股动脉留置管用50ml注射器（预先用肝素钠湿润注射器内壁）采集动脉血，交给助手迅速经右侧腋前线6、7肋间穿刺将股动脉血注入胸腔，连续操作直到取血总量达血容量的25%（约350～450ml）为止，同时注入等量生理盐水及空气300ml，至此完成家犬血气胸模型的建立，并于股静脉持续补充林格氏液纠正血流动力学紊乱。
1.2.2家犬血气胸围手术期的监护与管理：为了能最大程度的确保动物存活，我们采用了预先扩容。在建立血气胸模型前、后分别记录呼吸、心跳频率，抽取股动脉血作血气分析，当术后发现心率增快时适当加快补液速度，必要时应用糖皮质激素或血管活性药。观察家犬血气胸模型建立之后，呼吸由（26±4）次/min增至（35±5）次/min，心率由（130±12）次/min增至（180±15）次/min，动脉血氧分压由（66±2.8）mmHg降至（48±1.6）mmHg。所发生的改变类似人体创伤性血气胸临床所见。术后诊断性穿刺均可抽出血气。实验结束后继续维持基础麻醉，并保持静脉缓慢滴注葡萄糖注射液等，定时观察血气胸引流效果。
1.3实验设计和观察指标
1.3.1自制微创胸腔闭式引流手术步骤：将家犬血气胸模型随机分成实验组（n=12）与对照组（n=12）。对照组运用传统的方法行胸腔闭式引流。实验组用自制微创胸腔闭式引流穿刺器械，在预定置管部位用尖刀切开皮肤0.8~1.0cm切口，换T形三棱手锥，依据穿刺针目测距离调整限位器的深度，用力稍加旋转即可凿通胸壁肌层，改用带有支撑管的子弹头扩张管，用力旋转子弹头扩张管，将其与支撑管一并推入胸腔，固定支撑管同时拔出扩张管建立胸壁临时隧道。左手拇指迅速封堵支撑管口，右手将管腔尾端夹闭的24F三腔气囊导尿管经支撑管隧道送入胸腔约10cm，退出支撑管至胸壁外。经三腔导尿管尾端的注水副管推注盐水25ml膨胀气囊，皮肤切口勿需缝合或偶尔缝一针即可，将三腔尿管的中央管（其前端带有两个对应的侧孔允许血气溢出）连接一次性胸引瓶作血气胸外引流，第三腔注药管连接三通接头备用。松开止血钳即看到血气引出。假如为连枷胸合并血气胸者，可将导尿管外的支撑管-卡环系一纤维绳，跨过多功能牵引架定滑轮悬重2.5kg作持续胸壁牵引。对胸壁下陷反常呼吸严重者，可酌情再安置一根三腔尿管同法牵引。
1.3.2观察指标：每只家犬胸腔闭式引流所用的时间（从切皮至引流管固定结束）；两种胸腔闭式引流装置的抗拉力强度（经多功能牵引架定滑轮水平牵引悬重），以拉出引流管所加的重量为度；两种胸腔闭式引流装置的引流效果（引流速度、动物存活情况、24小时后处死动物剖胸检查残余血量）。
1.4统计学处理：所有实验数据均以x±s表示。数据输入SPSS11.5处理，作T检验。
2结果
胸腔闭式引流操作时间：试验组（1.81±0.42）min，对照组（6.76±0.98）min，T=13.188，P＜0.001；引流装置抗拉力强度：实验组为（14.5±0.08）kg，对照组（7.8±0.3）kg，T=18.61，P＜0.001；观察两组引流血气的速度、引流量、残余血量无明显差异。实验组24小时内动物存活10只，对照组存活11只，差异无统计学意义。
3讨论
3.1动物血气胸模型创建方法的评价：迄今为止，尽管已有家犬血气胸模型制作的报道［1,2］，但我们重复实验却发现存在一些问题。我们分析人类与灵长类动物所具有的共性，方案设计为预先扩容，随后抽取动物血溶量约25%的动脉血直接注入胸腔，同时补加等量的生理盐水及空气300ml，这样做的目的不仅排除了人为因素的干扰，譬如用刀刺伤肺轻重不一造成气体多寡或抽血过多导致休克等，而且据我们观察这样做出的模型与临床所见创伤性血气胸的表现极为相似。观察两组血气胸引流24小时基本均能排出干净，也便于实验数据的观察记录。术后持续静脉滴注液体及维持基础麻醉既能帮助机体渡过应激反应又便于观察研究。我们观察股管区切开寻找动、静脉及取血溶易，但由于动脉压力较高，拔管后极易形成较大的血肿。随后改用经皮穿刺置入中心静脉导管的方法再未有此类问题发生。同时酌情应用血管活性药物及糖皮质激素能维持生命体征趋于平稳，可有效防止失血性休克及多脏器衰竭，有助于术后动物的存活。我们认为用这种方法制作家犬血气胸模型，构思合理，方法简单，可操作性强，实验进展顺利，有利于科学研究，值得推广。
3.2微创胸腔闭式引流穿刺器械动物试验及临床应用效果分析：经过二年多的动物及临床实践观察，我们自行研制的微创胸腔闭式引流穿刺器械能与三腔气囊导尿管很好地匹配使用，动物解剖与临床观察也未发现有副损伤，最显著的特点在于它即刻将这一新技术转化于临床一线，这不仅解决了传统胸引装置的诸多不足，同时还具有携带方便、便于患者术后早期下床功能锻炼，经过十多例临床伤员的应用观察硅胶管柔软、术后疼痛轻微，引流效果良好。该器械中子弹头扩张管尖部的流线形设计可有效地避免因穿刺会造成膈肌损伤［3］或者肺部损伤之虞，经动物实验证实置管时间、抗拉强度显著优于传统胸引装置（p＜0.001＝。另外三腔管所配气囊能有效防止因患者活动不慎将引流管拽出，与带有单向阀的引流袋衔接［4］可避免引流瓶倾倒造成患者气胸或皮下气肿的发生；不足1cm的切口术后拔管方便、安全，能有效避免因操作不熟练造成拔管时气胸的发生；操作方法简单，各级医生稍加训练就能顺利完成微创置管胸引术。此器械与国内现今公开的器械相比最大的优点是：隧道置管、微创高效、使用安全、操作简单。我们在国内首次将三腔气囊导尿管转型，应用于胸腔闭式引流，较双腔气囊导尿管［5］多了胸内注药的功能，同时制作了牵引卡环配合多功能牵引架，成功地解决了血气胸合并连枷胸救治的难题。本技术集引流+牵引+冲洗+胸腔给药+外固定于一体。经动物实验初步核实，该项技术能与国内已经公开的发明专利水平［6］相媲美，此技术若能与新型胸腔闭式引流装置［4］配合使用，可大大拓宽创伤性血气胸救治的适应征。当然术后仍然需要严密观察，如有持续漏气或进行性出血（连续3h以上，每小时血量＞200ml）则需剖胸探查［7］。另外有关胸腔内给药冲洗和尿激酶溶凝实验的安全性有待今后进一步观察研究。
参考文献
1袁钰鑫、许志飞、潘铁文等.便携式野战创伤性血气胸救治包的设计制作及应用研究［J］.第二军医大学学报，2004，25（9）：1017－1019
2张涛、徐降兴、张志丽等.野战胸腔闭式引流装置在狗创伤性血气胸模型中的试用［J］.东南国防医药，2004，6（1）：26－27
3Sabiston,spencer,石应康.胸心外科学［M］.第6版，北京：人民卫生出版社，2000.11
4张涛、徐降兴、孟庆超等.一种急救胸腔闭式引流装置［J］.中国医疗器械新志,2004,28(4):293～294
5郑战营.双腔气囊导尿管在连枷胸合并血气胸中的应用［J］.河南外科学杂志,2004,3(10)：56～57
6李宝平.三腔内固定式胸腔引流管及一次性胸腔闭式引流装置.中华人民共和国国家知识产权局─发明专利申请公开说明书,公开号CN1596998A.2005.3.23
7Yamauchi H,Amemiya R,Shida D,et al.A case of spontaneous hemopneumothorax associated with uncontrolled massive bleeding after inserting thorathic drain.Kyobu Ceka,1999,52(11):965-968
作者单位：750004宁夏医学院附属医院急救中心（银川市）1
宁夏医学院临床学院外科学实验室2