家兔高氣壓暴露后快速漂浮脫險(xiǎn)預(yù)吸氧方案的研究.pdf

1、快速漂浮脫險(xiǎn)是潛艇艇員無(wú)高氣壓暴露史的情況下，最先進(jìn)的潛艇艇員單人脫險(xiǎn)技術(shù)，被世界各國(guó)廣泛采用。我國(guó)海軍也試圖將其作為潛艇的常規(guī)脫險(xiǎn)方法之一。但在具體實(shí)施快漂脫險(xiǎn)時(shí)，為避免發(fā)生減壓病，需要以潛艇艙室內(nèi)保持常壓條件為前提，這是快漂脫險(xiǎn)技術(shù)存在的一個(gè)缺陷。這一缺陷已成為快速漂浮脫險(xiǎn)在實(shí)際應(yīng)用中遇到的最大障礙。
　　 本課題根據(jù)經(jīng)典的吸氧促進(jìn)惰性氣體安全脫飽和原理，提出了預(yù)先吸氧解決潛艇快漂脫險(xiǎn)限制的新方法。實(shí)驗(yàn)用家兔進(jìn)行基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)研

2、究，根據(jù)失事潛艇的不同深度及高氣壓暴露的時(shí)程情況，制定不同的吸氧脫險(xiǎn)方案，評(píng)價(jià)吸氧對(duì)快速減壓后發(fā)生減壓病的預(yù)防效果。為保證吸氧的安全性和實(shí)用性，通過(guò)行為學(xué)、腦電圖及腦血流量的觀測(cè)評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)氧中毒的發(fā)生。并進(jìn)行了吸氧預(yù)防快速減壓后減壓病的機(jī)制初步研究探討。為后期根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和方案，用大型動(dòng)物（山羊）重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出各深度暴露條件下人體研究方案奠定了基礎(chǔ)。
　　 本課題采用預(yù)先吸氧的方法使動(dòng)物在高氣壓暴露后進(jìn)行

3、快漂脫險(xiǎn)成為可能，并進(jìn)行了預(yù)吸氧預(yù)防快速減壓后減壓病的機(jī)制研究。這項(xiàng)研究開(kāi)創(chuàng)了高氣壓條件下快漂脫險(xiǎn)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的先河，為進(jìn)一步開(kāi)展人體高氣壓暴露后快漂脫險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)提供了重要的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，對(duì)提高援潛救生能力、提升我國(guó)在該領(lǐng)域的國(guó)際學(xué)術(shù)地位具有潛在的重要意義。
　　 根據(jù)上述思路，本課題進(jìn)行了以下研究：
　　 1）脫險(xiǎn)方案制定
　　 根據(jù)失事潛艇的不同情況，制定不同的吸氧脫險(xiǎn)方案。通過(guò)對(duì)動(dòng)物減壓病的觀察，選擇最佳的動(dòng)物吸氧

4、脫險(xiǎn)方案。
　　 2）預(yù)吸氧預(yù)防快速減壓后減壓病的效果評(píng)價(jià)
　　 預(yù)吸氧脫險(xiǎn)方案與家兔減壓病發(fā)病率的關(guān)系及減壓病嚴(yán)重程度的研究。觀察指標(biāo)包括：動(dòng)物行為學(xué)表現(xiàn)、肺臟大體病理學(xué)指標(biāo)、心血管內(nèi)氣泡、組織病理切片等。
　　 3）預(yù)吸氧安全性評(píng)價(jià)
　　 為保證吸氧的安全性和實(shí)用性，通過(guò)行為學(xué)、腦電圖及腦血流量的觀測(cè)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)氧中毒的發(fā)生。以行為學(xué)、肺組織病理改變作為評(píng)價(jià)氧中毒的指標(biāo)。
　　 4）預(yù)吸氧預(yù)防快速

5、減壓后減壓病的機(jī)制研究
　　 利用Western Blot法、實(shí)時(shí)定量PCR、DNA結(jié)合活性ELISA法檢測(cè)預(yù)吸氧方案對(duì)家兔脊髓HIF-1和HSF-1轉(zhuǎn)錄活性及其下游靶基因EPO和HSP70的變化。
　　 主要研究結(jié)果如下：
　　 1）篩選脫險(xiǎn)方案
　　 根據(jù)各方案處理后動(dòng)物減壓病發(fā)病率，我們選擇以下方案為脫險(xiǎn)方案，即動(dòng)物在30m空氣飽和后進(jìn)行快漂脫險(xiǎn)，60m停留10min后快漂脫險(xiǎn)。上述情況，如在快漂前

6、不作任何預(yù)處理，動(dòng)物將發(fā)生嚴(yán)重減壓病甚至死亡。如果在快漂脫險(xiǎn)以前先進(jìn)行吸氧處理可明顯降低減壓病的發(fā)病率，同時(shí)可減輕各臟器的受損程度。
　　 2）預(yù)吸氧預(yù)防快速減壓后減壓病的效果評(píng)價(jià)
　　 預(yù)吸氧脫險(xiǎn)方案與家兔減壓病發(fā)病率及減壓病嚴(yán)重程度的關(guān)系研究。
　　 在脫險(xiǎn)方案Ⅳ：30m飽和－60m 10min中，高壓下吸氧2 h（200kPa，60min×2；300kPa，30min×4）能明顯降低減壓病的發(fā)病率，且癥狀嚴(yán)

7、重程度顯著降低，顯著減輕各臟器的受損程度。全程未出現(xiàn)氧驚厥現(xiàn)象。
　　 3）預(yù)吸氧安全性評(píng)價(jià)
　　 (1) 根據(jù)吸氧安全性和實(shí)用性的需要，本項(xiàng)目采用兩種吸氧方式：250kPa（絕對(duì)壓，下同）以下壓力暴露情況下連續(xù)吸氧1h，間隔吸壓縮空氣10min，再連續(xù)吸氧1h。共吸氧2 h；250kPa以上壓力暴露情況下連續(xù)吸氧30min，間隔吸壓縮空氣10min，再連續(xù)吸氧30min。重復(fù)4次，共吸純氧2 h；經(jīng)過(guò)篩選，我們選擇20

8、0kPa（60min×2）和300kPa（30min×4）預(yù)吸氧方案，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肺組織病理改變：肺毛細(xì)血管略擴(kuò)張、充血，支氣管上皮可見(jiàn)變形，且肺間質(zhì)和肺泡腔內(nèi)有少量紅細(xì)胞滲出和炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。預(yù)吸氧可造成支氣管肺泡灌洗液中蛋白含量和總細(xì)胞數(shù)升高，但高壓氧方案全程未見(jiàn)動(dòng)物有氧驚厥大發(fā)作表現(xiàn)。
　　 (2) 高壓下腦電圖測(cè)定，用來(lái)判斷急性氧中毒是否發(fā)生。根據(jù)以前的研究，250kPa以下發(fā)生腦型氧中毒的可能性很小。超過(guò)250kPa有發(fā)生腦

9、型氧中毒的可能。在200kPa（60min×2）和300kPa（30min×4）預(yù)吸氧方案中全程未出現(xiàn)陣發(fā)性長(zhǎng)時(shí)程、高波幅多棘波；只在暴露后期可見(jiàn)偶發(fā)的單次負(fù)相棘波或尖波的異常放電。
　　 (3) 建立腦血流測(cè)定技術(shù)，預(yù)測(cè)急性氧中毒發(fā)作，即根據(jù)腦血流升高時(shí)間預(yù)測(cè)急性氧中毒發(fā)作。腦血流結(jié)果顯示，預(yù)吸氧組（HBO1、HBO2）動(dòng)物處于較為平穩(wěn)的狀態(tài)，沒(méi)有明顯的升高與降低，與高壓空氣對(duì)照組相比未見(jiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　 4）在預(yù)吸

10、氧脫險(xiǎn)方案預(yù)防減壓病的分子機(jī)制研究中，以減壓病損傷的主要靶器官之一脊髓為檢測(cè)對(duì)象，觀察了預(yù)吸氧方案對(duì)家兔脊髓HIF-1和HSF-1轉(zhuǎn)錄活性的影響，并同時(shí)檢測(cè)HIF-1和HSF-1下游靶基因（EPO和HSP70）的表達(dá)變化。
　　 (1)預(yù)吸氧（200kPa，60min×2；300kPa，30min×4）處理可顯著提高家兔脊髓組織中HIF-1α和HSF-1的核蛋白含量，而且DNA結(jié)合活性顯著增強(qiáng)。
　　 (2)預(yù)吸氧（20