家兔高氣壓暴露后快速漂浮脫險預吸氧方案的研究.pdf

1、快速漂浮脫險是潛艇艇員無高氣壓暴露史的情況下，最先進的潛艇艇員單人脫險技術(shù)，被世界各國廣泛采用。我國海軍也試圖將其作為潛艇的常規(guī)脫險方法之一。但在具體實施快漂脫險時，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，這是快漂脫險技術(shù)存在的一個缺陷。這一缺陷已成為快速漂浮脫險在實際應用中遇到的最大障礙。
　　 本課題根據(jù)經(jīng)典的吸氧促進惰性氣體安全脫飽和原理，提出了預先吸氧解決潛艇快漂脫險限制的新方法。實驗用家兔進行基礎(chǔ)性實驗研

2、究，根據(jù)失事潛艇的不同深度及高氣壓暴露的時程情況，制定不同的吸氧脫險方案，評價吸氧對快速減壓后發(fā)生減壓病的預防效果。為保證吸氧的安全性和實用性，通過行為學、腦電圖及腦血流量的觀測評價及預測氧中毒的發(fā)生。并進行了吸氧預防快速減壓后減壓病的機制初步研究探討。為后期根據(jù)實驗結(jié)果和方案，用大型動物（山羊）重復上述實驗，并根據(jù)動物實驗數(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)。
　　 本課題采用預先吸氧的方法使動物在高氣壓暴露后進行

3、快漂脫險成為可能，并進行了預吸氧預防快速減壓后減壓病的機制研究。這項研究開創(chuàng)了高氣壓條件下快漂脫險動物實驗的先河，為進一步開展人體高氣壓暴露后快漂脫險實驗提供了重要的動物實驗基礎(chǔ)，對提高援潛救生能力、提升我國在該領(lǐng)域的國際學術(shù)地位具有潛在的重要意義。
　　 根據(jù)上述思路，本課題進行了以下研究：
　　 1）脫險方案制定
　　 根據(jù)失事潛艇的不同情況，制定不同的吸氧脫險方案。通過對動物減壓病的觀察，選擇最佳的動物吸氧

4、脫險方案。
　　 2）預吸氧預防快速減壓后減壓病的效果評價
　　 預吸氧脫險方案與家兔減壓病發(fā)病率的關(guān)系及減壓病嚴重程度的研究。觀察指標包括：動物行為學表現(xiàn)、肺臟大體病理學指標、心血管內(nèi)氣泡、組織病理切片等。
　　 3）預吸氧安全性評價
　　 為保證吸氧的安全性和實用性，通過行為學、腦電圖及腦血流量的觀測評價預測氧中毒的發(fā)生。以行為學、肺組織病理改變作為評價氧中毒的指標。
　　 4）預吸氧預防快速

5、減壓后減壓病的機制研究
　　 利用Western Blot法、實時定量PCR、DNA結(jié)合活性ELISA法檢測預吸氧方案對家兔脊髓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）篩選脫險方案
　　 根據(jù)各方案處理后動物減壓病發(fā)病率，我們選擇以下方案為脫險方案，即動物在30m空氣飽和后進行快漂脫險，60m停留10min后快漂脫險。上述情況，如在快漂前

6、不作任何預處理，動物將發(fā)生嚴重減壓病甚至死亡。如果在快漂脫險以前先進行吸氧處理可明顯降低減壓病的發(fā)病率，同時可減輕各臟器的受損程度。
　　 2）預吸氧預防快速減壓后減壓病的效果評價
　　 預吸氧脫險方案與家兔減壓病發(fā)病率及減壓病嚴重程度的關(guān)系研究。
　　 在脫險方案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

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）預吸氧安全性評價
　　 (1) 根據(jù)吸氧安全性和實用性的需要，本項目采用兩種吸氧方式：250kPa（絕對壓，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4次，共吸純氧2 h；經(jīng)過篩選，我們選擇20

8、0kPa（60min×2）和300kPa（30min×4）預吸氧方案，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肺組織病理改變：肺毛細血管略擴張、充血，支氣管上皮可見變形，且肺間質(zhì)和肺泡腔內(nèi)有少量紅細胞滲出和炎性細胞浸潤。預吸氧可造成支氣管肺泡灌洗液中蛋白含量和總細胞數(shù)升高，但高壓氧方案全程未見動物有氧驚厥大發(fā)作表現(xiàn)。
　　 (2) 高壓下腦電圖測定，用來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250kPa有發(fā)生腦

9、型氧中毒的可能。在200kPa（60min×2）和300kPa（30min×4）預吸氧方案中全程未出現(xiàn)陣發(fā)性長時程、高波幅多棘波；只在暴露后期可見偶發(fā)的單次負相棘波或尖波的異常放電。
　　 (3) 建立腦血流測定技術(shù)，預測急性氧中毒發(fā)作，即根據(jù)腦血流升高時間預測急性氧中毒發(fā)作。腦血流結(jié)果顯示，預吸氧組（HBO1、HBO2）動物處于較為平穩(wěn)的狀態(tài)，沒有明顯的升高與降低，與高壓空氣對照組相比未見統(tǒng)計學差異。
　　 4）在預吸

10、氧脫險方案預防減壓病的分子機制研究中，以減壓病損傷的主要靶器官之一脊髓為檢測對象，觀察了預吸氧方案對家兔脊髓HIF-1和HSF-1轉(zhuǎn)錄活性的影響，并同時檢測HIF-1和HSF-1下游靶基因（EPO和HSP70）的表達變化。
　　 (1)預吸氧（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。
　　 (2)預吸氧（20