黎昱江, 黎建文, 盤瑞蘭, 袁金權(quán), 謝銳文, 韓沃華, 周建平△, 黎松波△

南方醫(yī)科大學(xué)附屬東莞醫(yī)院 1心胸外科， 2骨科(廣東東莞 523000)

創(chuàng)傷性脊髓損傷(traumatic spinal cord injury,TSCI)對(duì)患者的身體、社會(huì)和職業(yè)健康有著毀滅性的影響。TSCI有著高病死率、殘疾、治療費(fèi)用以及長期康復(fù)治療相關(guān)。根據(jù)Li等[1]研究表明，北京市的發(fā)病率估計(jì)約為60.6例/(百萬·年)，年齡(46.3±15.5)歲，男女比例為4.73∶1。TSCI病的發(fā)病率隨著年齡的增長而逐漸增加，在40～49歲年齡段達(dá)到高峰；Chen等[2]發(fā)現(xiàn)，最常見的損傷部位是頸髓，尤其是C4～C6，占39.8%，美國的調(diào)查數(shù)據(jù)表明創(chuàng)傷性脊髓損傷最常見于頸椎(約60%)，其次是胸椎(32%)和腰骶部(9%)[3]；TSCI病死率高，3.8%的患者在受傷后第一年死亡，1.6%的患者在第二年死亡，此后每年約為1.2%；其中，高損傷平面預(yù)示著更高的病死率和潛在減壽年數(shù)；如果一個(gè)40歲的人發(fā)生C5～8TSCI后，其預(yù)期壽命是降至23年，C1～4受傷后降至20年，如果是依賴呼吸機(jī)則為8.5年[4]。17%的患者在住院期間發(fā)生急性死亡，主要死于與嚴(yán)重感染相關(guān)的并發(fā)癥，其中肺炎、傷口感染和敗血癥是最常見的原因。頸髓損傷在TSCI中比例高，而其引起的肺部感染及呼吸功能衰竭是TSCI后期死亡的主要原因。這種損傷的患者表現(xiàn)為通氣不足，潮氣量減少伴肺通氣不足，氣體交換惡化，咳嗽不充分，使這些患者易發(fā)生肺不張和肺部感染[5-6]；同時(shí)，膈神經(jīng)、肋間肌和(或)腹肌的麻痹導(dǎo)致肺活量減少、無效咳嗽和呼吸需求的增加等加速了呼吸肌的疲勞，呼吸肌的疲勞又能加重呼吸困難、低氧血癥、高碳酸血癥和肺部感染等的發(fā)生[7-9]；同時(shí)，一項(xiàng)國外的研究表明，TSCI患者每年花費(fèi)的住院費(fèi)用高達(dá)10萬美元之多，同時(shí)其康復(fù)費(fèi)用是同期住院患者平均費(fèi)用的3倍[10]；如何治療TSCI后的肺部并發(fā)癥是治療TSCI的關(guān)鍵；解決TSCI后肺部并發(fā)癥的方法多樣，目標(biāo)為呼吸功能重建，主要可分為：非手術(shù)與手術(shù)方法；其中非手術(shù)方法有機(jī)械通氣、功能電刺激、磁刺激等[11-13]；手術(shù)方法為：肋間神經(jīng)-膈神經(jīng)吻合、嗅細(xì)胞移植術(shù)、頸動(dòng)脈體切除等[14-16]。以上方法在治療TSCI上均取得一定療效。然而，機(jī)械通氣、特別是氣管切開者，容易引起患者繼發(fā)感染，長期應(yīng)用患者負(fù)擔(dān)巨大等缺點(diǎn)；功能電刺激等在療效上存在一定的爭議，目前還在研究中；手術(shù)方法治療也都存在手術(shù)療效不確切的問題；如何解決TSCI后呼吸功能重建為目前研究熱點(diǎn)，也是研究難點(diǎn)[17-18]?？纱┐髟O(shè)備(Wearable Devices)是呼吸功能重建的一種可行的解決方案。本課題組自行研制出可調(diào)控穿戴式無創(chuàng)輔助呼吸背心(Adjustable wearable non-invasive breath-assisted vest,AWNBV)。2020年12月至2021年11月本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用AWNBV為干預(yù)手段，驗(yàn)證其對(duì)正常Beagle犬是否產(chǎn)生損害？在TSCI損害的Beagle犬中能否起到肺部保護(hù)、提升血氧飽和度、減少感染、延長其壽命上發(fā)揮作用。實(shí)驗(yàn)經(jīng)東莞市人民醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(GDY2104025)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 18只雄性成年Beagle犬被用于該實(shí)驗(yàn)，年齡1～2歲，體重9.0～11.5 kg，體況評(píng)分(Body condition score，BSC)4～6之間；動(dòng)物購自南京亞特實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究有限公司。

1.2 動(dòng)物房間環(huán)境 控制溫度(21±3)℃，濕度30%～70%，光照12 h，黑暗12 h，換氣10～15次/h，連續(xù)監(jiān)測溫度和相對(duì)濕度，食物和水可自由獲得。

1.3 AWNBV主要包括 檢測模塊、控制元件、電源及可充氣背心。AWNBV設(shè)計(jì)原理為通過擠壓胸廓，使其產(chǎn)生彈性形變，促進(jìn)胸廓運(yùn)動(dòng)，加強(qiáng)氣體交換。特點(diǎn)：(1)血氧飽和度低于90%，能自行開啟可充氣背心，協(xié)助擠壓胸廓，加強(qiáng)呼吸運(yùn)動(dòng)；(2)鍛煉模式；能于患者血氧飽和度正常時(shí)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)需要開啟，以利于呼吸機(jī)的訓(xùn)練。AWNBV嵌入式多功能檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具體研究內(nèi)容包括了硬件電路、軟件設(shè)計(jì)和控制算法的研究。其中硬件電路包括在電源電路、傳感電路、微處理器接口電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、通信電路和LCD顯示電路的研究；軟件設(shè)計(jì)包括了傳感器驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、系統(tǒng)控制、臨床數(shù)據(jù)指標(biāo)設(shè)置以及操作控制；感知設(shè)備(傳感電路-主要測量接頭)血氧飽和度及心電監(jiān)測，目前主要是根據(jù)血氧飽和度進(jìn)行高低進(jìn)行相應(yīng)的觸發(fā)；可充氣背心有雙氣囊設(shè)計(jì)(圖1)，可同步充氣及放氣，外貼服在微彈力皮帶上，當(dāng)氣囊充氣時(shí)可起到壓迫胸腔使其發(fā)生彈性形變，從而改變胸腔的容積，進(jìn)而達(dá)到輔助通氣的目的。圖2為Beagle犬接受可調(diào)控穿戴式無創(chuàng)輔助呼吸背心的治療圖。

圖1 工作背心的球囊和管路

圖2 Beagle犬接受可調(diào)控穿戴式無創(chuàng)輔助呼吸背心治療圖

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 AWNBV干預(yù)正常的Beagle犬實(shí)驗(yàn) 將正常Beagle犬16只隨機(jī)分成4組，每組4只，分別為：Control組、2 h干預(yù)組、4 h干預(yù)組、8 h干預(yù)組；Control組無特殊干預(yù)；2 h干預(yù)組：每天連續(xù)使用AWNBV治療2 h，治療后即測量相應(yīng)的指標(biāo)；同法處理4 h干預(yù)組、8 h干預(yù)組；周期為3周(第一次分組)，同時(shí)將4 h組的Beagle犬進(jìn)行時(shí)效分析，在第1、5、9、13、17、21天進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)的記錄。

1.3.2 T1脊髓損傷處理前行Beagle犬的分組 Beagle犬在上述實(shí)驗(yàn)結(jié)束后經(jīng)常規(guī)飼養(yǎng)2周，增加2只未參與上述實(shí)驗(yàn)的正常Beagle犬，重新隨機(jī)分為Control組、T1-TSCI組、T1-TSCI+AWNBV組，每組6只，周期為6個(gè)月(第二次分組)。

1.3.3 構(gòu)建TSCI模型 經(jīng)隨機(jī)分組后，對(duì)T1-TSCI組與T1-TSCI+AWNBV組中的12只雄性成年Beagle犬全麻下球囊壓迫法造成脊髓損傷。在第四腰椎弓(L4)處用高速氣動(dòng)鉆頭鉆出3～5 mm的孔，進(jìn)行小型半椎板切除術(shù)。在透視引導(dǎo)下，插入6Fr取栓導(dǎo)管(Edward)，并將其推進(jìn)至T1的邊緣。球囊用對(duì)比劑(碘克沙醇)以50 mL/kg體重的劑量率稀釋于生理鹽水(50∶50)中擴(kuò)張。12 h后拔除導(dǎo)管。實(shí)驗(yàn)期間，所有的Beagle犬都進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)護(hù)。每只經(jīng)TSCI處理后的Beagle犬都被放在一個(gè)大籠子里，籠子里有柔軟的被褥，里面有12 cm厚的軟墊子，以防止床瘡。臨時(shí)提供了食物和水。每天進(jìn)行3次手動(dòng)膀胱按壓以輔助排尿。肌肉注射青霉素8萬U/(kg·d)，連用3 d預(yù)防感染。術(shù)后2周，開展干預(yù)實(shí)驗(yàn)，并在后續(xù)每月進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)指標(biāo)記錄并行相應(yīng)的分析。

1.3.4 AWMBV干預(yù)方法 按圖1和2方法將AWMBV綁在Beagle犬身上，背心必須緊緊包裹Beagle犬胸部(中間可伸入2指)，其頭側(cè)必須貼附于Beagle犬的前肢，常規(guī)在Beagle犬上午進(jìn)食后1 h開展上述實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)。

1.4 觀察指標(biāo)與方法

1.4.1 Beagle犬一般情況檢測 使用臺(tái)衡計(jì)重臺(tái)秤(LKW-300)進(jìn)行稱量體重；使用無創(chuàng)電子血壓計(jì)(小兒袖帶)測量血壓；上述過程執(zhí)行3次并取其平均值為記錄數(shù)據(jù)；聽診器聽診Beagle犬心率次數(shù)，每次記錄1 min，連續(xù)3次并取其平均值進(jìn)行記錄。

1.4.2 Beagle犬血液學(xué)指標(biāo)分析 Beagle犬取血均在其股動(dòng)脈實(shí)施，取血后立即送至東莞市人民醫(yī)院檢驗(yàn)中心實(shí)施檢驗(yàn)。

1.4.3 Beagle犬死亡時(shí)間記錄 分別記錄3組Beagle犬的死亡時(shí)間，匯總時(shí)間，進(jìn)行生存分析。

1.4.4 Beagle犬肺組織HE染色 Beagle犬死亡或處死后立即取出肺組織并在10%甲醛溶液中固定，送我院病理科進(jìn)行HE染色切片制備;制備后在顯微鏡下觀察拍照。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用IBM SPSS Statistics 25統(tǒng)計(jì)軟件。正態(tài)性檢驗(yàn)應(yīng)用KS檢驗(yàn)法(Kolmogorov-Smirnov)；方差齊性時(shí)數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較用單因素方差分析，組間兩兩比較用S-N-Q檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料采用百分?jǐn)?shù)或率表示。采用GraphPad Prism software(版本5.0，GraphPad Software, Inc., La Jolla, CA, USA)用于Kaplan-Meier法進(jìn)行生存分析統(tǒng)計(jì)。所有的統(tǒng)計(jì)測試均是雙尾檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 AWNBV干預(yù)正常的Beagle犬實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (1)第一次隨機(jī)分組的Beagle犬在體重、收縮壓、心率、PaO2、PaCO2、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、白細(xì)胞計(jì)數(shù)等指標(biāo)組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。(2)每天不同時(shí)間AWNBV干預(yù)正常的Beagle犬在體重、收縮壓、心率、氧分壓(PaO2)、二氧化碳分壓(PaCO2)、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)及白細(xì)胞計(jì)數(shù)組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表2； (3)在表2的基礎(chǔ)上，對(duì)4 h干預(yù)組中進(jìn)行時(shí)-效分析，正常的Beagle犬在體重、收縮壓、心率、PaO2、PaCO2、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)及白細(xì)胞計(jì)數(shù)進(jìn)行組間比較上差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表3。

表1 各組Beagle犬基礎(chǔ)情況比較

表2 AWNBV對(duì)各組正常的Beagle犬干預(yù)后一般情況比較

表3 4 h干預(yù)組Beagle犬的基線指標(biāo)變化

2.2 Beagle犬行球囊壓迫法脊損傷(建模前)觀察指標(biāo)對(duì)比 第二次隨機(jī)分組的Beagle犬的在體重、收縮壓、心率、氧分壓、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表4。

表4 Beagle犬行球囊壓迫法脊髓損傷(建模前)基礎(chǔ)情況對(duì)比及試驗(yàn)干預(yù)后BBB評(píng)分對(duì)比(第二次對(duì)比)

2.3 AWNBV在T1脊髓損傷Beagle犬中的作用 構(gòu)建T1脊髓損傷動(dòng)物模型后， T1-TSCI組與T1-TSCI+AWNBV組在脊柱損傷行為評(píng)分(Basso Beattie and Bresnahan,BBB) 評(píng)分比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表4。T1-TSCI組與T1-TSCI+AWNBV組之間在各觀察時(shí)間點(diǎn)各指標(biāo)觀察比較見表5。

表5 各組每月指標(biāo)對(duì)比情況

2.3.1 體重的比較 與T1-TSCI組相比，T1-TSCI+AWNBV組在第1個(gè)月及第2個(gè)月時(shí)，體重差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，在第3～6個(gè)月時(shí)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

2.3.2 收縮壓的比較 T1-TSCI組與T1-TSCI+AWNBV組在第1～4個(gè)月時(shí)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，第5～6個(gè)月時(shí)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.007、P=0.005)。

2.3.3 心率的比較 第1～6個(gè)月T1-TSCI+AWNBV組心率平均值高于T1-TSCI組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

2.3.5 PaCO2T1-TSCI+AWNBV組在組3、4、5、6個(gè)月較T1-TSCI組低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

2.3.6 血液細(xì)胞計(jì)數(shù)的比較 T1-TSCI組在第3個(gè)月時(shí)紅細(xì)胞計(jì)數(shù)明顯高于T1-TSCI+AWNBV組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，第4～6個(gè)月，T1-TSCI+AWNBV組紅細(xì)胞計(jì)數(shù)平均值明顯少于T1-TSCI組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；與T1-TSCI組相比，T1-TSCI+AWNBV組在3～6個(gè)月白細(xì)胞計(jì)數(shù)明顯低于T1-TSCI組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

2.4 生存分析 與T1-TSCI組相比，T1-TSCI+AWNBV組能延遲Beagle犬的生存時(shí)間；Control組，連續(xù)觀察6個(gè)月，無Beagle犬死亡；T1-TSCI組于第4個(gè)月有1只Beagle犬死亡，第5個(gè)月有1只，第6個(gè)月有2只；T1-TSCI+AWNBV組在第5個(gè)月有1只Beagle犬死亡；其比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.030 6)。見圖3。

注：*T1-TSCI+AWNBV組與T1-TSCI組在生存時(shí)間上的比較P=0.0306

2.5 Beagle犬肺部組織HE染色對(duì)比 Control組中可見肺泡形態(tài)正常，未見明顯滲出及炎細(xì)胞浸潤情況；在T1-TSCI組中可見肺泡坍塌，肺泡間隔斷裂，大量炎細(xì)胞的浸潤；在T1-TSCI+AWNBV組中，上述情況得到逆轉(zhuǎn)，可見正常肺泡結(jié)果，炎細(xì)胞量較T1-TSCI組明顯減少。見圖4。

從客觀的角度來分析，公路施工期噪聲的出現(xiàn)，是多種原因共同造成的，而且在處理的難度上較高，必須堅(jiān)持長久監(jiān)測，并且落實(shí)多元化的防治手段。與此同時(shí)，公路施工期噪聲的應(yīng)對(duì)過程中，應(yīng)加強(qiáng)不同影響因素的科學(xué)應(yīng)對(duì)，這樣才能在未來工作的實(shí)施過程中，不斷的取得更好的成績。有些地方的公路施工期噪聲監(jiān)測，由于沒有在體系上達(dá)到健全狀態(tài)，由此造成的損失是持續(xù)性的，應(yīng)保持高度關(guān)注，并且在借鑒力度上不斷的鞏固。

注：★：肺泡組織；：炎細(xì)胞浸潤

3 討論

TSCI對(duì)于是一種嚴(yán)重的外傷性疾病，對(duì)患者及其家庭產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)。呼吸系統(tǒng)并發(fā)癥是導(dǎo)致TSCI死亡的最常見原因，超過50%的頸椎TSCI患者在受傷后4周內(nèi)發(fā)展為肺炎，超過一半的完全性頸椎TSCI的患者在出院時(shí)需要機(jī)械通氣[19-23]?；陬i髓TSCI發(fā)病率高，易引起肺部相關(guān)并發(fā)癥，尤其是高頸髓TSCI者；在預(yù)實(shí)驗(yàn)中，我們采取了更高位的損傷模型，包括C6及C4平面的設(shè)計(jì)，上述兩種干預(yù)方式均造成動(dòng)物的短時(shí)間死亡，考慮原因?yàn)榧顾钃p傷中存在脊髓損傷平面上升現(xiàn)象，存在嚴(yán)重抑制實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的膈肌功能，因此，我們選取使用T1脊髓平面作；另外，在實(shí)驗(yàn)中可以觀察到，早期T1損傷模型中，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物存在呼吸困難情況，考慮與輔助性呼吸肌的去神經(jīng)支配相關(guān)，另外，該類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物常需要?dú)夤芮虚_，使用血管活性藥物等特殊治療，對(duì)于建立模型較為困難，且不利于長期觀察實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的變換情況，本實(shí)驗(yàn)的目的在于改善高位截癱(T2平面以上)動(dòng)物的生存預(yù)后，其中主要的環(huán)節(jié)為減少膈肌疲勞，增加輔助性呼吸肌的鍛煉，因此，本實(shí)驗(yàn)使用高位胸髓損傷(T1)模型。

高位截癱與肺部并發(fā)癥相關(guān)的原因如下：(1)高位胸髓損傷能引起相應(yīng)的呼吸肌發(fā)生痙攣，破壞肺通氣；(2)吸氣和呼氣肌群受損以及胸壁反常運(yùn)動(dòng)易引起肺不張、肺炎和呼吸機(jī)依賴性呼吸衰竭；(3)交感神經(jīng)支配的中斷(T1到T6)以及隨后的非對(duì)抗性副交感神經(jīng)刺激，導(dǎo)致支氣管張力增加和上呼吸道血管充血[24-27]，繼而導(dǎo)致肺通氣功能障礙的發(fā)生。

AWNBV為我團(tuán)隊(duì)初創(chuàng)治療模式，其治療安全性尚未得到驗(yàn)證，因此，本實(shí)驗(yàn)首先建立正常Beagle犬模型，明確AWNBV是否適用于Beagle犬上。使用正常Beagle犬，每天經(jīng)AWNBV治療持續(xù)3周后，在體重、收縮壓、心率、PO2、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)及白細(xì)胞計(jì)數(shù)上與Control組相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。AWNBV治療為外部加壓改變胸廓容積，繼而使胸腔壓力改變，引起相應(yīng)的呼吸改變；該實(shí)驗(yàn)存在的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)是呼吸抵抗，即實(shí)驗(yàn)動(dòng)物吸氣時(shí)，AWNBV同時(shí)進(jìn)行充氣工作，繼而減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的潮氣量，既往在無適當(dāng)?shù)乃惴氨O(jiān)測手段時(shí)，外壓式呼吸背心是難以實(shí)現(xiàn)，本實(shí)驗(yàn)通過脈搏波形分析，結(jié)合實(shí)驗(yàn)動(dòng)物胸廓壓力改變曲線等數(shù)據(jù)，確立相應(yīng)的最優(yōu)算法，在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物呼氣時(shí)，迅速加壓，有利于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的呼吸，同時(shí)適當(dāng)擠壓實(shí)驗(yàn)動(dòng)物胸廓，繼而達(dá)到增加實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的呼氣量的目的，在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物吸氣觸發(fā)時(shí)，背心氣囊迅速放氣，前期胸廓擠壓受吸收的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有更好的吸氣動(dòng)力；從而促進(jìn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的氣體交換；在正常的Beagle犬中，AWNBV并不能有效提升氧分壓，但在體重、收縮壓、心率等指標(biāo)上，無明顯存在損害情況，說明其并不會(huì)加重正常Beagle犬的負(fù)擔(dān)，而且，在紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、白細(xì)胞計(jì)數(shù)指標(biāo)上，與Control組相比AWNBV無產(chǎn)生損害，說明AWNBV的干預(yù)對(duì)Beagle犬不產(chǎn)生損傷性作用。在2、4、8 h分組中，其檢測的指標(biāo)均差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示2、4、8 h均可作為后續(xù)干預(yù)的時(shí)間長度，本實(shí)驗(yàn)取中間值為實(shí)驗(yàn)時(shí)長，觀察在相對(duì)較短時(shí)間內(nèi)，AWNBV是否可以產(chǎn)生作用。以上實(shí)驗(yàn)提示AWBNV對(duì)正常實(shí)驗(yàn)犬無明顯的損害，那么在TSCI犬中，其是否能改善其呼吸功能，增加患犬的氧供給，減少肺部感染的發(fā)生，提高其整體的預(yù)后。

在Beagle犬TSCI模型中，BBB score證實(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒⒊晒Γ蚰覊浩确ㄔ斐蒚1脊髓損傷效果明顯，術(shù)后Beagle評(píng)分迅速下降。術(shù)后2周，Beagle犬情況穩(wěn)定后實(shí)施AWNBV干預(yù)。生存分析中可見，T1-TSCI+AWNBV組Beagle犬預(yù)后明顯優(yōu)于T1-TSCI組；在觀察終點(diǎn)(6個(gè)月)，T1-TSCI+AWNBV組中6只Beagle犬死亡1只，T1-TSCI組則死亡4只，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。證實(shí)AWNBV在T1-TSCI中能起到增加Beagle犬生存時(shí)間的效果。其原因可能是AWNBV能從多方面改善Beagle犬的病理生理狀態(tài)相關(guān)。

PaO2及PaCO2能反映肺呼吸交換功能的重要指標(biāo)，根據(jù)柏林會(huì)議對(duì)急性呼吸窘迫綜合征定義：PaO2/FiO2(吸入氧的濃度)能真實(shí)地反映肺部損傷的嚴(yán)重程度，本實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均未接受吸氧等輔助治療措施，測量PaO2能反映肺損傷的嚴(yán)重程度[28-30]。T1-TSCI+AWNBV組的PaO2在第2、3、5、6個(gè)月均明顯高于T1-TSCI組，而PaCO2則在第3、4、5、6個(gè)月明顯低于T1-TSCI組。兩組結(jié)合提示，AWNBV能改善Beagle犬的肺通氣情況，增加氧供，降低二氧化碳的蓄積，對(duì)T1-TSCI起到較好的肺功能保護(hù)。既往研究表明膈肌參與了吸氣能力和肺活量的大部分，輔助吸氣肌約占肺活量的35%～40%。參與吸氣的輔助吸氣肌包括肋間外肌(T1-T11)、胸鎖乳突肌(顱神經(jīng)XI)和斜角肌(C4-C6)。因此，即使是胸段的損傷也能產(chǎn)生中到重度的呼吸功能不全[31-34]。本實(shí)驗(yàn)支持既往研究結(jié)果，高位胸髓損傷易導(dǎo)致Beagle犬出現(xiàn)低氧血癥和(或)高二氧化碳血癥，而對(duì)吸氣肌的保護(hù)有利于解決Beagle犬因高位胸髓損傷而導(dǎo)致的低氧血癥及高二氧化碳血癥。其可能的原因:(1)高位胸髓損傷早期呼吸肌出現(xiàn)去神經(jīng)痙攣，從而限制了呼吸肌的運(yùn)動(dòng)，AWNBV通過主動(dòng)運(yùn)動(dòng)胸廓，減少因肌肉痙攣所帶來的呼吸限制，從而增加肺通氣，提高氧氣攝入，減少二氧化碳蓄積；(2)保護(hù)膈肌，減少膈肌疲勞；(3)后期鍛煉附屬吸氣肌，減少瘦體重的流失，起到保護(hù)肌肉的作用；(4)規(guī)律胸廓輔助性運(yùn)動(dòng)能減少小氣道坍塌、不張，加強(qiáng)氣道分泌物的排出，繼而減少因氣道痰栓堵塞導(dǎo)致的阻塞性肺不張，從而保護(hù)更多有效的肺通氣功能。

白細(xì)胞計(jì)數(shù)是反映感染的重要指標(biāo)。雄性Beagle犬的白細(xì)胞的正常值為(4.9～14.8)×109·L-1[35],結(jié)合我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提示T1-TSCI組明顯高于正常值范圍，提示該實(shí)驗(yàn)動(dòng)物組存在明顯的感染情況；而T1-TSCI+AWNBV組的白細(xì)胞計(jì)數(shù)在第3、4、5、6個(gè)月均明顯低于T1-TSCI組，說明T1-TSCI+AWNBV組在罹患感染性疾病的可能性較T1-TSCI組低。AWNBV主要作用在于保護(hù)Beagle犬的肺部功能，而肺部感染又是TSCI死亡的主要原因，因此，AWNBV能防止肺部感染，降低白細(xì)胞計(jì)數(shù)的升高。高位胸髓損傷易引起呼吸功能不全，慢性通氣不足易導(dǎo)致肺不張，尤其影響下肺葉。輔助性呼吸肌的癱瘓損害支氣管和肺泡的廓清能力，從而堵塞小到中間的氣道，進(jìn)一步阻礙有效的通氣和肺泡的氣體交換。此外，分泌物滯留使肺部容易受到病毒和細(xì)菌的侵襲，與呼吸道感染的風(fēng)險(xiǎn)和嚴(yán)重程度增加有關(guān)。咳嗽功能障礙會(huì)加重感染的易感性，以及繼發(fā)性或全身性并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)和嚴(yán)重程度。此外，如果胸壁沒有足夠的周期性活動(dòng)，胸肋和肋椎關(guān)節(jié)可能會(huì)迅速鈣化，從而降低胸壁的彈性，減少對(duì)胸肺單位的黏附，進(jìn)一步限制呼吸功能。隨著胸腔阻力的增加而導(dǎo)致呼吸功能的消耗，增加了肌肉疲勞和呼吸衰竭的易感性[36-37]。AWNBV能增加呼氣時(shí)胸腔壓力，有利于呼吸道分泌物的排出，減少發(fā)生呼吸道感染的風(fēng)險(xiǎn)，并且，每天使用AWNBV能為胸廓帶來周期性的按壓運(yùn)動(dòng)，對(duì)減少瘦體重的流失起到關(guān)鍵性的作用，在咳嗽功能的維持上，本實(shí)驗(yàn)尚未開展，因此，在咳嗽功能評(píng)估上存在欠缺。然而，AWNBV在減輕Beagle犬的肺部感染，提高其生存時(shí)間的作用值得肯定。另外，在實(shí)驗(yàn)過程中，我們觀察到Beagle犬發(fā)生病死前均出現(xiàn)呼吸道感染情況：呼吸急促、出現(xiàn)黃膿涕、發(fā)熱不退等癥狀，而且聽診能聞及雙肺滿布的濕啰音等情況，結(jié)合上述PaO2及白細(xì)胞計(jì)數(shù)的變化情況，推斷引起B(yǎng)eagle犬死亡的主要原因?yàn)榉尾扛腥厩闆r，這與臨床情況相接近，肺部的功能衰竭是引起全身多器官功能衰竭的始動(dòng)器官(MODS)，保證肺部功能的完備是預(yù)防MODS的重要手段[38-41]。

收縮壓及心率能反映Beagle犬生命體征的兩個(gè)重要指標(biāo)。在收縮壓對(duì)比上，T1-TSCI+AWNBV組在第5、6個(gè)月上明顯優(yōu)于T1-TSCI組；而心率比較上，在第1～6個(gè)月，T1-TSCI組心率明顯較T1-TSCI+AWNBV組慢，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，第1～6個(gè)月T1-TSCI+AWNBV組的心率與Control組相比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。AWNBV的重要作用在于對(duì)胸腔的擠壓，繼而使胸廓產(chǎn)生彈性形變，在設(shè)計(jì)該設(shè)備初期，對(duì)于胸廓擠壓是否會(huì)影響血壓及心率存在疑慮，經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)的證實(shí)，正常Beagle能耐受AWNBV的胸廓擠壓，對(duì)血壓、心率并未產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的影響，且Beagle犬的體重、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、白細(xì)胞計(jì)數(shù)等指標(biāo)并未發(fā)生明顯變化，說明AWNBV安全可靠；數(shù)據(jù)提示T1-TSCI+AWNBV組較T1-TSCI組能獲得更加穩(wěn)定的血壓，在心率方面，1～6個(gè)月的心率T1-TSCI+AWNBV組要較T1-TSCI快，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，但T1-TSCI+AWNBV組在第1～6個(gè)月仍較control組慢；以上數(shù)據(jù)說明，AWNBV治療能使高胸髓損傷Beagle犬產(chǎn)生較高的心率，根據(jù)Frank-Staring定律，有利于Beagle犬的心臟輸出，維持更佳的血壓與組織灌注。既往研究表明，脊髓損傷患者下行神經(jīng)通路的中斷可導(dǎo)致交感神經(jīng)活動(dòng)不足和無對(duì)抗的副交感神經(jīng)控制，導(dǎo)致反射性心動(dòng)過緩、靜息低血壓、直立性低血壓和在體力活動(dòng)時(shí)心臟適應(yīng)性喪失等。這些病理反應(yīng)經(jīng)常出現(xiàn)在交感神經(jīng)支配(即T5以上)以上的TSCI中，因?yàn)楦蓴_了脊椎上控制中心和通向心臟的交感神經(jīng)通路之間的通信[42-44]。本實(shí)驗(yàn)證實(shí)在高胸髓TSCI時(shí)，Beagle犬心率、血壓程下降趨勢(shì)，AWNBV對(duì)心率的糾正在干預(yù)初期就能達(dá)到比較好的效果，而血壓的糾正則需要更長的時(shí)間。至于，血壓恢復(fù)優(yōu)于T1-TSCI組的機(jī)制可能是：(1)AWNBV刺激有利于心率的恢復(fù)；(2)胸廓的擠壓有利于瘀滯外周組織的靜脈血液(去神經(jīng)性)進(jìn)一步回心，維持良好的心臟前負(fù)荷；(3)AWNBV能使胸腔存在更強(qiáng)負(fù)壓，有利于血液回流入心；(4)此外，感染性休克為低血壓的一個(gè)重要原因，AWNBV能有效預(yù)防肺部感染的發(fā)生，對(duì)維持血壓的穩(wěn)定具有重要意義。

紅細(xì)胞計(jì)數(shù)及體重能反映Beagle犬的營養(yǎng)狀態(tài)。T1-TSCI+AWNBV組在第3～6個(gè)月體重均優(yōu)于T1-TSCI組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；而在紅細(xì)胞計(jì)數(shù)上，T1-TSCI組在3個(gè)月時(shí)優(yōu)于T1-TSCI+AWNBV組，第4～6個(gè)月，與T1-TSCI+AWNBV組相比明顯減少。提示AWNBV能更好地保存Beagle犬的體重，減少因去神經(jīng)而引起的廢用性萎縮；而在紅細(xì)胞計(jì)數(shù)上，T1-TSCI組在3個(gè)月出現(xiàn)一過性的升高，其后逐漸下降，考慮可能原因?yàn)門1-TSCI組處于慢性缺氧狀態(tài)，誘發(fā)EPO等刺激紅細(xì)胞增加所致，其后下降跟Beagle犬整體營養(yǎng)狀態(tài)變差、患犬厭食相關(guān)。肌肉萎縮是TSCI后常見的并發(fā)癥，也是體重減輕的重要原因之一。既往研究表明，TSCI患者由于損傷平面遠(yuǎn)端的肌肉失神經(jīng)性萎縮而增加了氮的排泄。負(fù)氮平衡在受傷后持續(xù)長達(dá)2個(gè)月，引起患者體重的顯著下降。這些患者在受傷后4周內(nèi)體重可下降10%～20%，其中85%是瘦體重的下降[45-50]。通過AWNBV的治療，其在保護(hù)Beagle犬體重及維護(hù)紅細(xì)胞計(jì)數(shù)穩(wěn)定起到關(guān)鍵作用。AWNBV能使機(jī)體有較高的PO2及減少高二氧化碳血癥的發(fā)生，為組織、器官提供更為正常的內(nèi)環(huán)境，另外，AWNBV起到鍛煉輔助呼吸肌的作用，使其減少瘦體重的流失。因此，紅細(xì)胞計(jì)數(shù)及體重能從側(cè)面反映AWNBV能改善Beagle犬的營養(yǎng)狀態(tài)及減少瘦體重的流失的作用。

在肺組織的病理切片中，我們也證實(shí)了上述的結(jié)論，AWNBV干預(yù)組中可見較多完整肺泡組織，肺泡內(nèi)未見大量的膿液及滲出液的情況，提示AWNBV能減輕肺部感染的可能；這可能與AWNBV能促進(jìn)胸廓的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)促進(jìn)肺泡的開放，減少因肺泡塌陷而導(dǎo)致的肺不張，有利于肺泡內(nèi)滲出物的排出，從而減少因肺泡表面活性物質(zhì)稀釋而導(dǎo)致的肺泡破裂及不張情況，進(jìn)而起到肺保護(hù)的作用；另外，推測AWNBV的輔助呼吸作用，可能起到促進(jìn)肺泡內(nèi)滲出液排出的功能，肺部感染的一個(gè)重要原因?yàn)榇罅康奶狄鹤枞麣獾溃瑫r(shí)，痰液是細(xì)菌大量繁殖的基礎(chǔ)，既往研究證明肺炎患者痰液培養(yǎng)能發(fā)現(xiàn)不同種類的細(xì)菌、真菌、病毒，這些微生物在肺泡可大量繁殖又能引起肺炎的進(jìn)一步加重[51-53]；目前AWNBV能起到較好的肺保護(hù)作用，但具體機(jī)制需繼續(xù)深入研究。

本實(shí)驗(yàn)也存在一些不足：(1)因?qū)嶒?yàn)條件有限，未能實(shí)施肺功能測定；(2)AWNBV目前在Beagle犬中取得較好的療效，但是否能用于人群中結(jié)論尚不清楚，需下一步繼續(xù)研究；(3)FVC1或者為FVC1/FVC是評(píng)估肺功能的良好指標(biāo)，但是本實(shí)驗(yàn)組在實(shí)驗(yàn)安排期間難以尋找出較好的實(shí)驗(yàn)流程，而且本實(shí)驗(yàn)組缺乏大動(dòng)物呼吸功能評(píng)估設(shè)備，因此上述實(shí)驗(yàn)未能完成。

總之，本實(shí)驗(yàn)通過AWNBV的干預(yù)，改善了高胸髓損傷Beagle犬肺通氣、增加其體重及紅細(xì)胞計(jì)數(shù)值，維持穩(wěn)定血壓、心率，減少其發(fā)生感染的風(fēng)險(xiǎn)(降低白細(xì)胞計(jì)數(shù))，減少肺部滲出、發(fā)生肺實(shí)變的可能。證明AWNBV在治療高胸髓損傷Beagle犬中安全、有效，為非侵入式輔助通氣技術(shù)帶來新的可能。

(志謝：本研究得到東莞理工學(xué)院劉華珠教授的積極幫助，在AWNBV設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試中做出了貢獻(xiàn)，在此表示衷心的感謝。)

利益相關(guān)聲明：作者聲明沒有利益沖突。

作者貢獻(xiàn)說明：黎昱江、黎建文負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)施和論文撰寫；盤瑞蘭、袁金權(quán)、謝銳文、韓沃華負(fù)責(zé)結(jié)果分析；周建平、黎松波負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和論文修改。