现代战创伤所致的高能量损伤,常导致伤员处于极度的生理耗竭状态,其核心病理生理改变表现为由低体温、酸中毒、凝血功能障碍和低钙血症构成的“死亡四联征”
[1-3]。这一恶性循环若不及时有效干预,将迅速引发不可逆的生理功能衰竭,显著增高伤员的早期死亡率。损伤控制医学以致命性战伤救治为研究对象,其核心理念是“控制损伤-复苏优先-分期修复”。该理念旨在通过分阶段救治策略,阻断由“死亡四联征”形成的恶性循环,是战场救治的关键。损伤控制医学的技术体系正是支撑这一核心理念得以成功实践的关键所在,是一套整合了外科技术、重症监护技术、止血技术、输血及凝血管理、体温维持、内环境稳定等多学科、多环节的综合性救治方案。本文旨在深入探讨损伤控制医学技术体系的核心构成要素,分析其在阻断“死亡四联征”、提高危重伤员生存率中的关键作用,并展望其未来的优化方向与发展趋势,以期为构建我军损伤控制医学技术体系提供理论参考和实践指导。
1 损伤控制医学技术体系的核心技术领域
1.1 损伤控制急救技术
损伤控制急救(damage control emergency,DCE)技术作为严重创伤救治流程中的首要环节,主要包括致命性大出血控制、困难气道管理、张力性气胸救治等,其核心任务在于快速识别并处置直接危及生命的伤情,为后续救治争取时间。
在致命性大出血控制方面,四肢出血主要依赖止血带压迫近心端血管实现血流控制,规范使用可显著降低死亡率,但误用或超时使用可导致神经损伤、血栓栓塞等并发症
[4-5]。对于躯干及交界部位出血,传统填塞或钳夹等方法止血效果有限。近年新型止血材料发展迅速,基于静电纺丝技术的纳米纤维敷料可实现1 min内快速止血,并兼具抗菌与促血管生成作用
[6]。带相反电荷多糖纳米纤维涂层纱布通过静电吸附与物理屏障双重机制实现快速止血
[7]。FeS
2纳米酶复合水凝胶可在96 s内完成止血,抗菌效率达99.9%
[8]。红细胞模板化铁单原子纳米酶在体外表现出增强的过氧化物酶样活性,可加速止血并促进伤口愈合
[9]。可控催化活性的纳米酶可根据伤口微环境pH值变化动态调节催化活性,抗菌率达97.9%,16 d伤口愈合率达95.5%
[10]。未来需着力推动智能止血设备与纳米酶材料的临床转化及安全性评估。
在困难气道管理方面,既往主要包括直接喉镜、经典喉罩及环甲膜切开术等有创操作。当前,视频喉镜已成为一线选择,视频喉镜较直接喉镜显著提高首次插管成功率(85.1%
vs 70.8%),尤其适用于声门暴露困难患者
[11]。声门上气道装置已从第一代经典喉罩发展为具备胃液引流通道、高密封压及可视化功能的第三代产品,在无法插管、可通气等场景中救援成功率可达94.1%
[12]。当多次尝试失败时,需立即行环甲膜切开术建立颈前气道,战术战伤救治(tactical combat casualty care,TCCC)指南强调持续二氧化碳监测以确认导管位置
[13]。同时,超声可精准定位环甲膜并确认气管导管位置,有研究显示其敏感性达98.7%、特异性97.1%
[14]。同时,北京大学第三医院团队开发的超冗余连续体机器人可实现困难气道自动化插管,已进入临床研发阶段。未来困难气道管理将向可视化、智能化、精准化方向持续演进。
在张力性气胸救治方面,主要包括细针穿刺减压及后续的胸腔闭式引流。目前,针刺减压仍是现场急救的首选干预手段,但循证医学证据揭示其存在局限性。一项纳入51项研究、8 046例患者数据的研究结果显示,传统针刺减压失败率高达32.84%,而每增加1 cm穿刺针长度可使失败率降低7.76%
[15]。为克服传统穿刺局限而设计的新型Donaldson减压针,其锁定机制用于防止过度插入,但其一次性阀门设计显著延长了减压时间,且穿刺成功率低于标准针(46%
vs 87%,
P=0.077),提示设备优化仍需进一步验证
[16]。超声引导技术正逐步应用于气胸诊断,床旁超声可提升识别准确性,而人工智能辅助超声诊断系统亦在研发中,这些技术有用于应对大规模伤亡或延迟后送等极端场景的可能
[17]。同时,日本研究团队开发了远程操控自动穿刺机器人,通过负压吸盘固定于患者胸壁,集成质量流量传感器实现穿刺进入胸腔时的自动停针,已进入实验验证阶段。未来张力性气胸救治将向精准穿刺、超声引导及自动化设备方向持续演进。
尽管现有损伤控制急救技术已被证实可有效降低早期死亡率,但仍面临战现场环境复杂、技术普及不均衡等挑战。未来应着力推进技术设备的智能化集成与便携化改进,并通过系统化模拟训练提升操作规范性。
1.2 损伤控制复苏技术
损伤控制复苏(damage control resuscitation,DCR)的核心在于通过早期暂时性出血控制、全血或血液制品应用及最大限度减少晶体液使用的整合性复苏策略,主动阻断“死亡四联征”的恶性循环
[18]。DCR技术的策略主要包括允许性低血压、精准输血、目标体温管理和凝血功能支持等。
在允许性低血压策略方面,其旨在将收缩压控制在80~90 mmHg(合并颅脑损伤者除外),在维持重要脏器基本灌注前提下,降低再出血及稀释性凝血病风险。Lammers等
[19]强调,活动性出血未控制前应维持此血压目标,颅脑损伤患者则需平均动脉压≥80 mmHg。俄乌冲突经验推动TCCC指南将血压目标调整为收缩压100 mmHg(颅脑外伤110 mmHg),以应对延迟后送条件下组织灌注维持的更高要求
[20]。
在精准输血策略方面,2023年东部创伤外科协会指南基于21项研究证实,冷藏全血与减少输血需求及改善死亡率相关
[21]。Sperry等
[22]研究显示,>1∶1比例的全血输注可显著改善4 h和24 h死亡率。民用急救医疗服务中低滴度O型全血(low-titer group O whole blood,LTOWB)项目的扩展,研究显示在农村和城市环境中均具有可行性和改善生存率的效果
[23]。同时,TCCC指南中将LTOWB作为平衡复苏的最优策略
[20]。但在俄乌冲突中,电力供应不稳定和冷链维护困难使血液库存管理面临严峻挑战
[24]。
在凝血功能支持策略方面,强调系统化管理钙离子平衡、酸碱状态及凝血因子功能。低钙血症已被纳入“死亡四联征”,需执行标准化补钙方案(每输注4~6单位血液给予1 ~ 2 g氯化钙)
[18]。氨甲环酸伤后1 h内给药可降低死亡率15%,伤后3 h以上给药无显著获益
[25]。黏弹性监测可提供凝血全貌评估,基于其指导的输血策略可显著降低死亡率及血液制品消耗量
[26]。同时凝血功能支持还包括通过pH和体温调控维持凝血酶活性。
在目标体温管理策略方面,创伤后低体温(核心体温<35℃)发生率10% ~ 66%,体温每降低1℃,伤死率增加约12%
[27]。美国创伤外科学会与外科医师学会联合指南建议,应通过加温输液、体表保温等措施,在复苏早期将核心体温维持在36℃以上
[27]。加温输液(37 ~ 40℃)可将核心体温提升0.5 ~ 1.0℃,联合加温毯可使低体温发生率降低约50%。
主动脉球囊阻断术(resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta,REBOA)作为DCR技术体系中的一项重要内部技术,通过经皮穿刺股动脉将球囊导管精准放置于主动脉特定节段,球囊充盈实现近端血流控制。该技术应用已从创伤出血扩展至非创伤性心脏骤停的辅助复苏
[28]。多项临床研究证实,REBOA可有效提升冠状动脉与脑部灌注压,促进自主循环恢复
[29-30]。目前该技术已在部分地区实现院前及急诊应用,其微创特性可有效避免开胸手术,但仍面临启动时机把握、球囊阻断时长控制及缺血再灌注损伤等问题。
目前,DCR技术已在严重创伤救治中展现出显著优势,但其临床应用仍面临血制品资源限制、个体化方案调整复杂及院前实施困难等挑战。未来损伤控制复苏技术的发展将聚焦于基于实时生理监测的个体化复苏策略、新型血液制品的研发,以及智能化决策支持系统的构建,从而推动其向更精准、高效的方向演进。
1.3 损伤控制外科技术
损伤控制外科(damage control surgery,DCS)技术体系旨在通过快速控制致命性损伤,阻断机体在极端生理状态下向不可逆性衰竭发展的恶性循环,其主要目标是控制持续性出血和污染。
在血管损伤控制方面,传统技术包括血管结扎、临时分流和球囊填塞等
[31]。随着血管内介入技术的发展,经导管动脉栓塞术已成为重要的介入止血手段
[32]。经导管动脉栓塞术在影像引导下通过选择性插管,注入弹簧圈、明胶海绵等栓塞材料实现精准血管封堵,其操作创伤小且能抵达手术难以显露的深部血管。研究显示其止血成功率可达80%以上,但对介入设备及专业医师依赖度高,且不适用于大血管完全断裂或静脉源性出血,存在一定的再出血风险
[32-33]。
在腹腔损伤控制方面,临时关腹技术是处理腹壁缺损的关键环节,主要目的是控制液体丢失、减少腹壁缺损和预防腹壁功能不全。目前常用的临时关腹技术包括补片技术与负压系统
[34-35]。补片技术可有效减小筋膜回缩,但对液体控制欠佳,且存在过度牵拉或反复缝合筋膜导致筋膜坏死的风险;负压创伤治疗系统可抵抗腹壁肌肉的侧向回缩力,减小腹壁缺损,提高筋膜一期闭合率,但其操作依赖专用设备与敷料,技术要求较高。
在骨科损伤控制方面,强调通过早期、简洁的临时稳定措施控制骨折出血、减轻二次生理打击,通常采用外固定支架进行快速临时固定,避免实施创伤较大的确定性内固定手术
[36]。然而临时外固有稳定性有限,尤其在复杂骨盆骨折或近关节部位,易出现复位丢失与支架松动,甚至加重软组织损伤。经皮置入固定针还存在较高的感染风险。近年来,技术进步为该领域带来新的发展方向,如机器人辅助骨折复位系统通过力反馈控制和人机协同算法,能够以更高精度完成骨折复位,减少医源性损伤
[37-38];新型骨生物黏合材料借鉴牡蛎湿性黏附原理,在血液浸润环境中实现碎骨的快速稳固黏合,为微创处理粉碎性骨折提供了新思路
[39]。目前这些新技术仍处于临床试验或初步应用阶段,其适应证及有效性尚需进一步评估。
在神经外科损伤控制方面,常用的技术包括颅骨钻孔减压术与去骨瓣减压术。颅骨钻孔减压操作简便、耗时短,适用于引流血液与积液,暂时缓解颅内压力。Motohashi等
[40]报道2例颅后窝急性硬膜下血肿患者在急诊室行单孔钻孔减压后,神经功能即刻显著改善。Peng等
[41]研究证实,钻孔引流术后置管可显著降低慢性硬膜下血肿复发风险,且不增加并发症发生率。去骨瓣减压则适用于更广泛的难治性颅内高压。早期去骨瓣减压手术可缩短重症监护病房住院时间,但6个月不良神经功能结局更多
[42];另有研究证实,挽救性去骨瓣减压手术组6个月术后死亡率显著低于医疗组,但植物状态比例升高(8.5%
vs 2.1%)
[43]。因此,钻孔减压与去骨瓣减压的时机选择与指征把握至关重要。
在胸外科损伤控制方面,目前常用的技术包括肺缝合术、肺切开术、肺楔形切除术及肺填塞术。Garcia等[44]研究发现,损伤控制开胸术可稳定伤员病情,为确定性手术提供了关键时间窗。Karmy-Jones等[45]研究显示,随着手术复杂性增加,术后死亡率逐级升高(单纯缝合9%,肺切开术13%,楔形切除30%,肺叶切除43%,全肺切除50%),这提示优先选择创伤小、耗时短的手术方式是降低早期术后死亡率的关键。2024年德国创伤外科指南更新进一步指出,胸部创伤的治疗正朝着微创方向发展,视频辅助胸腔镜在循环稳定患者中的应用以及肺保留手术的推广,显著降低了初级手术阶段的术后死亡率和并发症发生率[46]。
尽管在技术普及、设备依赖性和材料成本等方面仍存在挑战,但随着循证医学证据的持续积累、技术体系的不断迭代及多学科协作的深入推进,损伤控制外科技术将朝着微创化、精准化与生物功能化的方向快速发展。
2 损伤控制医学技术体系的新型基础支撑
2.1 智能伤情评估与决策支持技术
智能伤情评估与决策支持技术通过人工智能模型整合多源生理与影像数据,实现创伤的快速识别与分层,成为了损伤控制医学的关键组成部分。例如基于深度学习的非接触式伤情评估系统和利用无人机搭载的高清晰度摄像头及生命体征监测仪等,能够实现对前线伤员的快速定位和伤情评估[47];便携监测设备通过集成惯性测量单元、光学传感器等组件,依托边缘计算实时解析生命体征与运动数据,并结合5G/卫星通信技术构建远程会诊平台,实现前方设备与后方专家间的数据同步与交互决策[48];基于战创伤大数据库和临床治疗指南开发的医疗决策支持系统,将根据采集的数据实时给予救护人员救治决策建议[49-50]。
当前该技术体系已展现出部分优势:人工智能(artificial intelligence,AI)模型如帕克兰创伤死亡率指数等,通过伤员的生理变化和电子病例数据,就可动态评估创伤患者风险,为伤员初期救治决策提供支持[51]。便携设备降低了超声等检查对操作者的依赖,有利于救治资源的前置,远程会诊则通过跨机构数据互通弥补了基层资源不足[52-53]。然而,其临床应用仍面临多重挑战,AI模型普遍存在数据异质性导致的模型泛化困难,便携设备在复杂环境下的信号稳定性不足,远程会诊受限于医疗数据标准化缺失与共享壁垒形成的“数据孤岛”。同时AI模型的可解释性低以及监管框架不完善进一步制约了技术推广。未来发展方向将聚焦于开发可解释性强、能适应数据动态演变的AI架构,通过多模态融合提升评估维度,并推动联邦学习等计算技术以打破数据孤岛,最终形成覆盖损伤全程的智能伤情评估与决策支持生态系统。
2.2 医疗后送与远程协同技术
医疗后送与远程协同技术通过整合无人平台、物联网及5G/卫星通信等关键技术,构建了覆盖伤员救治全流程的智能化保障体系。利用无人机的空中机动性突破地理限制[54],借助物联网传感器实时采集生命体征与位置信息,并通过5G/卫星通信的低延迟、广覆盖特性建立稳定数据链,实现后方专家与前方救援力量的全程交互。目前,无人机在医疗物资配送与后送应用中已取得显著成效,例如中国电信的5G-A无人机配送网络通过高低频结合与智能波束赋形技术,在浙江试点实现了血液样本与急救药品的快速转运,单架次可满足1 ~ 2人紧急用血需求,运输时间较陆运大幅缩短。物联网技术则通过部署于伤员与后送工具的传感器,构建动态监测网络,如海上医疗后送管理驾驶舱通过集成多源数据,能够实时追踪伤员信息与后送工具状态,为卫勤决策提供支持。
然而,无人平台在复杂环境下的导航精度与抗干扰能力仍有待提升,物联网设备在偏远地区的网络覆盖与电力供应尚存盲区,5G/卫星通信在跨区域、跨运营商场景中存在数据标准化与协议兼容性问题。同时该技术对稳定能源的依赖性及高昂的运维成本,制约了其推广实践。未来,该技术体系将着重智能融合,通过引入人工智能算法优化无人机自主避障与路径规划,构建轻量化物联网分析节点,并依托低轨卫星星座与5G-A技术增强通信韧性,最终形成全域互联、实时响应的损伤控制医学后送与远程协同保障网络。
3 损伤控制医学技术体系的构建
损伤控制医学技术体系是建立在“控制损伤-复苏优先-分期修复”救治理念之上的综合性系统,旨在通过优先控制致命性损伤、积极纠正生理紊乱,为严重创伤伤员争取关键救治时间。为应对日趋复杂的战场环境对战伤救治能力提出的严峻挑战,亟须构建我军的损伤控制医学技术体系。该新型体系将以DCE、DCR与DCS为核心技术领域,以人工智能大数据、无人化技术、生物材料工程及物联网监测等前沿技术为基础支撑技术,驱动从战现场急救到确定性治疗的全链条整合与损伤控制核心技术的前置,从而显著提升伤员救治效率与存活率。见
图1。
在损伤控制医学技术体系的建设方面,美军已进入系统化创新与实战部署的先进阶段,其发展路径具有显著的顶层设计特征与技术前瞻性[55]。俄乌冲突经验证实,“黄金一小时”理论将面临变革,损伤控制技术必须向前沿推进[56]。当前,美军正持续推进的“前沿复苏与外科救治”团队概念,将具备DCS能力的小型团队部署至最靠近前线的位置[57]。其陆军外科研究所计划2035年前实现自主损伤控制手术能力,研发可穿戴重症监护平台,直接支撑DCS与DCR的前沿部署需求。这些都是对核心技术前置的实践。在前沿技术层面,美军正构建的实时自动化创伤救治数据生态,整合被动数据采集、边缘计算及人工智能辅助分诊,为DCR的生理终点导向复苏提供数据基础,体现了物联网监测与AI决策支持技术的实际应用[58]。同时,美国国防部高级研究计划局推动开发可部署、常温保存的全血替代品应用于DCR。
借鉴美军经验,我军应在现有成熟战伤救治体系基础上,积极引入人工智能、大数据等前沿技术,着力探索“智能远程救治系统”的构建,并持续强化延时现场救护和DCS前置能力建设,构建适应新时代战场的损伤控制医学技术体系。然而,我军在战伤救治中的智能化技术应用仍处于探索与发展阶段,在临床转化广度与实践深度方面与美国比较仍存在差距,是未来需要重点攻关与突破的方向。
4 技术整合面临的挑战与转化路径
损伤控制医学技术体系将其内部的各项技术进行系统性整合,是提升严重创伤救治效能的必然方向,核心在于实现DCE、DCR与DCS三大技术领域的整合。但这一过程在伦理、法规、可行性与人因工程等方面面临多重挑战。
首先,救治环节衔接不畅。DCE所采集的现场伤情数据与DCR、DCS所需的生理参数之间缺乏统一的数据接口与交互标准,导致伤员信息在救治链中断裂,难以形成从火线到后方的连续生理轨迹追踪与动态决策支持[59-60]。其次,救治能力梯次失衡。DCS手术平台与DCR复苏资源在救治阶梯中的配置不均,高成本技术装备集中于后方,而前线救治单元技术能力不足,使得技术整合难以形成体系效能[61]。同时,多技术协同责任边界模糊。当DCE、DCR、DCS多环节技术协同运行时,各技术模块的决策权责与故障追责机制尚不明确,一旦出现不良救治后果,法律责任在开发者、使用者与机构之间难以划分。在可行性层面,体系运行的可持续性面临现实考验。DCR技术依赖的血液制品冷链保障、DCS技术依赖的高技能人员配备,在实战环境下难以持续;远程协同系统依赖稳定的通信保障,在极端环境或灾害场景下存在中断风险。人因工程方面的挑战则更为深层[62]。救治人员需同时掌握DCE、DCR、DCS三类技术的操作,技术整合若未充分考虑任务负荷,复杂的操作流程反而会加剧决策疲劳与操作失误。
为突破上述瓶颈,推动三大技术领域的深度融合,需遵循清晰的转化路径。首要任务是推进救治模块接口标准化,建立DCE、DCR、DCS三大技术模块的统一数据接口与通信协议,实现即插即用式体系集成,使伤员信息在救治链中无缝流转。伦理与法规建设需同步跟进,制定针对多技术协同运行的专项指南,明确各救治环节技术模块的决策权限与责任归属,并通过建立区域性创伤救治中心与基层前线的分级协同机制,优化创伤救治能力梯次配置。人因工程优化应贯穿技术研发全周期,将DCE、DCR、DCS各环节的技术操作纳入统一的人机交互设计框架,开展高仿真模拟环境下的可用性测试,建立基于真实世界反馈的迭代优化机制,确保技术工具真正赋能而非阻碍临床实践。最终,技术整合的落地离不开持续的资金投入与政策支持,需建立科学的成本效益评估模型,证明体系整合的长期价值,逐步构建起高效、可持续的损伤控制医学技术体系。
5 损伤控制医学技术体系的未来展望
俄乌冲突的经验表明,现代战争的严酷环境正推动“黄金一小时”理念变革,延时现场救护的实施与损伤控制手术向前沿推进成为必然选择[63-64]。同时,冲突中暴露的规范不统一、标准不兼容等问题也凸显了损伤控制医学技术体系化建设的紧迫性[59]。
未来,损伤控制医学技术体系将向智能化、无人化、融合化、标准化的方向演进。损伤控制急救领域,致命性大出血控制从传统止血带向智能止血装置、自膨胀敷料拓展,气道管理发展为便携式自动开放装置。损伤控制复苏技术从经验性输注转向生理终点导向的精准调控,床旁即时检测与自动化凝血管理系统实现“死亡四联征”的闭环干预。损伤控制外科依托便携式手术机器人、微型腹腔镜系统向微创、精准、前置方向演进。无人救护车、手术机器人等装备实现复杂环境下医疗资源的高效投送。通过军民协同、平战结合构建全链条医疗生态,以统一标准确保救治环节有效衔接,最终形成理论与技术、装备与人才、平时与战时有机统一的损伤控制医学体系,为维护国家安全和提升民生保障能力提供坚实支撑。