复苏性主动脉球囊阻断术在战场应用的前世、今生和未来

难以控制的大出血是战斗中死亡的主要原因，其中大多数死亡发生在伤员得到确定性治疗之前。

在20世纪50年代，首次在战斗环境中引入了复苏性主动脉球囊阻断术(REBOA)来控制出血。对战斗伤员预后的对比分析发现，18.5%的人可能受益于REBOA，血管内技术的发展促进了REBOA在前沿部署环境中的使用。

然而， 目前REBOA由于其引起的远端缺血和球囊放气后导致的再灌注损伤，使其在长时间维持使用上受到限制。这种时间限制阻碍了其在长期野战救治环境中的应用。

军地资助的研究人员都在积极研究克服这些挑战的方法，并提高REBOA在严峻环境下的实用性。在这篇叙述性评论中，主要描述了REBOA的历史，它在最近的冲突中的使用，以及正在进行的努力，以提高它在未来战斗应用中的可行性。

血管内出血控制的历史和REBOA在战斗中的兴起

1.血管内出血控制的兴起 

卡尔·休斯中校(LTC)于1954年首次报道了使用腹主动脉球囊阻断术(IABO)治疗战斗伤员的创伤性出血。他描述了在2名重伤伤员中使用通过10-Fr动脉鞘插入的腹主动脉球囊导管，其中1名伤员因手榴弹造成大面积爆炸受伤，另1名伤员胸部和腹部多处枪伤。在前一种情况下，尽管在大量输血的同时进行了多次气囊充气以控制出血，伤员最终还是死在了手术台上。在第二种情况下，伤员在球囊插入时处于动脉周围，并且球囊膨胀没有导致血流动力学改善；剖腹手术时，发现伤员因髂静脉损伤而失血过多。

尽管如此，休斯还是认为，如果在这些病人身上早点进行IABO手术，他们可能会活下来。 在随后的几十年里，IABO用于控制出血的报道被归入治疗破裂的腹主动脉瘤。随着血管内介入治疗用于控制腹主动脉瘤出血的报道增多，人们对血管内出血控制装置在创伤救治中的适用性越来越感兴趣。20世纪80年代，在布鲁克林创伤中心接受治疗的21名受伤伤员中，使用IABO治疗创伤性出血的病例再次出现。所有7名幸存的伤员在IABO之前都有可测量的血压，而无法量得血压的伤员中都没有幸存者。 

2.新型床边IABO仪的研制 

随着AAAs和地方创伤伤员血管内治疗的进展，以及作战行动的格局发生了变化。在伊拉克自由行动（2003-2011年）和持久自由行动（2001-2014年）中，1/5的战斗伤员受伤导致出血（20%），1/6的人有血管损伤（12%），这一比例远远高于以往的战争。然而，在部署的环境中，血管外科医生很少 ，且新毕业的普通外科医生对血管外科病例的要求较低，因此有必要开发基本的血管内介入治疗来控制出血，这可以由治疗大部分战斗伤员的外科医生掌握。 REBOA导管的出现和发展是由于军事上迫切需要创新技术来减少出血造成的生命损失。由于战斗伤员的主要死亡原因是不可压迫性躯干出血，这种新兴的微创和便携式技术的相关性至关重要。

自LTC Hughes描述首次尝试使用IABO治疗战场上的损伤以来的几十年里，发生了几次模式转变，这有助于使这项技术更接近现实，即血管内革命以及在伊拉克和阿富汗战争中部署训练有素的血管内外科医生。2008年，Rasmussen等人描述了治疗战场上受伤的第一系列血管内方法，强调了将这些治疗提升到前沿救治水平的可行性。 作为军民融合研究的一部分，REBOA的开发在多个方面展开。Stannard等人2011年发表的15位军事血管外科医生将REBOA描述为失血性休克的暂时性干预。其中包括IABO放置和使用的详细技术说明。创伤性出血的动物模型证明了REBOA在减少失血和延长生存期方面的可行性和有效性，并且干预从工作台转移到床边。

随着研究重心转向临床应用，开发了培训课程，包括创伤和复苏外科的血管内技能，美国外科医生学院创伤血管内基本技能课程的前身。在严峻的战场环境中，REBOA用于出血控制的一个主要限制是最初需要的大14 Fr导管鞘，需要外科动脉切开修复。因此，研究努力集中在设计通过7-8-Fr动脉鞘插入的较小装置，无需透视辅助装置，以便于在资源有限的野战环境中使用。 

3.现代军事行动严峻环境中使用REBOA 

2013年，首次在6名地方创伤伤员中使用REBOA的病例系列发表，没有一人死于出血。在随后的几年中，积累了23份关于REBOA用于地方创伤的报告。2013年，由美国空军血管外科医生设计的ER-REBOA气球被广泛采用。通过7-Fr鞘经皮插入，无需导丝，该技术便于非血管性普通外科医生和创伤外科医生使用，并有可能用于野战环境。与之前的CODA球囊相比，该球囊需要14 Fr导管鞘和外科动脉切开修复，这种较低外形的球囊节省了时间，降低了手术的发病率，允许其在前线作战环境中使用。

第一份关于REBOA在战斗伤员中的应用的现代出版报告是在2017年，在Manley等人报道的4名受伤战斗伤员病例系列中，3名伤员接受了1区REBOA安置（腹腔上胸主动脉），1名伤员接受了3区REBOA安置（肾下腹主动脉）；所有人都存活到下一个救治阶梯。许多伤员缺少长期随访数据，因为在伤员转院到当地国家医院或被遣返回原籍国时，导致跟踪伤员的结果在后勤上存在缺失或失访挑战。 迄今为止，共发表了11篇文章，描述在47名战斗伤员中使用REBOA的情况。大多数来自美国的军队，共33篇（n=33，70.2%），其次是英国的8篇（17.0%），俄罗斯和比利时各3篇（各占6.4%）。Northern等人报道了长达18个月期间20名战斗伤员中使用REBOA的系列案例，其中19例伤员成功实施复苏性血管内球囊主动脉闭塞术，1例REBOA使用失败伤员出现球囊破裂。在这一系列事件中没有立即死亡，也没有任何战现场相关的并发症。

经历气囊破裂的伤员接受了快速剖腹手术，以评估气囊功能障碍导致的主动脉损伤。没有发现明显损伤，且病人存活到下一级救治。来自英国的一个病例系列类似地描述了当由于同时发生批量伤员而无法立即进行外科干预时使用REBOA的情况。尽管大多数文章报道了REBOA在偏远地区医院的使用情况，但有一篇已发表的文章称，REBOA可用于在直升机等旋转翼平台上维持伤员大脑灌注，同时将1名头部严重穿透伤伤员转移到更高的救治阶梯。 

4.伤情信息 

两种最常见的伤害机制是简易爆炸装置或手榴弹造成的爆炸伤害(n = 20，42.6%)，其次是枪伤(n = 16，34.0%)。复苏性主动脉球囊阻断术最常用于控制躯干出血。除2名伤员外，所有伤员均有腹内损伤。超过一半的伤员(26例，55.3%)出现腹部血管损伤。肠损伤17例(36.2%)，实体器官损伤13例(27.7%)。6例(12.8%)有骨盆骨折或骨盆出血。大多数接受干预的伤员接受了剖腹手术(39名伤员中的36名，92.3%)。 仅在五个病例中对估计的失血量进行了量化，在几个伤员中报告了未量化的大量失血。输血量从2到183单位不等，平均每个病人输血10单位。3名伤员分别接受了157、167和183 U的血液，其余伤员各接受了不到24 U的血液。值得注意的是，接受最大容量输血的3名伤员全部存活。

  5.REBOA放置 在所有提到上述病例中，REBOA都是由训练有素的医生进行的。一半由外科医生实施(25人，53.2%)，9人由急诊内科医生实施(19.1%)。半数伤员经皮操作(47例伤员中26例，55.3%)。大多数通过7-Fr动脉鞘放置(n = 31)，两个8-Fr鞘和五个10-Fr鞘。8名伤员的动脉介入时间为1至9分钟。大多数位于腹腔上胸主动脉1区(41例，87.2%)，其余位于肾下腹主动脉3区(6例，12.8%)。只有一个病例能够在充气前通过x线确定球囊的位置。大多数伤员接受了完全的复苏性主动脉腔内球囊闭塞术(cREBOA) (n = 29，61.7%)。3名伤员接受了冠状动脉腔内球囊部分复苏术，3名伤员接受了主动脉腔内球囊间断复苏术。8名伤员没有明确的闭塞程度。37名伤员(78.7%)报告了主动脉闭塞的持续时间，总持续时间中位数为26分钟，这与目前联合创伤系统失血性休克REBOA临床实践指南中的建议一致，该指南建议将主动脉闭塞的持续时间限制在15至30分钟。

 6.REBOA的应用效果

在报告了这一信息的29名伤员(61.7%)中，REBOA前收缩压的中位数(SBP)为68.5毫米汞柱(IQR，58.8-80毫米汞柱)，在有这一信息的32名伤员(68.1%)中，REBOA后SBP的中位数为120毫米汞柱(IQR，110-122.5毫米汞柱)。在22名有SBP测量记录的伤员中，REBOA使用前、后收缩压的中位数增加了51毫米汞柱(IQR，43.3-67.5毫米汞柱)。据报告，在7名伤员(14.9%)中，REBOA前SBP是不可测量的，除1名伤员外，所有伤员对球囊扩张反应的REBOA后SBP中值为115毫米汞柱。12名伤员(25.5%)未接受REBOA前SBP检查。

据报道，只有2名伤员在安置REBOA之前需要心肺复苏；一个是最终无法存活的创伤性脑损伤伤员，另一个是严重不稳定骨盆骨折伤员。这两个伤员都死亡了。总共有4名伤员死亡(8.5%)，3名在建立手术入路时死亡，1名在role4医院死亡，原因是伴有不可存活脑损伤。没有进一步的死亡报告，但后续数据很少。这些结果支持了LTC Hughes早期的评估，即在出血和心脏骤停之前更早的介入，可能是REBOA抢救危急时刻出血伤员的最佳机会，这一结论近年来也在更多的地方伤员中得到证实。 在接受经皮穿刺并存活的25名伤员中，大多数伤员在鞘移除后对穿刺部位施加了手动压力(n = 19)。其中1名伤员在超声检查中发现有股鞘血肿，因此随后修复了动脉切开术。3名伤员报告了股动脉切开术修复，2名伤员在操作结束时放置了股鞘筋膜缝线，但没有进行正式的动脉切开术修复。

在43名建立手术入路后存活的伤员中，有28名伤员(65.1%)接受了随访血管成像。最常见的是通过进入部位超声(n = 25)。3名伤员接受了完整的血管造影。1名伤员在索引手术结束时没有任何随访进入部位成像报告，但由于反复出血，随后需要在与初始REBOA相同的一侧重复放置REBOA，并在完成血管造影后确定的腘动脉中形成血栓。在存活的43名伤员中，7名(16.3%)出现了与REBOA相关的并发症。4名伤员出现血栓形成或远端栓塞，2名伤员随后需要膝关节以下截肢。1名伤员出现股鞘血肿，需要进行动脉切开修复。1名伤员因球囊破裂而放置REBOA不成功，但未造成动脉损伤。最后，1名伤员出现急性肾衰竭，需要透析。

延长现场救治的黄金小时和REBOA的未来

2020年联合创伤系统临床实践指南中描述了REBOA在严峻环境中的使用。在这些情况下，如果伤员可能在30分钟内死亡，有经验的REBOA放置医师在场，以及血液制品复苏无法使伤员复苏，并且确定出血控制的时间较短，则建议对主动脉进行复苏性血管内球囊闭塞术。这些建议反映了以前军事卫生系统的黄金小时救治模式，在该模式中，战斗伤伤员被迅速后送到更高级别的救治。然而，在过去十年中，没有集中常规军事力量的灰色地带（混合）冲突有所增加，并且在未来可能会继续增加。这种冲突模式禁止向前提供医疗支持，因为小型团队在地理上分布广泛。因此，军事医疗救治的范式正在从黄金小时模式转向延时现场救治。这一转变将导致受伤军人获得确定性外科治疗的时间大大延长。延期现场救治情况下，出血可能需要控制数小时。因此，目前正在进行研究并制定策略，在供应保障和资源有限的严峻环境下延长REBOA使用的安全期限。

增加REBOA的安全持续时间

在动物模型中，主动脉阻塞时间超过20-40分钟与严重的生理紊乱和不可逆的终末器官缺血性损伤有关。 当前 正在研究几种方法来克服长期使用REBOA的负面影响。 最 先进 的研究领域是REBOA技术的改进，旨在提供较低水平的远端血流。 间歇性REBOA是通过定期对主动脉闭塞球囊放气来进行的，以允许短期的远端灌注。 部分REBOA是指在短暂的初始完全闭塞后，允许远端持续低水平血流的技术。 

间歇性REBOA 

间歇性REBOA（iREBOA）旨在通过初始出血控制后的间歇性气囊放气和再充气来最小化闭塞区域远端的缺血。研究人员已经在猪出血模型中评估了iREBOA，并试图确定气囊充气和放气的最佳时间表。基于时间的时间表，充气10分钟后放气3分钟，以及基于压力的时间表，放气直到MAP始终低于预定阈值， 都在血管损伤和高级别肝损伤模型中进行了评估，结果喜忧参半。虽然两种iREBOA放气时间表的表现始终优于完全和连续REBOA，但两种时间表均优于另一种时间表。

在日本，间歇性REBOA已被用于创伤伤员的临床实践，据报道，该技术可使气囊充气20分钟，然后通过快速输注血液制品放气，如果近端SBP降至70毫米汞柱以下，则可使气囊再次充气。关于在人类战斗中使用iREBOA的报告仅限于病例报告。虽然一些病例报告证明了iREBOA的成功，但其他35个病例报告了与气囊放气相关的血流动力学崩溃。 iREBOA的一个优点是商业上可获得的ER-REBOA设备。但是，也有一些缺点。每次气囊充气时产生的后负荷反复急剧上升可能是有害的，特别是对于已有心脏病的伤员，快速间歇性气囊放气可能导致严重低血压，加重伴随的创伤性脑损伤。值得注意的是，在非创伤性临床使用iREBOA时，延长的完全闭塞时间与术后肺部并发症有关。因此，尽管iREBOA有希望，但仍必须谨慎使用。 

部分REBOA 

部分再灌注是再灌注的一种新应用，它允许再灌注球囊远端的低流量流动。理想情况下，预灌注可以利用主动脉闭塞水平附近的灌注改善，同时也允许足够的流量通过球囊，以实现出血区域的允许局部低灌注，同时减轻远端缺血。这一策略旨在最大限度地减少持续出血，而不引起远端完全缺血。 转化工作已经评估了猪模型中控制性出血、非控制性出血和控制性出血后继发非控制性出血的pREBOA。随着pREBOA的发展，对于什么构成pREBOA或如何测量pREBOA的程度没有明确的标准。研究使用了远端到近端的压力梯度。

大多数研究组都包括了pREBOA前10到15分钟的主动脉完全闭塞，理论上是为了使血块稳定。一系列研究显示了pREBOA相对于cREBOA的优势，包括提高存活率、减少远端缺血和降低复苏要求。对于延长的现场救治场景，pREBOA也被证明允许更长时间的闭塞，研究表明pREBOA的存活率高达2小时。与iREBOA相比，pREBOA已被证明与平均动脉压(MAP)的更少急剧下降相关，这表明血液动力学稳定性的改善具有潜在的益处。 

关于使用pREBOA的临床报告有限，主要使用ER-REBOA球囊，该球囊不是为流动滴定设计的。最大的报告来自日本，具有回顾性。他们报告了使用pREBOA与更高水平的血流动力学改善率和稳定性之间的关系。然而，鉴于报告的回顾性，不可能将pREBOA的使用与这些积极结果直接联系起来。其他关于创伤临床使用pREBOA的报告仅限于个案报道。比利时特别行动小组报告了3名使用ER-REBOA导管的伤员使用pREBOA的军事用途，发现所有伤员在使用pREBOA大约30分钟后都存活下来 。

新型导管 

使用pREBOA带来的一个重大挑战是准确确定主动脉闭塞程度和远端灌注。如前所述，ER-REBOA导管是最常用的REBOA导管，其设计不允许部分远端灌注或滴定通过导管的特定血流，也不允许其他商用导管。在动物模型中对ER-REBOA导管的评估表明，最小的球囊放气会导致主动脉流量迅速增加，并且允许远端流量所需的球囊体积减少在动物之间存在显著差异 。

 鉴于这种临床需要，已经研究了用于滴定远端流量的多个导管。这些包括双叶pREBOA导管和pREBOA pro导管。双叶pREBOA导管有一个大的顺应性球囊和一个小的不顺应性球囊。较小的球囊支架位于主动脉壁外，允许在较小球囊、较大球囊和主动脉壁之间的通道中有一定程度的流动。这已被证明允许在动物模型中精确滴定流量，最大球囊充气百分比和远端流量之间的关系一致，并且需要比ER-REBOA更少的滴定来实现目标远端MAP。

pREBOA pro导管具有包含流道的半顺应性球囊。当气球部分充气时，流道允许血液流动，而气球的外周长与主动脉壁保持接触。当球囊完全充气时，流道关闭，导致主动脉完全闭塞。与双叶pREBOA导管相比，pREBOA pro导管更容易定位远端血流。其他气球设计已经在初步动物研究中进行了测试，但只有一种pREBOA pro获得了美国食品和药物监督管理局的批准。pREBOA pro导管是第一个商用压力调节球囊，旨在实现部分主动脉闭塞，但它的临床应用还有待观察。    

增强缺血耐受性

使用iREBOA和pREBOA可以减少与主动脉闭塞相关的缺血性损伤。 然而，考虑到最终治疗前可能需要较长时间，以增强缺血耐受性的药物形式进行的支持性治疗有可能提高受伤士兵的存活率 。 

丙戊酸 

丙戊酸和其他组蛋白去乙酰化酶抑制剂已被研究用于治疗失血性休克和缺血再灌注损伤。丙戊酸钠增强细胞缺血耐受性，提高猪在失血性休克中的存活率，类似于全血输血。丙戊酸的作用机制是通过翻译后蛋白质修饰，上调与细胞存活、增殖和分化相关的基因，下调与细胞死亡和炎症相关的基因。丙戊酸已被证明能提高50%出血猪模型的存活率。

在出血和缺血再灌注模型中，丙戊酸降低了酸中毒、凝血障碍、缺血性肝损伤以及与单独接受液体复苏的动物相关的各种基因的病理性过度表达。在将其用于人类之前，必须确定最佳剂量。1期临床试验表明，健康人体受试者的最大耐受剂量为140 mg/kg。有正在进行的研究评估在pREBOA中添加丙戊酸是否可以进一步延长阻塞时间或潜在降低其发病率。 

低体温症 

1区REBOA最大的缺血负担是内脏器官，在评估pREBOA和iREBOA方面已经做了大量工作来减少这种缺血；然而，远端骨骼肌缺血也是一个问题。虽然3区REBOA避免了内脏器官缺血的风险，但下肢的灌注仍然受到影响。骨骼肌缺血可在不到3小时的时间内导致不可逆的神经肌肉损伤。低温疗法以前曾被用于为移植和心脏骤停后保存器官功能。

在严峻的环境下，低温可能会导致长时间的缺血，同时等待送往最终治疗。通过外部冷却实现的低温已被证明可以在3区冷冻4小时后减少骨骼肌缺血。然而，这种益处似乎是有时间限制的，当动物在接受8小时的REBOA时被冷却时没有改善。低温对尚未接受确定性外科管理的伤员的最终影响还有待观察，低温相关凝血病的风险需要进一步调查。此外，冷却毯和冰袋的运输可能会限制该技术的应用位置。

在严峻环境中使用的新技术

减少恒定气球调整的需要 

使用pREBOA维持远端灌注或血流在设定的速率下需要持续的球囊调整，即使使用新的导管也是如此。 在 供应保障 有限的战场情况下，这可能是具有挑战性的。 自动可变主动脉控制电路在减少提供者执行频繁流量调整的需要方面可能是有益的。 Williams等人在2016年首次描述了一种混合式腔内-体外电路可变主动脉控制装置。 一种商用的流量监测器、一种新型的体外流量导管和定制设计的控制系统结合在一起，开发了一种体外血流控制的自动化系统，同时伴随着颈动脉和股动脉的双管化，允许有氧血液在1区REBOA球囊远端的颈动脉压力依赖性体外流动。

 作为概念的证明，在70分钟的REBOA治疗中，该回路能够维持肝脏损伤动物的近端MAP>60 mmHg，并根据近端MAP调整血流。 基于这一想法，其他 基于 计算机控制的动态IABO球囊调整， 能够 响应 伤员 生命体征的变化，而不需要体外回路或额外的插管部位。 在 医务人员 有限的严酷环境中，自动化设备可以通过REBOA控制出血控制，同时释放出 气 。 这在 批量伤员 需要多项干预的情况下可能被证明是至关重要的。 

改进动脉通路和气囊定位 

在严峻环境中使用REBOA也受到成像能力有限的挑战。超声是一种便携式成像设备，可用于促进REBOA放置过程中的多个步骤。超声可促进经皮股总动脉入路，避免了股动脉切断术的需要。手术切开更危险，需要关闭动脉切开伤口，而不是经皮穿刺，后者通常只需要在手术结束时手动按压进路部位。特别是，小口径股动脉鞘的发展，例如这里所包括的大多数病例中使用的7-FR鞘，大大减少了动脉切开闭合的需要。

然而，手术切开仍然是一个可行的选择，特别是在危急的伤员中，而且已经被证明与经皮穿刺相比，主动脉闭塞的时间更短。 动脉入路仍然是REBOA置入的限速步骤，较早的动脉入路可缩短出血控制的时间。在偏僻的严酷环境中，获得超声支持的途径可能会受到限制。最近已经对设备进行了研究，以克服传统血管进入设备的一些局限性。富兰克林等人设计了一种手持多针装置，允许提供者同时推进三根进入针，然后插入抽血的针，潜在地允许更快的血管进入。 其他产品正在开发中，以提高在成像确认资源有限的情况下进行血管插管的安全性。Avneri等人设计了一种血管通路装置，当针头中的压力传感器显示针尖在动脉中时，该装置将使导丝穿过针头。压力耦合针也在开发中，它可以方便地识别针尖在动脉中的位置。在针放置后，还在开发一种新设备，以确保导管尖端保持在血管中，并确保REBOA球囊在正确的位置充气。

一种正在开发中的装置涉及导管引导尖端，该导管引导尖端最初可以被压缩以允许通过鞘插入，但是一旦进入血管，该导管引导尖端就会膨胀并抵抗压缩，从而降低了该装置无意中转向较小分支血管的可能性。另一种装置包括磁性导管尖端定位方法。磁场探测器可以放置在伤员的身体顶部，并指示导管尖端何时从其下方通过。这既可以显示导管尖端在适当的方向通过，也可以在充气前确认主动脉带。

虽然这些技术还没有商业化，但有助于增加血管通道的易用性和安全性，甚至还有可能减少充气球囊的时间，扩大REBOA可以使用的资源有限的环境。 一旦进入动脉，评估合适的球囊位置和主动脉是否完全闭塞在没有透视的严酷环境中可能是具有挑战性的。在颠簸的后送途中或混乱的战斗环境中进行脉搏检查可能是不太可靠的。正在研究的精确放置球囊的方法包括带有可折叠心导线系统的改装导管和磁性可跟踪球囊。使用手持红外成像设备在动物模型中成功地确保了主动脉完全闭塞和准确放置球囊。

培训

在严重创伤伤员的复苏中使用REBOA是一项团队运动，可能被部署到严酷环境中的外科医生和急救医生都必须接受在严重创伤伤员中放置、使用和监测REBOA的培训。甚至在更远的将来，将加大努力培训非内科医生，包括可能更早接触到战斗伤员并取得成功的医务士官和技师。当前低成本的REBOA培训器已经开发出来，这可以改善获得培训资源的机会。在新的高级创伤外科技能课程中增加了一项技能，旨在部署前对军人进行基本创伤技能培训。 

小结

在过去的十年里，REBOA在战斗创伤救治中的应用有了很大的发展。虽然REBOA越来越多地被成功地用于预防战斗伤员中的出血死亡，正在进行的研究有可能扩大REBOA在严峻战斗环境中的适用范围。进一步的动物和人类研究可以减少缺血性损伤的辅助药材，这可能有助于延长主动脉阻断时间，从而允许长时间后送伤员。有助于快速和方便地进入血管的新技术可能会减少REBOA膨胀的时间，并拓宽可以放置REBOA的操作者的类别范围。这些努力可能会改变战斗伤员救治的面貌，有很大的潜力限制由于不可压迫性躯干出血造成的生命损失。