17物理因素损伤

字符数24661图数不明表内-号后数字为上标,Ca2+中2+及cm2中的2为上标; LDH1,NH2,G2,CH3,PO4等中的数字为下标第十七章物理因素损伤物理因素损伤范围广泛。

机械性窒息、机械性损伤、高低温损伤、电击伤等，已有专章叙述，本章仅述及其余的物理因素损伤。

第一节气压损伤人类长期适应或习惯在一个大气压(101325Pa)环境中生活工作。

所以气压过低或过高的突然改变，会引起功能障碍，甚至发生死亡。

气压病(dysbarism)是气压改变所致的疾病，而气压性损伤(barotrauma)则是气体进入组织所引起的机械性损伤。

这些通常属于职业病和军事医学的研究范畴，因主要发生在飞行员、登山人员、潜水作业人员。

近代潜水运动兴起，有时发生意外。

与法医发生关系的通常是在死亡案例有死因可疑或涉及保险赔偿等问题以及死亡机理的咨询。

根据气压病发生的情况不同而分别冠以不同的病名，如潜水病、沉箱病、潜涵病、高压病、航空病、高原病等。

气体有两种物理性质与气压变化的生物学效应密切相关：①在一个弹性膜结构中(如胃肠、肺等)所含气体的容积随周围大气压的降低而增加；气压明显降低可以引起胃肠内气体膨胀，以致腹腔胀气。

②气体在液体(如血液)中的溶解度与气体分压高低和停留时间长短成正比。

决定人体受气压损伤的因素有：①有无对气压变化的适应能力；②气压改变(特别是减压)的速度；③气压变化(低压)维持的时间。

一、气压骤增造成的损伤爆炸时人体周围压力骤增，或爆炸的冲击波可引起肺及其它内部器官的损伤。

当人体受汽车、火车撞击时也可见类似的损伤。

肺表面特别是沿各叶边缘可见气肿泡，有时在两肺尖有大泡形成，或沿肋骨内面条状分布。

如气压甚高则可导致肺内出血，常见位置在肺的后面近脊柱处。

爆炸冲击波也可引起肝、肠、横膈等器官的出血、破裂等改变。

二、高空或高山环境引起的损害人对气压增加比对气压降低的耐受性为大。

周围气压增加3倍可无损于机体，而降低气压50％，例如登高海拔6100m，却可导致严重缺氧，甚至死亡。

飞行员突然从低空飞到高空也会发生严重缺氧。

高原或高空缺氧，可引起肺小动脉收缩，肺动脉阻力持续增加，导致肺动脉高压；又可引起肺毛细血管通透性增高，血浆渗出；加之缺氧引起的淋巴循环障碍，进一步引起高原性肺水肿或高原性脑水肿。

有些初到高原的人，由于不适应，即使海拔2700m，仅经过6~12小时，也可发生高原性肺水肿。

高原居民到海拔平面生活一段时期，重返高原后，更易发生肺水肿，其机理未明。

高原上除气压和氧分压降低外，还存在低温、紫外线辐射和低湿度等情况。

中度体力活动即可引起气喘、出汗、失水和口渴，可致低钾性硷中毒。

由此可知高原病的发病因素非常复杂。

逐渐登高可使机体有适应的过程。

但适应的类型和程度决定于许多因素，包括时间、体力活动、年龄及身体健康状况。

素无适应性锻炼的人，在海拔1500m即感到呼吸困难、恶心和失眠，但登山运动员可攀登而上喜马拉雅山巅。

三、迅速从低气压环境到高气压环境的损伤人体无论是从高气压环境中迅速到正常气压，还是从正常气压迅速降到低气压，均可发生气压损伤，引起减压病或沉箱病(decompression disease or caisson disease)。

一般减压越快，症状出现越快，损伤和病情也越重。

发病可在减压过程中，但多数均在减压后1~36小时内发病。

这些病主要见于深水作业者如建造大桥、海底石油开采、涵洞作业等。

在深水作业或潜水运动时，人体每下潜10m，即增加一个大气压的压力。

非沉箱的个体潜水时，空气的供应必须处在与水深相应的压力下。

有些国家规定水深超过50米就不能用氧氮混合气体，而应用氦来取代氮。

因为在高压下氮较易溶入血液。

它可引起麻醉效应，发生意识障碍。

即使在沉箱中作业者，在高气压环境下，肺泡中各种气体分压随之增高，气体便溶于血液，经血循环送至各组织。

气压越高，停留的时间越长，则溶解的气体越多。

当沉箱上浮到水面过快时，人体周围气压从高气压迅速转向正常气压，气体则从溶解状态游离为气泡，聚于组织和血液中。

减压越快，气泡逸出也越多。

由于氧和二氧化碳能参加代谢，被组织逐渐吸收而利用。

氮则长久以气泡状态存在，由小气泡融合成大气泡，分布于血液循环中，在血管内形成空气栓塞，阻碍血液循环，使相应组织发生缺血或梗死。

又因氮在脂肪中的溶解度4倍于血液，所以大部分氮集中在脂肪、神经组织和关节囊的结缔组织中，难以除去。

氮气泡在血管外可挤压血管壁并刺激神经末梢。

根据气泡阻塞血管和压迫组织的部位不同，可发生一系列症状和病变。

主要是肢体运动障碍、行动剧痛、无菌性骨坏死(又称减压性骨坏死)。

脊髓气栓可引起截瘫。

肺梗死时，患者出现咳嗽、咯血、呼吸困难、胸痛、发绀。

大网膜、肠系膜及胃的血管中有大量气泡时，可引起恶心、呕吐、上腹绞痛以及腹泻。

冠状动脉气栓则引起冠心病或因心力衰竭而死亡。

眼结膜、中耳、内耳、口腔粘膜、皮下组织及肌肉、脑、脊髓有小出血灶。

气压突然从高降低时，副鼻窦和中耳内的空气膨胀，可致鼓膜出血；此外，能使肺泡扩张破裂，继发实质性或间质性肺气肿、气胸、皮下气肿。

有时，下肢、膀胱、直肠出现麻痹症状。

气泡累及脑组织引起区域性损伤时，文献中曾报道过有下述各种不同症状和体征：眩晕、头痛、偏头痛、恶心、呕吐、反射异常、偏瘫、四肢麻痹、颜面麻痹、单瘫、轻瘫、失语症、失写症、痴呆、一过性谵妄、记忆丧失、舌下肌病痹、共济失调、肌肉震颤、植物神经功能紊乱，甚至休克、昏迷。

在实验性减压病中，细胞内可见气泡、致细胞膨胀，组织间隙气泡使组织变形，血管内气泡则使血流障碍。

登高时，颅骨窦内空气膨胀。

如以海平面处窦内空气容积为1计，则在海拔5400m时为2；10000m处为4。

此时颅骨窦内空气很易通过窦的自然孔道与外界大气压保持平衡。

当下降时，空气又必须通过自然孔道进入窦内，使窦内压力与增加的外界大气压相平衡。

当窦孔与鼻粘膜正常时，气体的上述变化迅速而有效，不致发生损伤；但如果窦孔被稠厚液体阻塞，粘膜水肿或骨质结构畸形等，防碍内外气压平衡，则窦内变成负压，可致液体渗出或出血。

如果气压变化太快，则粘膜可从窦壁撕裂，形成血肿。

额窦最易发生上述病变。

特征为发病快。

轻度和中度缺氧时，尚可出现主观症状，常见为头痛、头昏、气急、胸闷、有窒息感、恶心、呕吐、软弱无力、眼花、视力和听力减退、协同动作失调，有的焦虑、忧郁，有的出现欣快症，表现为兴奋和莫名其妙的愉快，随后反应迟钝，意识丧失。

如缺氧反应重，可毫无感觉而急速发生昏迷。

近代潜水运动兴起，1987年英国有60万人次潜水。

发生了6例气泡栓塞，69例减压病，4例低温病，4例氮麻醉，4例耳损伤。

大约有1/75000死亡。

三、长时间低气压的影响在高气压环境中较长时间，只要缓慢减压，不至于引起严重后果。

长时间在低气压下，则由于慢性缺氧，可致高山病综合征，表现为头痛、眩晕、鼻衄、工作效率降低。

当适应于这种环境后，则可发生红细胞增多症，血容量和血红蛋白升高、骨髓增生。

海拔越高，居留时间越长，红细胞也越多。

这是一种代偿机能。

但如果持续时间较长，可致肺动脉高压、肺血管内凝血、肺毛细血管通透性增强而发生高原性肺水肿。

有时，发生高原性脑水肿，脑膜、脑实质血管及静脉窦均充血，脑实质高度水肿。

同时，脑实质有散在的点状及小片状出血，偶可有大片出血。

脑细胞广泛变性，灶性坏死及软化，神经细胞胞体增大，边缘不清，染色模糊，虎斑消失。

病变以大脑、小脑和血循环末端供应部位如海马和基底节为严重。

少数病例可出现脑血栓。

也可发生高原性心脏病、高原性红细胞增多症以及蒙赫病(Monge's disease)。

蒙赫病的基本特征为：①显著的低氧血症；②显著的红细胞增多症；③显著的肺动脉高压症；④有神经精神症状(如头痛、头昏、感觉异常、抑郁、激动、嗜睡等)。

四、法医学鉴定减压病主要为灾害性事故，他杀罕见，自杀未见。

法医鉴定解决的问题是确证死亡原因和方式；排除其他原因所造成的他杀，或揭露隐蔽的犯罪行为；要了解发病情况和主要症状；进行案情调查，详细了解是否严格遵守减压规则和潜水作业的其他制度(如供气及潜水技术保证等)。

早期进行尸检，可以发现右心室、大静脉、肠系膜血管、冠状动脉内有气泡。

必要时，采取气泡进行气体分析，作为空气栓塞的重要证据。

尸体解剖除法医外必须在对设备有专门知识的有关专家到场时才可进行。

应由这些专家检查各项设备包括潜水设备。

有的专家建议解剖应在减压舱内进行。

也有建议解剖前应先用涂油的注射器从胸外抽取肺内气体进行氧和氮的含量分析。

解剖的程序应先开颅取脑，用动脉钳钳住大脑中动脉、基底动脉及椎动脉，然后将脑放入水中检查上述动脉中有无气泡逸出。

大脑静脉内的气泡则无意义。

(王英元编写)第二节放射性损伤放射性损伤是机体在超出其所能耐受剂量的高能电磁辐射及粒子的作用下所发生的损伤。

机体在正常情况下也经常接触一些辐射，如：宇宙射线、空气、土壤及食品、饮水等周围环境中的一些放射性元素，但由于剂量很小，并不引起机体发生明显的反应，即机体对辐射的具有一定的耐受性。

并据此确定了各种辐射的“允许剂量”超过“允许剂量”才能引起机体的异常反应。

放射能一方面给临床诊断和治疗提供了有效手段，另一方面又能损伤人体的组织细胞，甚至危及生命，还是潜在性的致癌因素。

当前，原子能和放射能已广泛应用于工农业、生物学及医学等领域，造福于人类，但如不注意防护，就会发生放射性损伤。

一、生物学效应㈠病因学导致机体发生放射性损伤主要是通过电离辐射。

电离辐射是由粒子和电磁辐射产生的。

所谓粒子就是指一些微小的但有一定质量、能引起物质发生电离的粒子，如：介子、正电子、β粒子、氚核、中子、质子、介子、正电子等（表14-1）。

它们的共同特点是有很高的运动速度，能穿透物质。

电磁辐射具有粒子及波动两方面性质。

从其粒子性能看，电磁辐射是由许多微小粒子，即光子所组成；从其波动性能看，电磁辐射也具有波的一般属性，如：无线电电波、光波、声波等（表14-2）。

X射线和γ射线属于电磁辐射，能穿透到机体的深部组织。

短波长的X 射线比长波长的X射线对机体的穿透力更强。

无论粒子或电磁波辐射，作用于物质均能引起电离，故统称为电离辐射，并可引起组织细胞的损伤。

㈡电离辐射作用的基本方式辐射能作用于机体后引起机体内一系列变化，这些变化可分为两大类，即原发作用和继发作用。

表14-1 各种辐射粒子──────────────────────────种类质量原子量单位电荷──────────────────────────α粒子 6.642×10-24攪 4.00279 两个正电荷氚核 3.343×10-24攪 2.1417 一个正电荷中子 1.6744×10-24 1.00894 无电荷质子 1.6722×10-24 攪 1.00758 一个正电荷介子 18×10-26攪 0.11 正或负电荷负电子 9.19×10-28 0.0005486 一个负电荷(β粒子)正电子 9.19×10-28攪 0.0005486 一个正电荷──────────────────────────表14-2电磁波辐射谱──────────────────────────种类波长频率（ＨＺ）──────────────────────────继发宇宙射线 10-2 10攩21攪(γ射线部分)镭γ射线 10攩-10攪 10攩19攪x射线 10攩-8攪 10攩16紫外线 10攩-5攪 10攩15可见光 4×10攩-5攪(紫） 10攩14攪7×10攩-5攪(红)红外线 0.01 10攩11攪无线电短波 10攩3攪 10攩7攪无线电长波 5×10攩4攪 1.5×10攩4攪─────────────────────────1.原发作用是射线引起的辐射生物学过程（如电离、激发）及辐射化学过程（自由基形成），因而导致机体内大分子化合物结构的破坏以及细胞某些细微结构的改变。