颅脑火器伤是近现代战争中致死、致残的首要因素，在平时火器伤也不少见，特别是当前高速、高能武器的致伤力大为增强，病情也更为复杂。因此，进行颅脑火器伤的深入研究，提高其救治水平，仍然是当前重要课题。在以往的临床病例分析和一些实验研究中，其主要困难是如何建立既符合临床颅脑损伤实际，又能持续观察伤情并能够施治的动物模型。一般来说颅脑火器伤模型选用有以下原则。①定致伤部位能够明确；②投射物（弹头、破片）的撞击能量和组织吸收的能量及其与损伤程度的量效关系能够准确测量和判定；③选用武器的类型、速度、质量间相互匹配关系要合适，以期获得标准而稳定的伤情；④实验动物要标准化，动物的解剖特点、生理耐受性与全身反应之间要已明确。
以下介绍几种颅脑火器伤实验动物模型。
1．颅骨切线伤 据统计，颅骨切线伤占颅脑火器伤的24．7%。对这类伤员如抢救及时，治疗得当，是可以很快治愈归队的，处理不当可造成残疾，乃至危及生命。
致伤方法：健康犬静脉麻醉后，固定在致伤架上，确定眶上缘2cm（相当于犬的前额部），头略向左偏15°，为弹着点。用7．62mm弹道枪、7．62mm M43弹射击，射距20m。弹头从右向左横切过颅骨，组织吸收能量300J，颅骨外板呈沟槽状伤道，硬脑膜完整，表面可有点状出血，骨伤道下位脑组织呈1．5～3．0cm的带状挫伤，脑回增宽，脑沟变浅，几乎全脑表面都可见点状出血，50%以上动物发生了硬膜外或硬膜下血肿。光镜检查，在距伤道4．5cm处显有神经细胞结构不清，胶质细胞水肿，毛细血管周围间隙增宽。呼吸、循环系统及某些生化指标均受到一定的影响。
该模型80%～90%动物可存活48～72h。伤情稳定，重复性好。既呈现局部明显的病理特点，又可连续观察伤后早期全身的病理生理及生化反应。
2．脑组织切线伤 致伤方法同颅骨切线伤，只是在原射击点处再向下（探层）0．5cm，弹头从额叶脑组织表面横行切过，高速光摄影有明显的瞬时空腔形成。组织吸收的能量约300J。颅骨呈索条状缺损，有的有延伸性骨折，硬脑膜撕裂缺损，伤道内积存凝血块、碎骨片及皮毛等，伤道周围脑组织挫伤，脑回增宽、变大，大脑凸面、底面、下丘脑、脑干等部位可见点片状出血。部分动物发现远离伤道的硬膜外和硬膜下血肿，少数动物发现脑室内出血。镜检伤道周围可见细胞坏死，伴有大片状出血灶。距伤道3～4cm处神经元细胞核固缩或碎裂，胶质细胞水肿，血管周围间隙增宽等。
血脑屏障的通透性明显增强。呼吸出现数十次的暂停，而后加快；心率先出现明显加快再逐渐降至伤前水平。大多数动物存活6～48h。这种伤情较颅骨切线伤明显加重。
3．脑组织贯通伤 用现代高速高能投射物致伤动物，由于伤后动物均迅速死亡，仅能观察伤道情况，故而难以连续观察动物全身变化。于是有些学者对实验方法作了一些改进：先将动物的颅骨切去，再用低速弹射击脑组织。Crockard等创立的所谓“清洁”模型，即在不损伤大血管和生命中枢的条件下，观察颅脑火器伤的局部和全身反应。具体方法：将恒河猴麻醉后固定在致伤架上，枪置于脑后，以右颈项线上10cm、矢状线旁12cm之交点与眶部连线作伤道，用0．31g钢球射击猴头颅造成贯通伤，射距6m。通过改变装药量造成所谓轻、中、重3种程度损伤，其组织吸收的能量分别为0．49J、1．26J和5．02J。作者认为，脑血管调节功能丧失和呼吸、循环功能衰竭是动物早期死亡的主要原因。但这种低速低能武器致伤与实际伤情不符，几乎不可能有这种简单脑组织贯通伤，特别与现代高速高能武器的多因素致伤相差甚远，且猴的价格昂贵，不易获得。为此，采用7．62mm的M45枪弹，在前述犬颅骨切线伤的射击点向下（深层）1cm射击，造成犬额部脑组织贯通伤。组织吸收能量为300J左右。致伤同时，高速（每秒1 000幅）X线拍摄显有较大的瞬时空腔，说明颅内压力较大。颅壳崩裂，硬膜撕裂，脑组织飞溅，全脑表而均可见点片状出血，颞极、枕极和脑干有挫伤或血肿。光镜、电镜检查，在距伤道4～5cm处，神经元和神经胶质细胞结构不清，血管破裂出血，脑干及小脑皮质神经细胞的线粒体肿胀、嵴断裂，内质网扩张，髓鞘变性；血管紧密连接处增宽，电子密度降低。呼吸循环功能明显障碍。动物在数分钟至30min内死亡。说明高速高能武器所致颅脑火器伤的贯通伤是全脑性破坏性损伤，临床难以救治。
4．颅脑爆炸伤 当前爆炸性武器致伤是主要致伤原因，约占火器伤的80%。可用下列方法建立颅脑爆炸伤模型。
（1）爆炸源：选用柱装爆炸源，爆速6 726m／s；爆压为33 700kPa；爆热为4 000K的黑索金（273℃硝基甲苯），电击发，起爆时程为3．5～6ms。
（2）射击武器：7．62mm滑滑膛枪发射0．7g钢球，速度为950m／s，射距6m。
（3）测试系统：同投射物致伤的测试方法。
（4）实验控制：利用滑膛枪发射的钢球触发爆炸源起爆爆炸装置，爆炸先于钢球射入头颅时间500μs，可有效模拟爆炸武器致伤时不同杀伤半径上爆炸冲击波、弹片等致伤物理因素的先后顺序。爆炸源爆心位于射击点的正前方。距射击点有25cm，在距射击点3cm的皮下埋设微型压力传感器，其感受面朝向爆炸源。
（5）致伤部位：射击点同前述。伤道走行与双眼睑平行，造成脑组织切线伤和（或）前额部脑组织贯通伤。致伤瞬间颅内压力100～200kPa／cm2。伤道较枪弹伤规则，人口略大于出口，伤道周围脑组织直接挫伤范围较枪弹伤小，但硬膜下血肿较为明显，全脑表面可见弥漫性点状出血。少数动物可见脊髓颈段出血。组织学变化与枪弹伤所致的脑贯通伤相似，但脑水肿较枪弹伤更为明显。这可能与爆炸冲击波的压力致伤有关。两组动物的能量吸收和吸收的百分率相差1倍以上，爆炸加脑贯通伤的伤情较严重，呼吸系统和心血管系统的变化也更为明显。动物的存活时间为1～24h，多死于呼吸循环衰竭。
这种模型接近于高能爆炸性火器伤，伤情一致性和重复性较好，并能存活数小时，可供伤后早期病理、生理等全身变化的观测。
随着现代高速高能武器及其他致伤武器的发展，颅脑火器伤的伤情更加复杂和严重，而且除武器局部致伤作用外，尚可引起远离致伤部位的损伤，即所谓“远达效应”。其致伤机制、伤情特点，特别是其全身效应十分复杂，故颅脑火器伤的实验和临床研究任重而道远。现有各种实验研究模型还不能满足研究需要，尚需在今后不断运用各种现代科学技术手段，根据研究需要，不断创造出新的实验模型和方法。
（储卫华 林江凯）
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