人體暴露途徑
(1)環境暴露:冬季、高緯度地區人們在戶外活動。
(2)職業暴露:①冬季在寒冷地區或極地從事露天或野外作業,如建築、裝卸、農業、漁業、林業、礦業、地質勘探、野外考察研究等,以及在室內因條件限制或其他原因而無採暖的作業。②在人工低溫環境中工作,如儲存肉類的冷庫和釀造業的地窖等,這類低溫作業的特點是沒有季節性。③在暴風雪中迷途、過度疲勞、船舶遇難、飛機迫降等意外事故。寒冷天氣中進行戰爭或訓練。人工冷卻劑的儲存、運輸和使用過程中發生意外。
人體健康風險
體溫過低對機體的影響
(1)體溫調節。寒冷刺激皮膚,冷感受器發放神經衝動傳入到脊髓和下丘腦,反射性引起皮膚血管收縮、寒戰、立毛及動員儲存的脂肪和糖。血液由於外周血管收縮而轉向流入深部組織,熱在此不易散失。寒戰、脂肪和糖動員也使得代謝產熱增多,體溫能夠維持恆定。人體具有適應寒冷的能力,但有一定的限度。如果寒冷(−5℃以下)環境下工作時間過長,或浸於冷水中(使皮溫及中心體溫迅速下降),超過適應能力,體溫調節發生障礙,則體溫降低,甚至出現體溫過低,影響機體功能。由於全身過冷,使機體免疫力和抵抗力降低,易患感冒、肺炎、腎炎、肌痛、神經痛、關節炎。
(2)中樞神經系統。低溫條件下,腦內高能磷酸化合物代謝降低。可出現神經興奮和傳導能力減弱,並與體溫有直接的關係;在體溫32.2~35℃範圍內,可見手腳不靈、運動失調、反應減慢及發音困難。寒冷引起的這些神經效應使低溫工作人員易受機械和事故的傷害。
(3)心血管系統。低溫作用初期,心率加快、心輸出量增加,後期則心率減慢,心輸出量減少。體溫過低並不降低心肌收縮力,而是影響心肌的傳導系統。房室結的傳導障礙表現為進展性心動過緩,進而出現心收縮不全。傳導障礙可在心電圖上有明顯變化。
(4)體溫過低。一般將中心體溫(直腸溫度)35℃或以下稱為體溫過低。體溫35℃時,寒戰達到最大程度,體溫再下降則寒戰停止,而且逐漸出現臨床系列症狀和體徵(如血壓下降、脈搏減弱、瞳孔對光反應等消失,甚至出現肺水腫、心室纖顫和死亡)。在寒冷環境中,大量血液由外周流向內臟器官,中心和外周之間形成很大的濃度梯度,所以中心溫度尚未過低時,易出現四肢或面部的局部凍傷。
(5)皮溫與感知覺。服裝覆蓋部位皮膚溫度平均值33℃時,幾乎所有人感到舒適,低於33℃部分人出現冷感,隨著皮膚溫度繼續降低,不但冷感程度加深,而且出現冷感的人的比率也增大。皮溫下降到30℃,部分人可出現“寒戰”。平均皮溫降至27.5℃時,所有人出現冷感或很冷感。局部受冷後,皮膚溫度首先出現下降,隨著冷作用強度的加深,皮膚出現潮紅,繼之有脹、痛、麻等症狀,觸覺敏感度下降,手操作功能減弱。裸手皮膚溫度保持在20℃以上,手的操作功能基本可以保持正常,其觸覺和感覺也無異常改變;手皮膚溫度降到15.5℃時,操作功能開始受到影響;下降到10~12℃觸覺明顯減弱;下降到4~5℃時,幾乎完全失去觸覺的鑑別能力和知覺。
(6)誘發或加重某些病症。如冷過敏性蕁麻疹、關節疾患、風濕性疾病、化膿性疾病、雷諾氏症、高血壓、心血管疾患、哮喘等呼吸道疾病、消化道疾病等。
(7)空調病。多發生在夏季冷空調房間,主要症狀是空調徵候群,表現為頭痛、頭重,全身乏力,手腳發酸,牙痛,易發生腹痛、腹瀉、喉痛。其主要原因是室內外溫差大,過冷過熱引起的。最好將室內外溫差控制在5~7℃以內。
人體對寒冷的習服
人體長期接觸寒冷之後,通過自身生理生化調節過程,可產生冷習服,在一定程度上可提高耐寒能力。冷習服可表現為增強產熱,減慢在寒冷環境中體溫降低的速度;外周血管收縮作用加強,提高外周血管的隔熱值以減少散熱,在較低的體溫時才啟動產熱反應;肢端等皮膚血管冷致血管舒張反應的加強,有利於在寒冷環境中保持較高的肢端溫度。人體冷習服可以通過耐寒鍛鍊加速形成,耐寒鍛鍊一般堅持4~6周即顯著效果,表現為心血管功能改善,全身或局部冷暴露時肢端冷致血管舒張反應明顯改善,在寒冷中保持較佳的手操作功能,與寒冷有關的疾病發病率明顯降低等。停止鍛鍊、不再接觸寒冷1~3個月,冷習服現象可逐漸消退。
凍傷及其臨床表現
凍傷按損傷性質可分為非凍結性凍傷和凍結性凍傷。按部位可分為全身性凍傷和局部性凍傷,全身性凍傷包括凍僵和凍亡,局部性損傷包括局部凍傷、凍瘡、戰壕足、浸泡(漬)足。根據損傷的程度分為輕度凍傷和重度凍傷。同時凍傷的發生受到環境因素如風速、濕度、海拔高度、太陽輻射的影響,人體因素如機體胖瘦、性別、年齡、菸酒嗜好、鍛鍊情況、種族差異、能量攝入情況、著裝和活動情況等的影響。
(1)全身性凍傷。在寒冷條件下,機體不能繼續維持其正常體溫,而致中心體溫(直腸溫度)降至35℃以下則稱為凍僵。常在風雪中迷路、突然遭遇寒潮襲擊、落水、飛機失事迫降等導致在寒冷環境中停留時間過長發生。疲勞、飢餓、醉酒等是重要的誘發因素。陸地上凍僵常為緩慢凍僵,分為代償、抵抗、衰竭、垂危四個階段。水中凍僵為快速凍僵,在短時間內體溫急劇下降,無明顯階段性反應。
(2)局部性凍傷。
①非凍結性凍傷。凍瘡:多發生於不太冷的高濕度地區,如沿海一帶及江河流域等地。好發部位是手、足、耳及其他末梢部位。中小學生的皮膚由於角化層較薄,因此凍瘡的發生率較高。凍瘡開始表現為皮膚的紅斑或紫紅斑及腫脹,皮下結節,有灼熱感及癢感,出現血管擴張和皮下水腫。這種病灶可於幾天內消退,也可反覆發作,甚至每年發作;可遷延數周至數月不愈,病灶腫脹加劇,組織變硬(手指僵硬),顏色較深,有時出現水皰,並有發生淺表組織糜爛和皮下脂肪壞死的傾向,癢感被疼痛代替。戰壕足:發生於冰點以上低溫(0~10℃)的潮濕或蒸汽環境中,往往是因在寒冷或潮濕的戰壕中長時間不活動、肢體下垂、鞋靴緊窄的條件下發生的。因局部受冷導致缺血,引起較深部組織的血管-神經性病理損害和無菌性炎症。早期病例血管顯著充血,有明顯滲出和水腫,幾十天后血栓發生機化,動靜脈可有閉塞性血管內膜炎的特徵;早期肌肉顯示變性、壞死和蜂窩組織炎,後期出現廣泛萎縮;神經組織早期發生腫脹,神經軸和髓鞘脂變性,大量纖維呈不規則斷裂,髓鞘脫失。晚期在壞死和蜂窩織炎灶的血管和神經損害往往極為嚴重,幾乎完全破裂和崩解。壞死組織潰爛,可露出腱和骨。浸泡足:足部長時間浸泡在冰點以上(0~10℃)的冷水中引起的凍傷。多發生於船員、水手或海軍戰士等。浸泡足在復溫後,首先表現為四肢寒冷、麻木、水腫,持續1h至幾小時;以後麻木消失,患肢由於充血變熱和發紅,並有疼痛,水腫更加明顯,可出現水皰,持續幾小時至幾周,然後患肢對冷敏感,血管運動不穩定。嚴重者發生進行性壞死。
②凍結性凍傷:是指組織經歷凍結和融化兩個過程發生的損傷,多發生於肢端或暴露的部位。凍傷復溫後按組織損傷程度分為四度,一、二度為輕度凍傷,三、四度為重度凍傷。往往不同程度的凍傷同時存在。
一度凍傷:傷及表皮層,又稱紅斑性凍傷。特點是明顯充血水腫,因而呈現紅色或紫紅色(紅斑或紫斑)以及腫脹等局部特徵。復溫後皮膚熱而乾燥,自覺症狀是刺癢、灼熱和麻木感。7~10天可自行消退,不留明顯痕跡。
二度凍傷:傷及真皮層,又稱水皰性凍傷。主要特點是水皰形成。表現為皮膚暗紅、水腫明顯,皮溫升高、疼痛加劇,有顯著水皰形成,為漿液性水皰,皰液橙黃、清亮、皰底鮮紅,無組織壞死。不合併感染,4~5天水皰可減輕並逐漸吸收,經2~3周表皮脫落,真皮再生,但新生上皮長時間內有感覺異常。恢復後不留明顯痕跡。
三度凍傷:傷及皮膚全層及皮下組織,又稱壞死性凍傷。主要特點是皮膚的全層組織發生壞死,並可延及皮下組織的不同深度。水皰可有可無,或血性水皰,水腫較重,皮膚呈紫紅色、紫紺色或青藍色、青灰色,皮膚溫度低,觸診冰冷感,感覺遲鈍或消失。可並發局部甚至全身感染,須進行全身或局部治療,防止和減少組織壞死發生,癒合後可形成瘢痕。
四度凍傷:傷及肌肉、骨骼等深層組織,又稱重度壞死性凍傷。主要特點是損傷累及肢體的全層,即皮膚、皮下組織、肌層、骨組織都發生壞死。表現為皮膚青灰,中度水腫,皮溫低,感覺喪失,肢體痛,無水皰或小水皰形成,皰液皰底污穢,可造成身體殘疾。