汪宏偉 沙鑫 張思森 岑穎欣 劉變化 劉青 韓淑鵬

·綜述·

院前心肺復蘇人工循環(huán)和通氣方法的研究進展

汪宏偉 沙鑫 張思森 岑穎欣 劉變化 劉青 韓淑鵬

心臟驟停(cardiac arrest，CA)是指各種原因引起的心臟停止跳動，從而使人體組織器官出現嚴重的缺血、缺氧及功能喪失的現象?；颊咧饕憩F為突發(fā)的意識喪失、大動脈搏動和心音消失，伴或不伴有自主呼吸停止，并最終導致全身組織器官功能衰竭甚至死亡。有關研究顯示，全球每時每刻都有新增的CA患者，而中國的CA發(fā)病率位高居全球首位[1]。在發(fā)達國家，也僅約50%的CA患者可得到及時有效的心肺復蘇(cardiopulmonary resuscitation，CPR)處理[2]，且復蘇后的生存率并不高。歸結原因主要是欠規(guī)范的胸外按壓無法達到有效的按壓深度和頻率，不能同時兼顧呼吸和循環(huán)支持。在中國，由于受教育程度及文化水平略遜于發(fā)達國家，且人口基數大、普及范圍有限，使得院前的CPR仍主要依靠急救人員的現場搶救。而進行院前急救時的復雜環(huán)境、必要輔助檢查手段和設備的缺乏、無法獲得高級的生命支持[3]以及國人的復雜家庭關系等都是影響CPR成功率的重要因素。正確掌握和合理選擇恰當的復蘇方法，將對提高CA患者搶救率、改善其預后有重要意義。筆者現結合國內外有關文獻，對目前常用的建立人工循環(huán)和通氣的方法進行總結。

一、人工循環(huán)的建立方法

目前常用的人工循環(huán)建立方式主要有胸外心臟按壓、機械胸外按壓、胸內心臟擠壓、輔助性非經胸人工循環(huán)及腹部提壓CPR等。具體簡述如下。

(一)胸外心臟按壓

Kouwenhoven等[4]在對犬CA模型進行胸外心臟按壓的CPR實驗中觀察到了犬股動脈的搏動。此后，其將此法應用到CA患者的臨床救治中，并詳細論述了胸外心臟按壓可獲得類似開胸心臟按壓的搶救效果。

隨著對胸外按壓的深入觀察和研究，進一步提出了心泵理論和胸泵理論。由于心臟的解剖位置位于胸骨和脊柱之間，在二尖瓣和三尖瓣功能正常的情況下，通過對胸骨的主動按壓可使受壓后的心內容積減小，心臟“收縮”；解除壓力時，心內容積恢復，心臟“舒張”，從而產生經主動脈瓣和肺動脈瓣的前向血流[5]，為人工循環(huán)的建立提供動力支持，此為“心泵理論”。人工胸外按壓時，胸腔內壓迅速升高，壓力經傳導后使得二尖瓣和三尖瓣同時開放[6]；當作用于胸廓壓力解除后，胸廓舒張，胸腔內壓降低，被動地引起了心臟內外血流動力學的變化，于是產生了血流前進的動力，此為“胸泵理論”。該理論合理解釋了在胸外按壓時，超聲心動圖和心內導管測壓結果與正常生理狀態(tài)下不相適應的現象。

在向大眾普及的過程中，學者們發(fā)現，CPR操作時按壓深度過淺、按壓頻率過低或過高、按壓過程中的暫?；蜓舆t(包括除顫)，均可導致患者生存率降低[7- 8]。研究認為[9]，中斷胸外按壓將導致冠脈灌注壓急劇下降，心肌血流量迅速減少，不利于心臟的復跳。在急救醫(yī)療服務(emergency medicine service，EMS)抵達前，目擊者先行持續(xù)胸外心臟按壓，可增加CA患者的出院生存率[10]。而2015年美國心臟協會(American Heart Association，AHA)出版的《心肺復蘇指南》也給予持續(xù)胸外按壓Ⅱb等級的推薦，認為EMS急救人員在實施搶救時，應首先立即給予3個周期的持續(xù)胸外按壓，穿插給予被動通氣。但也有研究者認為，持續(xù)性胸外按壓對比標準的心肺復蘇無明顯優(yōu)勢：該項研究[11]共入組23 711例患者(其中12 653例被實施持續(xù)性胸外按壓，11 058例接受標準心肺復蘇治療)，所有持續(xù)性胸外按壓組患者的整體出院率為9.0%，而接受標準CPR組的對照組患者總出院率為9.7%，兩組間的差異并無統(tǒng)計學意義；在最受關注的神經功能評分上，經Rankin量表(0表示無遺留神經癥狀，6表示死亡)評價，兩組患者的平均得分均<3分，且差異無統(tǒng)計學意義。但針對這項試驗結果，有學者結合以往進行的多項有關僅持續(xù)胸外按壓的大型研究結果提出了明確的質疑，認為在該項生存率比較為陰性的研究中存在多個因素的混雜[7,12]：第一，除了持續(xù)性胸外按壓外，應當采取更多的治療措施用以提高患者生存率；第二，作為反映按壓過程中胸外按壓中斷的重要指標，試驗組與對照組的每分鐘胸外按壓比例均很高(0.88 vs 0.77)，且都明顯高于AHA及歐洲復蘇委員會(European Resuscitation Council，ERC)推薦的>0.60的標準[13]。第三，就一些研究結果認為，短暫停頓進行通氣也許在影響生存率上沒有那么嚴重[14]。但這篇文章仍很好地解釋了通氣與胸外按壓的因果關系，所以總的來說還是對持續(xù)胸外按壓有積極的意義。

胸外心臟按壓提供人工循環(huán)有不容質疑的優(yōu)勢，但因其易引發(fā)的一些并發(fā)癥也不容忽視。Kottachchi等[13]調查發(fā)現接受胸外按壓的患者中有1/5出現胸骨骨折，1/3出現肋骨骨折，并且有2/3肋骨骨折為2根或2根以上多發(fā)性肋骨骨折；在所有接受調查的患者中，有1例患者因胸外心臟按壓導致肋骨骨折并形成肺疝和氣胸。Ananiadou等[15]報告CPR相關的肋骨骨折的發(fā)生率為12.9%～96.6%，而胸骨骨折發(fā)生率約為1.3%～43.3%,且以左側為主。在所有骨折的患者中，有2/3患者出現多處肋骨骨折。Hashimoto等[16]的研究結果顯示，胸外心臟按壓患者可發(fā)生以第3、4、5肋為多見的肋骨骨折，且具有女性多于男性、年長者多于年輕者的特性等。

(二)機械胸外按壓

目前最常使用的第三代CPR機則采用全胸腔包裹式的三維按壓模式，可在擠壓胸廓達到壓力分布均勻的同時做重點點壓，以達到更好的按壓效果[17]。然而在最初應用時，一項大樣本隨機對照試驗結果顯示，遠期預后結果明顯較差，試驗甚至被迫中止[18]。但隨后的一篇有關CPR機使用的系統(tǒng)評價報告認為，在沒有充足證據的前提下，不能輕易評價CPR機對患者造成受益或損害[19]。隨后有關CPR機使用的兩項重要試驗結果發(fā)布：一項是循環(huán)改善復蘇護理(circulation improving resuscitation care，CIRC)試驗，該試驗認為使用CPR機復蘇的患者，其復蘇的效果等同于徒手CPR[20]。而另一項盧卡斯心臟驟停(lucas in cardiac arrest，LINC)試驗在評估LUCAS裝置后推測，機械CPR與徒手CPR相比并沒有導致患者復蘇效果提高[21]。此后,為了完善既往在機械復蘇機評價內容上的缺陷，增加了對LUCAS- 2與徒手CPR在30 d生存率的比較試驗，即院前心臟驟停隨機評估機械壓縮裝置(pre- hospital randomised assessment of aMechanical compression device in cardiac arrest,PARAMEDIC)試驗。該項試驗主要針對非創(chuàng)傷性院前CA患者，試驗共入組4 471例CA患者(其中LUCAS- 2組1 652例，徒手CPR組2 819例)，結果顯示：與徒手CPR比較，使用LUCAS- 2復蘇患者的30 d生存率無明顯提高，但在保證患者轉運途中的復蘇操作持續(xù)性上，使用機械CPR具有明顯的優(yōu)勢[22]。有學者也對這項研究提出了質疑[23]，認為論著中并未對兩組患者在院內的管理及治療情況進行更詳細的描述，以至于無法明確論證“使用LUCAS-2可提高CA患者生存率”的論點。不容質疑的是，CPR機等機械胸外按壓在一些方面具有其獨到的優(yōu)勢：(1)經設定后，可機械性地執(zhí)行設置的按壓/放松時間比，能更準確達到指南要求并模仿生理條件下的心臟收縮/舒張時間比，可保證按壓力，并持續(xù)給予垂直于人體、頻率不變的按壓操作。(2)機械按壓不存在類似于醫(yī)護人員徒手操作的疲勞現象，按壓力度及方向可始終保持不變，按壓深度持續(xù)而穩(wěn)定，并可根據不同體型適當調整按壓深度，避免依靠不確定性較大的急救人員的經驗性操作。(3)可在進行持續(xù)胸外按壓的同時，施加除顫治療，或行計算機斷層掃描(computed tomography，CT)等檢查以明確病因。(4)在轉運途中可給予持續(xù)按壓，尤其是在轉運條件較差的情況下(如只能依靠擔架轉運患者時)，包含按壓底板的復蘇機能實現邊按壓邊轉運。但CPR機等機械胸外按壓也存在一些缺點，如：(1)與徒手CPR蘇類似，按壓后易出現胸骨及肋骨骨折。(2)CPR機的安裝與設置需要時間，在人員不足的情況下可能會延遲患者獲得人工循環(huán)支持的時間。

(三)胸內心臟按壓

隨著胸外按壓技術的普及，以及微創(chuàng)治療的開展，開胸進行胸內心臟按壓術因其創(chuàng)傷大、操作風險高、院前搶救條件有限等原因被逐漸棄用。1994年的一篇個案報告，主要討論了在院前階段實施開胸心臟擠壓的可能性以及開胸心臟擠壓在院前搶救中的作用，最后建議開胸心臟擠壓不應當作為院前CA患者的復蘇首選。一些學者建議，對于因張力性氣胸及心包填塞等原因引起而無條件轉運到院的CA患者，早期建立人工循環(huán)仍然是治療的關鍵。因院前條件有限，開胸方式可被特別簡化，只需要一把解剖刀及一把手術剪：在雙側胸廓的第五肋間隙造口，自雙側腋前線延第五肋間隙切開胸壁皮膚，隨后使用手術剪自雙側腋前線剪開第五肋間隙軟組織并剪斷胸骨，最后打開心包解除心包填塞。根據我國一項有關接受院前開胸心臟擠壓患者生存率的研究顯示，其生存率僅為10%～14%[24]。且結合目前院前急救的構成現況，諸如美國、歐洲等發(fā)達地區(qū)的院前急救也是以內科醫(yī)師為主，因此，要想開展并普及以開胸心臟擠壓為主要救治手段的心肺復蘇仍有諸多限制。

(四)輔助性非經胸人工循環(huán)

輔助性非經胸人工循環(huán)以腹部為主要作用部位，包括腹帶復蘇術、插入式腹部按壓心肺復蘇術、交替胸腹主動按壓放松心肺復蘇術、單純規(guī)律腹部按壓和經膈肌下抬擠心臟心肺復蘇術等，其中以插入式腹部按壓CPR術的相關研究最多。插入式腹部CPR最早是由英國的Rainer和Bullough實施[25]，他們對一例因麻醉劑過量而導致CA的患者實施了類似折疊刀式的操作，即先腹部按壓后交替使用胸部按壓?，F代插入式腹部按壓CPR需2～3名人員共同參與完成：施術者可分立于操作對象同側或兩側，其中一人對操作對象進行標準胸外按壓，另一施術者將手放于操作對象劍突與臍連線中點的位置，在胸外按壓的放松期給予腹部按壓，而在胸外按壓的按壓期放松腹部，腹部按壓/放松與胸外放松/按壓交替進行，兩者的按壓/放松比例相同。插入式腹部按壓CPR的作用機制主要有3個方面：(1)按壓腹壁后直接作用于腹主動脈，腹主動脈反流，提高冠脈和大腦的灌注壓。(2)通過按壓腹部增加胸腔內壓，之后壓力等價傳導至心臟、肺及肺血管，這就使得胸腔內血池在每次按壓時都得到驅動。(3)通過按壓腹部可增加心臟前負荷。

Li等[26]有關插入式腹部CPR的臨床應用研究結果顯示，采用插入式腹部CPR法可以明顯提高患者的出院率以及6個月的生存率。而最近發(fā)表的有關插入式腹部CPR的個案報道顯示[27]：一例既往有慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)、慢性腎功能衰竭、糖尿病以及高血壓病史的79歲老年女性患者，在肺部感染接受治療期間突發(fā)心跳呼吸驟停，在保證充分按壓深度及按壓頻率的胸外按壓搶救下，患者的脈搏和血壓仍然無法測出，在給予患者聯合插入式腹部按壓復蘇9 min后出現間歇性脈搏，后經進一步搶救患者的自主循環(huán)恢復并轉入重癥監(jiān)護室。該作者認為，對于胸壁力學結構異常的患者給予插入式腹部CPR技術，將使患者受益，并認為該項技術可用于有伴發(fā)病的COPD患者或經胸外按壓CPR后出現胸廓畸形的患者。國際復蘇聯絡委員會也建議，當有經過插入式腹部CPR訓練的人員在場時，應當在院內使用插入式腹部CPR。

目前針對插入式腹部CPR的基礎研究及機制探究尚處于起步階段，且缺少有關插入式腹部CPR的大樣本臨床試驗結果作為推廣應用的依據。其在臨床上的廣泛應用仍受到一定限制，有關研究有待進一步完善。

(五)腹部提壓CPR

腹部提壓CPR是利用武警總醫(yī)院急救醫(yī)學中心主任王立祥教授設計發(fā)明，由武警總醫(yī)院與北京德美瑞醫(yī)療設備有限公司共同研發(fā)的腹部提壓心肺復蘇急救儀作為操作的設備基礎，基于插入式腹部按壓復蘇技術，對傳統(tǒng)標準心肺復蘇(standard cardiopulmonary resuscitation，STD-CPR)進行的繼承與發(fā)展[27]。其作用機制是通過腹泵、胸泵及心泵機制產生人工循環(huán)。該儀器與腹部的接觸面積約為200 cm2，負壓固定于腹部后，按照儀器顯示屏及提示音進行提拉、按壓，按壓力度為40～50 kg，相當于1.96～2.45 kgf/cm2的壓力(約為1.90～2.37個標準大氣壓)。已有研究表明[28]，對腹部施加100 cmH2O(約為9.67個標準大氣壓)壓力即可產生有效循環(huán)，心臟每搏輸出量約300 mL，且腹壓的作用并不能阻止下腔靜脈的血液流動；在心跳呼吸驟停的條件下，腹壓僅增加約2～3 cmH2O(約為0.19～0.29個標準大氣壓)即可引起股靜脈血流停止，形成類似靜脈瓣的作用，使被擠出的內臟血液僅能通過中心靜脈直接入右心房而不至于被分散到下肢。當腹部按壓時，迫使胸腔內容積縮小，胸內壓升高，產生前向血液流動，并協同腹泵的作用，形成持續(xù)不間斷的前向血流。在進行腹部提拉過程時，腹腔內壓力隨著提拉程度的增大而逐漸減小，股靜脈重新開放，使下肢靜脈血液進入內臟系統(tǒng)。同時，腹腔壓力下降，也導致膈肌的下移，胸腔內容積擴大，心臟舒張，引起血液回流入心，并為下次按壓時心臟泵血做準備。但腹腔臟器損傷、腹部外傷、膈肌破裂、腹腔臟器出血、腹主動脈瘤、腹腔巨大腫物及妊娠狀態(tài)等均為腹部提壓CPR的使用禁忌癥。

二、人工通氣方法

對于心肺復蘇時的氣道管理一直存在爭議，通氣支持仍是成功救治CA患者不可或缺的條件。最常見的人工通氣方式包括口對口/鼻人工呼吸、文丘里面罩通氣、氣管內插管通氣、聲門上氣道裝置以及腹部提壓通氣等。

(一)口對口/鼻人工呼吸

該方式可使空氣直接經患者口/鼻腔、氣管進入肺部，為CA患者提供氧氣。該人工通氣方法的關鍵是充分開放氣道，避免出現漏氣及通氣量過大或過少的情況。復蘇過程中以氣道無法充分打開而導致的人工呼吸失敗最為常見[29]，因此，在人工呼吸過程中應當注意觀察患者胸廓的起伏情況，以便及時判斷氣道是否充分打開。已有研究[30]認為，訓練有素的救治人員實施有效的口對口/鼻人工通氣對患者是有益的，且對冠狀動脈及腦的充分灌注具有積極效應。但也有研究者質疑循環(huán)支持過程中通氣的必要性，認為中斷按壓是降低患者生存率的主要原因[31]，復蘇過程中應避免中斷按壓。此外，急救現場的第一目擊者往往是未接受嚴格心肺復蘇訓練的非專業(yè)人員，在開放氣道以及給予有效通氣上常遇到困難，這反而不利于為患者建立人工循環(huán)。在一項僅進行持續(xù)胸外按壓對比同時進行按壓與通氣支持救治CA患者的研究中發(fā)現，是否給予通氣支持在改善CA患者神經功能和預后上的差異并無統(tǒng)計學意義[11]，因此建議非專業(yè)急救人員對CA患者進行急救時應更重視胸外按壓。口對口/鼻人工呼吸的操作也面臨著諸多的限制，特別是其操作過程中需與CA患者進行直接接觸，使施救者因感染傳染性疾病的風險增高而降低了第一目擊者施救的主動性[32]。

(二)文丘里面罩通氣

因其構造的特殊性，文丘里面罩通氣可為CA患者提供正壓通氣。而正因為正壓的存在，使用文丘里面罩時易使氣體進入胃內，進而造成胃內高壓，并引起反流和潛在誤吸可能。且因其正壓通氣的特點，進行相關操作時需要掌握其技巧性；在操作過程中還需嚴密觀察患者胸廓起伏情況，避免過度通氣引起胃腸壓力增高，甚至導致胃破裂，氣體順勢進入腹腔形成氣腹將造成肺通氣困難的進一步加重。一些患者在使用球囊面罩時的通氣支持效果較差，如：過分肥胖者或足月孕婦、存在呼吸系統(tǒng)疾病者以及球囊面罩無法完全貼合面部者[33]。在一篇有關文丘里面罩使用致胃破裂的個案報告中提到[34]，由于困難氣道時用力面罩通氣，導致正壓氣體進入胃內，進而引起胃腸壓力增高，最后導致胃破裂，隨后氣體順勢進入腹腔并形成氣腹造成肺通氣的進一步困難。因此，在使用文丘里面罩時應當嚴格把握適應證。

(三)氣管內插管術

氣管內插管術是保持氣道通暢、恢復有效通氣的重要手段，是提高心肺復蘇成功率的主要措施。此法可避免通氣入胃，且氣管插管球囊充氣后可閉塞氣道與食道之間的聯通，避免食管內反流物進入氣道；對于發(fā)生誤吸的患者，可經氣管插管行負壓吸引，清除氣道內異物，改善患者通氣氧合。但氣管內插管屬于侵入性操作，對操作醫(yī)師的技能熟練程度有較高要求。復蘇期間，氣管內插管的風險主要包括誤插入食道以及延長插管過程中胸外按壓的中斷時間[35]。一些有關復蘇期間氣管內插管與文丘里面罩通氣的對比研究顯示，并無充分的證據表明使用氣管內插管與改變患者生存狀況及神經功能恢復有關[36]。且有研究顯示，首次氣管內插管失敗與患者在CA后第一個15 min內較低的自主循環(huán)恢復率有相關性[37]。但另一項通過可視喉鏡進行氣管插管的研究結果顯示[38]，在71例CA患者中，可視喉鏡輔助下氣管插管的首次成功率為93%，且由于可視喉鏡的輔助，操作過程中并未明顯中斷胸外按壓。經對比還發(fā)現，缺乏經驗和經驗豐富的醫(yī)師進行氣管內插管術的首次成功插管平均耗時差異并無統(tǒng)計學意義(41.5 s vs 42.0 s)。雖然該研究的樣本量偏小，但不可否認，可視喉鏡為氣管內插管所提供了有效而快速的輔助作用。因此，在有可信賴輔助儀器幫助或有豐富經驗急救醫(yī)師的前提下，可嘗試早期建立氣管內插管以便及時給予通氣支持。

(四)聲門上氣道裝置

聲門上氣道裝置具有刺激小、操作簡單和無需輔助設備等特點。聲門上氣道裝置主要為常規(guī)麻醉而設計，但在實際應用中，其適用范圍得到不斷的擴展，目前也常用于氣管插管失敗后的氣道救治、氣管插管的輔助通路和直接應用于CA患者的氣道管理。常用的聲門上氣道裝置有喉罩氣道、喉管、氣管插管型喉罩通氣道、食道閉鎖氣道等。盡管其使用較為方便，但也存在誤吸、通氣不良以及操作過程中損傷咽部等缺點。

在實際使用中，各種聲門上氣道裝置也有各自的特點。在一項針對喉罩的研究[39]結果顯示，約90%的院外心肺復蘇術可一次成功，且有80%被評估為通氣無泄漏，而喉罩可實現無需中斷按壓的持續(xù)通氣支持效果。Duckett等[40]將喉罩與氣管內插管作比較后發(fā)現，喉罩具有較好的易操作性和更高的成功置入率。而在一項有關喉管的前瞻性研究所納入的130次喉管插入嘗試中，一次插入的成功率雖高達83%，但有20%出現了通氣不足。該項研究同時也報告了29例(22%)患者出現了包括密封口壓力問題、嘔吐或反流、固定不緊密、舌腫脹、喉痙攣等并發(fā)癥。而一項針對氣管插管的研究結果顯示[41]，經氣管插管型喉罩通氣道成功達到肺通氣的患者為242例(95%)，但有12例(5%)出現氣管導管插入食道或氣道堵塞，且出現梗阻和嚴重泄漏12例(4%)、胃內容物反流43例(14.2%)。

聲門上氣道裝置具有方便、快捷的特點，雖有研究表明[35]使用聲門上氣道裝置在改善患者生存率和改善神經功能轉歸上并不具有優(yōu)勢，但在院前急救中，其方便氣道管理的特點仍值得關注。

(五)腹部提壓復蘇通氣

成年人以胸式呼吸及腹式呼吸為主。腹部提壓CPR，產生通氣的機制[42]主要是通過腹部提壓在腹腔內交替形成負壓和正壓，使膈肌上下移動致胸腔壓力變化，從而達到人工通氣的目的。當膈肌下移時，胸腔內負壓增大，空氣在大氣壓的作用下進入肺部；而膈肌上移時，則間接給予胸腔高于大氣壓的壓力，從而利于肺部氣體呼出，起到了腹式呼吸的作用。若增加按壓力度，則腹腔與胸腔壓力的波動幅度更加明顯，通氣量也會增大，從而產生有效的通氣。腹部提壓CPR技術可以同時兼顧循環(huán)與呼吸，不需要暫停循環(huán)支持，但需排除存在腹腔臟器損傷、腹部外傷、膈肌破裂、腹腔臟器出血、腹主動脈瘤、腹腔巨大腫物及妊娠狀態(tài)等禁忌癥的患者。

三、總結與展望

CA患者的救治是一項即考驗急救人員體力又考驗腦力的工作，心肺復蘇施救人員應當更多地掌握救治策略及救治手段，以準確快速判斷患者病情并采取合理、有效的救治手段。且在院前階段，急救人員將面對極端的溫度、惡劣的天氣、欠缺的照明條件、圍觀人員、來自家屬的壓力、有限的救治措施和醫(yī)療輔助設備以及紛繁復雜的社會問題等，因此，急救人員還應當具備極強的應對能力，以便及時解決所面臨的問題。

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河南省醫(yī)學科技攻關計劃項目(201303221)；鄭州市創(chuàng)新型科技領軍人才重點計劃項目(13lPURC682)；鄭州市科技攻關計劃項目(20140452)

450003 鄭州，南方醫(yī)科大學附屬鄭州人民醫(yī)院

張思森，Email：2362176700@qq.com

2017-02-17)

李建忠)

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