腹部加壓聯合胸外按壓對窒息豬復蘇效果的研究

杭晨晨 李春盛 吳彩軍 楊 軍 張 奕 郭志軍 殷 勤

(首都醫科大學附屬北京朝陽醫院急診科，北京 100020)

在2010美國心臟協會心肺復蘇及心血管急救指南［1］中一直強調胸外按壓的重要性，復蘇程序變化由A-B-C轉變為C-A-B，同時指出按壓的頻率至少為100次/分。常用的復蘇方法是標準胸外按壓心肺復蘇法(standard cardiopulmonary resuscitation，STD-CPR)，但是該方法的復蘇成功率并不理想，且易發生胸肋骨骨折、氣胸等合并癥［2-4］。因此，國內外學者［5-6］在 CPR 的作用機制和方法上進行了一系列的研究探索，提出多種新的復蘇方法。有學者［6］提出腹部按壓能提供一定的肺通氣，改善冠狀動脈血流。對于窒息引起的心臟驟停，目前未檢索到STD-CPR和腹部加壓聯合胸外按壓(interposed abdominal compression cardiopulmonary resuscitation，IAC-CPR)對血流動力學的影響、復蘇效果和復蘇方法進行比較的研究，有鑒于此，本研究旨在討論比較2者哪種方法更好以提高窒息型心臟驟停復蘇效果，為臨床應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究對象

健康實驗用近交系五指山小型豬18只，月齡12～14周，體質量(19±2)kg，雌雄不限，由中國農科院畜牧研究所提供，實驗動物許可證號:2008(京)牧050109。實驗動物按數字表法隨機分為2組:實驗組為IAC-CPR組，對照組為STD-CPR組。

1.2 研究方法

1.2.1 動物模型的制備

動物術前12 h禁食，可自由飲水。記錄實驗動物體質量、性別等基本信息。麻醉誘導:肌注氯胺酮10 mg/kg，咪達唑侖0.5 mg/kg及阿托品0.05 mg/kg，聯合耳緣靜脈注射丙泊酚2.5 mg/kg。誘導麻醉后行氣管插管，置入直徑6.5F的氣管插管，插管后接呼吸機及CO2SMO Plus監測呼氣末二氧化碳分壓(end-tidal partial pressure of carbon dioxide，ETPCO2)及VT，參數設置:吸入氧濃度21%，通氣頻率12次/分，潮氣量初設15 mL/kg。將動物平臥位固定于V型手術臺上，調整呼吸機，使ETPCO2保持在35～40 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。動物胸前區備皮后貼電極片，連接心電監護監測生命體征。麻醉維持:連續靜脈泵入丙泊酚 9 mg·kg－1·h－1，聯合芬太尼注射液 4 μg·kg－1·h－1以鎮痛。頸部、雙側腹股溝部行常規術前消毒鋪巾。將1個直徑7F的血管造影用鞘管置入右側頸內靜脈，連接PULSION PiCCO plus監護儀靜脈端。于右側股動脈置入直徑5F擴張導引管，放置Pulsiocath PV2014L熱敏導管，連接壓力換能器及PULSION PiCCO plus監護儀，連續監測血流動力學各參數。于右側股靜脈置入直徑7F擴張導引管，放置Swan-Ganz漂浮導管至肺動脈，抽取混合靜脈血備用。

1.2.2 實驗方法

待基本情況穩定60 min后，予靜脈滴注維庫溴銨0.2 mg/kg，以防止動物在實驗中可能出現的喘息樣動作，減少實驗誤差［7］。同時在呼氣末夾閉氣管導管，停止機械通氣和麻醉用藥，觀察實驗動物的血壓值變化，以動脈收縮壓下降低于30 mmHg作為窒息心臟驟停判斷標準。在心臟停搏8 min［8］后，開始復蘇，以100%的氧氣濃度恢復機械通氣。對照組予標準人工胸外按壓，按壓頻率為100 r/min，深度為胸廓前后徑的1/3，按壓和放松比例為1∶1［9］。實驗組在標準胸外按壓的基礎上加以腹部加壓，在標準胸外按壓放松時在豬劍突與臍之間的腹壁同步予腹部加壓，加壓幅度為1/2腹前后徑，頻率為100 r/min，使用Q-CPR TM技術監測胸外按壓(cardiopulmonary resuscitation，CPR)質量。持續按壓2 min為1個循環，每個循環末分析心電波形，若心電顯示心室顫動(以下簡稱室顫)波形，則開始電擊除顫，除顫能量為4 J/kg(雙相指數截斷波)。若在CPR 4min后沒有恢復自主循環(return of spontaneous circulation，ROSC)，經中心靜脈予腎上腺素(劑量0.02 mg/kg)稀釋后靜脈推注，并且以20 mL 0.9%氯化鈉注射液沖管，然后繼續進行持續按壓。每2 min作為1個復蘇周期，以此類推直至ROSC或者動物復蘇失敗終點(即ROSC未恢復)。ROSC的標準是:主動脈收縮壓在60 mmHg以上或脈壓＞20 mmHg，并且持續時間超過10 min［10］。如果至復蘇開始后30 min實驗動物仍未達到ROSC，則認為復蘇失敗，動物死亡。整個實驗過程中以PULSION PiCCO plus監護儀持續監測血流動力學數據。

1.3 數據的采集和處理

血流動力學參數的測定及處理:動物準備工作完成后，待ETPCO2保持在35～40 mmHg、血流動力學穩定后，記錄心率(heart rate，HR)、主動脈收縮壓(systolic blood pressure，SBP)和舒張壓(diastolic blood pressure，DBP)、中心靜脈壓(central venous pressure，CVP)等指標值作為基礎值，開始復蘇后，每4 min記錄1次HR、SBP、DBP、CVP，取平均值作為CPR期間各指標的值，記錄ROSC后15 min各項指標值，計算主動脈平均動脈壓(mean arterial pressure，MAP)、冠狀動脈(以下簡稱冠脈)灌注壓(coronary perfusion pressure，CPP);記錄CPR期間心電特點;抽取基礎狀態、制模成功、CPR 4 min、ROSC后15 min血氣。觀察2組動物的自主循環恢復率(return of spontaneous circulation，ROSC)，記錄復蘇成功動物腎上腺素的使用總劑量，復蘇后動物存活時間，CPR期間及復蘇后24 h內出現的胸部及腹部合并癥的情況。心跳驟停復蘇后24 h行腦功能評分(cerebral performance category，CPC)［11］。根據實驗豬的神經系統功能情況，從好到差分為以下5個等級:CPC 1級指神經系統功能正常，可自主站立、行走、飲食，對外界刺激反應靈敏;CPC 2級指輕度異常(能站立，但步態不穩，可飲水但不能進食，對刺激反應較慢)，CPC 3級指重度異常(沒有外力輔助下不能站立或行走，不能飲水或進食，覺醒但對痛性刺激無反應)，CPC 4級指昏迷，CPC 5級指死亡。

MAP=主動脈舒張壓+(主動脈收縮壓－主動脈舒張壓)/3;CPP=主動脈舒張壓－右房壓=平均動脈壓 －中心靜脈壓［12］。

1.4 統計學分析

采用SPSS17.0統計學軟件進行統計分析，計量數據以均數±標準差()表示，組間比較采用t檢驗，率的比較用χ2檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 2組動物基本資料比較

2組動物各項指標基礎值比較，各項指標的差異均無統計學意義(P＞0.05)，具有可比性，詳見表1。

2.2 2組動物復蘇情況比較

2組動物在復蘇開始后4 min內，實驗組的MAP高于對照組，差異無統計學意義(P＞0.05);實驗組的CPP高于對照組(P＜0.05)，差異有統計學意義，但兩組的CPP均高于15 mmHg，差異有統計學意義。兩組動物在自主循環恢復率上差異無統計學意義(P＞0.05)。比較2組動物復蘇后存活時間、CPC評分及腎上腺素使用總量發現，對照組(STD-CPR組)3只復蘇成功的動物均未能存活至24 h，實驗組(IACCPR組)4只復蘇成功的動物有2只存活至24 h，2只動物的CPC評分均為2分，神經功能恢復較好。關于兩組腎上腺素使用的總劑量的比較，并未發現與動物存活的時間及CPC評分之間存在相關性。

表1 2組動物在模型制備前基礎值的比較Tab.1 Comparison of basic values of the two groups of pigs before producing the models ()

表1 2組動物在模型制備前基礎值的比較Tab.1 Comparison of basic values of the two groups of pigs before producing the models ()

STD-CPR:standard cardiopulmonary resuscitation;IAC-CPR:interposed abdominal compression cardiopulmonary resuscitation;MAP:mean arterial pressure;CPP:coronary perfusion pressure;F:Female:M:male;△1 mmHg=0.133 kPa.

Item Sex/(F∶M) Weight/kg Heat rate/min－1 SaO2/% MAP/mmHg△ CPP/mmHg △.71 111.22±25.11 95.78±25.68 IAC-CPR 3∶6 19.22±1.71 116.33±35.97 98.67±1.32 110.26±19.98 97.89±19.17 P 0.343 0.943 0.477 0.116 0.502 0.300 STD-CPR 5∶4 19.83±2.15 111.44±26.72 99.33±0

表2 兩組動物在CPR期間血流動力學指標及ROSC率值比較Tab.2 Comparison of the hemodynamic parameters and ROSC rates of the two groups of animals during the CPR ()

表2 兩組動物在CPR期間血流動力學指標及ROSC率值比較Tab.2 Comparison of the hemodynamic parameters and ROSC rates of the two groups of animals during the CPR ()

CPR:cardiopulmonary resuscitation;STD-CRP:standard cardiopulmonary resuscitation;IAC-CPR:interposed abdominal compression cardiopulmonary resuscitation;SaO2:arterial oxygen saturation;MAP:mean arterial pressure;CPP:coronary perfusion pressure;ROSC:return of spontaneous circulation;△1 mmHg=0.133 kPa.

Item SaO2/% MAP/mmHg△3.300 IAC-CPR 7.33±2.50 54.04±13.07 29.56±11.57 44.400 P 0.635 0.395 0.034 0.414 CPP/mmHg ROSC rate/%STD-CPR 9.44±2.79 46.30±13.49 20.44±19.63 3

表3 兩組復蘇成功動物應用腎上腺素、ROSC時間和CPC評分比較Tab.3 Comparison of the use of epinephrine，ROSC duration and CPC scores between the two groups of animals in which the resuscitation was successful

2.3 合并癥發生情況

實驗過程中2組動物均未出現返流誤吸的情況。在復蘇過程中，對照組有7只動物出現了肺出血，1只在氣管插管內有血，其余6只出血量大于20 mL。實驗組同樣出現了7只肺出血，2只在氣管插管內有血，5只出血量大于20 mL。在實驗動物死亡后尸檢發現，18只實驗動物都存在不同程度的肺梗死及肺出血病灶，其中對照組中有2只出現了肋骨骨折，其中1只肋骨骨折伴有血氣胸，在復蘇成功的3只中，有1只出現了癲癇發作。實驗組中1只出現了肋骨骨折，沒有發現氣胸，在復蘇成功的4只中，有1只出現了癲癇發作，有1只出現了因復蘇造成的腹部臟器的缺血壞死。

3 討論

心臟驟停是臨床最緊急的危重癥之一，病死率極高。窒息所致的心臟驟停常見于成年人淹溺誤吸和新生兒，其研究主要集中于新生兒和兒童，對成人窒息型心臟驟停的研究較少。本研究選擇五指山小黑豬來制備窒息型心臟驟停模型，研究發現豬除左奇靜脈血流直接進入冠狀竇，而不類似于人類進入腔靜脈外，與人在代謝和心血管功能及冠脈結構方面都極為相似。一般認為模擬成人研究用體質量20～25kg的豬作為模型［10］。五指山小黑豬是農科院研究所培育的實驗用近交系小型豬，其理論群體近交系數達0.965以上，對實驗反應一致性較高，體質量選取(19±2)kg，較其他動物能更好地模擬成年人的心臟驟停。在窒息模型的制備過程中，研究［13］發現，往往是先出現血流動力學的變化然后出現心肌電活動的異常，即平均動脈壓下降至基礎值的40%左右時會立即出現心電停搏或者無脈電活動。故實驗時選擇以血壓下降低于30 mmHg作為窒息心臟驟停判斷標準。在模型制備成功后等待8 min后開始心肺復蘇，能更好地模擬成年人院外窒息型心臟驟停的情況［6］。

對于室顫心律或無脈室性心動過速等心源性心臟驟停患者，初始CPR最重要措施是胸外按壓和早期除顫;對于淹溺、窒息等非心源性心跳驟停，提供通氣和胸外按壓是最主要的［9，14-15］。心肺復蘇的成敗，相當程度上取決于冠狀動脈灌注壓(CPP)，CPP較低、冠脈灌注不足，自主循環就很難恢復。適宜的STD-CPR循環血量僅能恢復到正常時的20%～25%［16］，由此所產生的 CPP通常小于15～30 mmHg，而恢復自主循環CPP最少需要15～30 mmHg，故常達不到維持CPP和心肌血流量的需要，因而復蘇很難成功［17］。為此，如何在胸外按壓時增加CPP應是ROSC主要條件。因此本研究設計在胸外按壓的同時腹部施壓以減少主動脈血向外周流，以此增加外周阻力來增加CPP，提高ROSC率。IAC-CPR在2次標準胸外按壓中間加入腹部按壓，腹腔內壓力增大，腹主動脈受壓血流減少，腹腔和下腔靜脈回心血量增加，同時膈肌上升，胸腔內容積減小，胸腔內壓力和主動脈壓力提高，從而提高了冠脈灌注壓和頸動脈血流，提高心腦的血流灌注。在本研究中可以看到，在STD-CPR組，進行CPR雖然可以達到較高的收縮壓，但是舒張壓很低，而在IAC-CPR組，舒張壓明顯升高，雖然2組的CPP都達到了自主循環恢復所需的CPP15 mmHg，但IAC-CPR組CPP明顯高于STD-CPR組，這與之前的研究［18］相吻合。對于窒息性心臟驟停，除了按壓，通氣非常重要。Black等［3］在室顫豬模型的實驗中發現，腹部按壓不僅能產生有效循環，還能提供有效通氣。國內最新的研究［4］認為，腹部按壓可以改善通氣，但未能達到滿意的通氣效果。腹部按壓聯合胸外按壓理論上能在改善冠脈灌注的同時，提供一定的通氣從而更利于窒息模型的復蘇，但是本試驗中，由于窒息模型在復蘇時大部分都出現了嚴重的肺出血，未能監測有效的通氣指標。在實驗中，2組的動物雖然都達到了自主循環恢復所需的CPP，但是復蘇的成功率較低。結合實驗血氣結果和實驗動物出現的嚴重的肺出血，考慮復蘇的失敗與窒息時出現嚴重的肺損傷、乳酸酸中毒等有關，這也說明，心臟驟停的復蘇，心腦的復蘇是關鍵因素，其他臟器的損傷及代謝失調也對復蘇的成敗有著非常重要的作用。在腹部加壓的基礎上，國內外學者［19-22］提出了腹部提壓法，它能更好地改善通氣［22］，理論上更利于窒息模型的復蘇，但需要更多的研究去證實。理論上腹部按壓減少了腹部臟器的血流，有增加腹部臟器損害等合并癥的可能性，在 Geddes等［23］研究中，應用 IAC-CPR技術未發現相關的腹部臟器的損害，但在持續腹部加壓的早期研究中，有報道［24］出現了肝臟的裂傷。在本實驗中，有1只成功復蘇的實驗動物發生了嚴重的腹腔臟器缺血，出現了大面積的腸管壞死和腎損傷。故IACCPR除了存在發生胸肋骨骨折、氣胸等合并癥外，還存在發生腹腔臟器缺血性損傷的可能。本實驗中，2組動物都出現了不同程度的胸腹部的合并癥。但由于在實驗動物的選擇、制模成功判斷的標準、制模成功后開始復蘇的時間不一致，無法將本研究與之前的動物實驗結果進行有效的對比。因此關于窒息與室顫模型的比較，需要進一步實驗去研究。

本實驗尚存在一些不足:本實驗在實驗前對實驗動物進行了禁食，故在實驗中未出現返流。對于禁食時間短或者飽食的情況，是否會出現返流需要進一步研究。實驗中動物給予的腎上腺素劑量差異有統計學意義，這是否對復蘇成功率有影響缺乏有利證據。

綜上所述，對于窒息引起的心臟驟停，在行標準CPR的同時附加IAC更有利于生理性有效循環，提高心腦的血流灌注，促進自主循環的恢復的可能性，但未增加復蘇成功率，因此這種方法有待進一步探討。

［1］Field J M，Hazimki M F，SayreM R，et al.Part l:Executive summary:2010 American Heart Association Guidelines for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care［J］.Circulation，2010，122(18):S640-S656.

［2］Lederer W，Mair D，Ralston S H，et al.Rib and sternal fracturesassociated with out-of-hospital CPR［J］.Resuscitation，2004，60(7):157-162.

［3］Black C J，Busuttil A，Robertson C.Chest wall injuries following CPR［J］.Resuscitation，2004，63(3):339-343.

［4］Hoke R S，Chamberlain D.Skeletal chest injuries secondary to CPR［J］.Resuscitation，2004，63(3):327-338.

［5］Pargetta M，Geddes L A，Otlewski M P，et al.Rhythmic abdominal compression CPR ventilates without supplemental breaths and provides effective blood circulation［J］.Resuscitation，2008，79(3):460-467.

［6］ 王立祥，鄭靜晨.單純腹部提壓:一種心肺復蘇的新方法［J］.中國危重病急救醫學，2009，21(6):323.

［7］王爍，武軍元，季憲飛，等.嘆息樣呼吸與豬心肺復蘇過程中血流動力學變化的研究［J］.中華急診醫學雜志，2011，20(1):20-25.

［8］Pantazopoulos I N，Xanthos T T，Vlachos I.Use of the impedance threshold device improves survival rate and neurological outcome in a swine model of asphyxial cardiac arrest［J］.Crit Care Med，2012，40(3):861-868.

［9］Berg R A，HWmphill R，Abella B S，et al.Part 5:Adult basic life support:2010 American Heart Association Guidelines for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care［J］.Circulation，2010，122(18):S685-S705.

［10］ Idris A H，Chair，Becker L B，et al.Utstein-style Guidelines for uniform reporting of laboratory CPR research［J］.Circulation，1996，94(9):2324-2336.

［11］ Zeiner A，Holzer M，Sterz F，et al.Hyperthermia after cardiac arrest is associated with an unfavorable neurologic outcome［J］.Arch Intern Med，2001，161(16):2007-2012.

［12］黎沾良，林洪遠，郭永春.現代危重病學［M］.合肥:安徽科學技術出版社，1998:51.

［13］ Kurita T，Morita K，Kazama T，et al.Comparison of isoflurane and propofol-fentanyl anaesthesia in a swine model of asphyxia［J］.Br J Anaesth，2003，91(6):871-877.

［14］ Kattwinkel J，Perlman J M，Aziz K，et al.Part 15:Neonatal resuscitaion:2010 American Heart Association Guidelines for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care［J］.Circulation，2010，122(18):S909-S919.

［15］ Reid R O，Skogvoll E.Pitfalls with the“chest compression-only”approach:the challenge of an unusual cause［J］.Scand J Trauma Resusc Emerg Med，2010，18:45.

［16］Voorhees W D，Babbs C F，Tacher W A.Regional blood flow during cardiopulmonary resuscitation in dogs［J］.Crit Care Med，1998，8(3):134-136.

［17］ Paradis N A，Martin G C，River E P，et al.Coronary perfusion pressure and the return of spontaneous circulation in human cardiopulmonary resuscitation［J］.JAMA，1990，263(8):1106-113.

［18］Sack J B，Kesselbrenner M B，Bregman D.Survival from in-hospital cardic arrest with interposed abdominal counterpulsation during cardiopulmonary resuscitation［J］.JAMA，1992，267(3):379-385.

［19］陳文亮，古逆光，郭日康.24例猝死患者現場心肺復蘇術搶救分析［J］.中國煤炭工業醫學雜志，2010，13(1):14.

［20］崔麗娟，易旭夫，馮俊雙.心肺復蘇術相關損傷的探討［J］.臨床誤診誤治，2012，25(2):95-97.

［21］英義.2005年和2010年不同心肺復蘇指南在院前急救中的應用［J］.中國煤炭工業醫學雜志，2012，15(6):854-855.

［22］劉亞華，李秀滿，王立祥.4種復蘇方法對呼吸驟停豬肺通氣的影響觀察［J］.解放軍醫學雜志，2012，37(3):214-217.

［23］ Geddes L A，Rundell A，Lottes A，et al.A new cardiopulmonary resuscitation method using only rhythmic abdominal compression:a preliminary report［J］.Am J Emerg Med，2007，25(7):786-790.

［24］ Harris LC Jr，Kirimli B，Safar P.Augmentation of artificialcirculation during cardiopulmonary resuscitation［J］.Anesthesiology，1967，28(4):730-734.