腹部加压联合胸外按压对窒息猪复苏效果的研究

杭晨晨 李春盛 吴彩军 杨 军 张 奕 郭志军 殷 勤

(首都医科大学附属北京朝阳医院急诊科，北京 100020)

在2010美国心脏协会心肺复苏及心血管急救指南［1］中一直强调胸外按压的重要性，复苏程序变化由A-B-C转变为C-A-B，同时指出按压的频率至少为100次/分。常用的复苏方法是标准胸外按压心肺复苏法(standard cardiopulmonary resuscitation，STD-CPR)，但是该方法的复苏成功率并不理想，且易发生胸肋骨骨折、气胸等合并症［2-4］。因此，国内外学者［5-6］在 CPR 的作用机制和方法上进行了一系列的研究探索，提出多种新的复苏方法。有学者［6］提出腹部按压能提供一定的肺通气，改善冠状动脉血流。对于窒息引起的心脏骤停，目前未检索到STD-CPR和腹部加压联合胸外按压(interposed abdominal compression cardiopulmonary resuscitation，IAC-CPR)对血流动力学的影响、复苏效果和复苏方法进行比较的研究，有鉴于此，本研究旨在讨论比较2者哪种方法更好以提高窒息型心脏骤停复苏效果，为临床应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究对象

健康实验用近交系五指山小型猪18只，月龄12～14周，体质量(19±2)kg，雌雄不限，由中国农科院畜牧研究所提供，实验动物许可证号:2008(京)牧050109。实验动物按数字表法随机分为2组:实验组为IAC-CPR组，对照组为STD-CPR组。

1.2 研究方法

1.2.1 动物模型的制备

动物术前12 h禁食，可自由饮水。记录实验动物体质量、性别等基本信息。麻醉诱导:肌注氯胺酮10 mg/kg，咪达唑仑0.5 mg/kg及阿托品0.05 mg/kg，联合耳缘静脉注射丙泊酚2.5 mg/kg。诱导麻醉后行气管插管，置入直径6.5F的气管插管，插管后接呼吸机及CO2SMO Plus监测呼气末二氧化碳分压(end-tidal partial pressure of carbon dioxide，ETPCO2)及VT，参数设置:吸入氧浓度21%，通气频率12次/分，潮气量初设15 mL/kg。将动物平卧位固定于V型手术台上，调整呼吸机，使ETPCO2保持在35～40 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。动物胸前区备皮后贴电极片，连接心电监护监测生命体征。麻醉维持:连续静脉泵入丙泊酚 9 mg·kg－1·h－1，联合芬太尼注射液 4 μg·kg－1·h－1以镇痛。颈部、双侧腹股沟部行常规术前消毒铺巾。将1个直径7F的血管造影用鞘管置入右侧颈内静脉，连接PULSION PiCCO plus监护仪静脉端。于右侧股动脉置入直径5F扩张导引管，放置Pulsiocath PV2014L热敏导管，连接压力换能器及PULSION PiCCO plus监护仪，连续监测血流动力学各参数。于右侧股静脉置入直径7F扩张导引管，放置Swan-Ganz漂浮导管至肺动脉，抽取混合静脉血备用。

1.2.2 实验方法

待基本情况稳定60 min后，予静脉滴注维库溴铵0.2 mg/kg，以防止动物在实验中可能出现的喘息样动作，减少实验误差［7］。同时在呼气末夹闭气管导管，停止机械通气和麻醉用药，观察实验动物的血压值变化，以动脉收缩压下降低于30 mmHg作为窒息心脏骤停判断标准。在心脏停搏8 min［8］后，开始复苏，以100%的氧气浓度恢复机械通气。对照组予标准人工胸外按压，按压频率为100 r/min，深度为胸廓前后径的1/3，按压和放松比例为1∶1［9］。实验组在标准胸外按压的基础上加以腹部加压，在标准胸外按压放松时在猪剑突与脐之间的腹壁同步予腹部加压，加压幅度为1/2腹前后径，频率为100 r/min，使用Q-CPR TM技术监测胸外按压(cardiopulmonary resuscitation，CPR)质量。持续按压2 min为1个循环，每个循环末分析心电波形，若心电显示心室颤动(以下简称室颤)波形，则开始电击除颤，除颤能量为4 J/kg(双相指数截断波)。若在CPR 4min后没有恢复自主循环(return of spontaneous circulation，ROSC)，经中心静脉予肾上腺素(剂量0.02 mg/kg)稀释后静脉推注，并且以20 mL 0.9%氯化钠注射液冲管，然后继续进行持续按压。每2 min作为1个复苏周期，以此类推直至ROSC或者动物复苏失败终点(即ROSC未恢复)。ROSC的标准是:主动脉收缩压在60 mmHg以上或脉压＞20 mmHg，并且持续时间超过10 min［10］。如果至复苏开始后30 min实验动物仍未达到ROSC，则认为复苏失败，动物死亡。整个实验过程中以PULSION PiCCO plus监护仪持续监测血流动力学数据。

1.3 数据的采集和处理

血流动力学参数的测定及处理:动物准备工作完成后，待ETPCO2保持在35～40 mmHg、血流动力学稳定后，记录心率(heart rate，HR)、主动脉收缩压(systolic blood pressure，SBP)和舒张压(diastolic blood pressure，DBP)、中心静脉压(central venous pressure，CVP)等指标值作为基础值，开始复苏后，每4 min记录1次HR、SBP、DBP、CVP，取平均值作为CPR期间各指标的值，记录ROSC后15 min各项指标值，计算主动脉平均动脉压(mean arterial pressure，MAP)、冠状动脉(以下简称冠脉)灌注压(coronary perfusion pressure，CPP);记录CPR期间心电特点;抽取基础状态、制模成功、CPR 4 min、ROSC后15 min血气。观察2组动物的自主循环恢复率(return of spontaneous circulation，ROSC)，记录复苏成功动物肾上腺素的使用总剂量，复苏后动物存活时间，CPR期间及复苏后24 h内出现的胸部及腹部合并症的情况。心跳骤停复苏后24 h行脑功能评分(cerebral performance category，CPC)［11］。根据实验猪的神经系统功能情况，从好到差分为以下5个等级:CPC 1级指神经系统功能正常，可自主站立、行走、饮食，对外界刺激反应灵敏;CPC 2级指轻度异常(能站立，但步态不稳，可饮水但不能进食，对刺激反应较慢)，CPC 3级指重度异常(没有外力辅助下不能站立或行走，不能饮水或进食，觉醒但对痛性刺激无反应)，CPC 4级指昏迷，CPC 5级指死亡。

MAP=主动脉舒张压+(主动脉收缩压－主动脉舒张压)/3;CPP=主动脉舒张压－右房压=平均动脉压 －中心静脉压［12］。

1.4 统计学分析

采用SPSS17.0统计学软件进行统计分析，计量数据以均数±标准差()表示，组间比较采用t检验，率的比较用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组动物基本资料比较

2组动物各项指标基础值比较，各项指标的差异均无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性，详见表1。

2.2 2组动物复苏情况比较

2组动物在复苏开始后4 min内，实验组的MAP高于对照组，差异无统计学意义(P＞0.05);实验组的CPP高于对照组(P＜0.05)，差异有统计学意义，但两组的CPP均高于15 mmHg，差异有统计学意义。两组动物在自主循环恢复率上差异无统计学意义(P＞0.05)。比较2组动物复苏后存活时间、CPC评分及肾上腺素使用总量发现，对照组(STD-CPR组)3只复苏成功的动物均未能存活至24 h，实验组(IACCPR组)4只复苏成功的动物有2只存活至24 h，2只动物的CPC评分均为2分，神经功能恢复较好。关于两组肾上腺素使用的总剂量的比较，并未发现与动物存活的时间及CPC评分之间存在相关性。

表1 2组动物在模型制备前基础值的比较Tab.1 Comparison of basic values of the two groups of pigs before producing the models ()

表1 2组动物在模型制备前基础值的比较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 两组动物在CPR期间血流动力学指标及ROSC率值比较Tab.2 Comparison of the hemodynamic parameters and ROSC rates of the two groups of animals during the CPR ()

表2 两组动物在CPR期间血流动力学指标及ROSC率值比较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 两组复苏成功动物应用肾上腺素、ROSC时间和CPC评分比较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 合并症发生情况

实验过程中2组动物均未出现返流误吸的情况。在复苏过程中，对照组有7只动物出现了肺出血，1只在气管插管内有血，其余6只出血量大于20 mL。实验组同样出现了7只肺出血，2只在气管插管内有血，5只出血量大于20 mL。在实验动物死亡后尸检发现，18只实验动物都存在不同程度的肺梗死及肺出血病灶，其中对照组中有2只出现了肋骨骨折，其中1只肋骨骨折伴有血气胸，在复苏成功的3只中，有1只出现了癫痫发作。实验组中1只出现了肋骨骨折，没有发现气胸，在复苏成功的4只中，有1只出现了癫痫发作，有1只出现了因复苏造成的腹部脏器的缺血坏死。

3 讨论

心脏骤停是临床最紧急的危重症之一，病死率极高。窒息所致的心脏骤停常见于成年人淹溺误吸和新生儿，其研究主要集中于新生儿和儿童，对成人窒息型心脏骤停的研究较少。本研究选择五指山小黑猪来制备窒息型心脏骤停模型，研究发现猪除左奇静脉血流直接进入冠状窦，而不类似于人类进入腔静脉外，与人在代谢和心血管功能及冠脉结构方面都极为相似。一般认为模拟成人研究用体质量20～25kg的猪作为模型［10］。五指山小黑猪是农科院研究所培育的实验用近交系小型猪，其理论群体近交系数达0.965以上，对实验反应一致性较高，体质量选取(19±2)kg，较其他动物能更好地模拟成年人的心脏骤停。在窒息模型的制备过程中，研究［13］发现，往往是先出现血流动力学的变化然后出现心肌电活动的异常，即平均动脉压下降至基础值的40%左右时会立即出现心电停搏或者无脉电活动。故实验时选择以血压下降低于30 mmHg作为窒息心脏骤停判断标准。在模型制备成功后等待8 min后开始心肺复苏，能更好地模拟成年人院外窒息型心脏骤停的情况［6］。

对于室颤心律或无脉室性心动过速等心源性心脏骤停患者，初始CPR最重要措施是胸外按压和早期除颤;对于淹溺、窒息等非心源性心跳骤停，提供通气和胸外按压是最主要的［9，14-15］。心肺复苏的成败，相当程度上取决于冠状动脉灌注压(CPP)，CPP较低、冠脉灌注不足，自主循环就很难恢复。适宜的STD-CPR循环血量仅能恢复到正常时的20%～25%［16］，由此所产生的 CPP通常小于15～30 mmHg，而恢复自主循环CPP最少需要15～30 mmHg，故常达不到维持CPP和心肌血流量的需要，因而复苏很难成功［17］。为此，如何在胸外按压时增加CPP应是ROSC主要条件。因此本研究设计在胸外按压的同时腹部施压以减少主动脉血向外周流，以此增加外周阻力来增加CPP，提高ROSC率。IAC-CPR在2次标准胸外按压中间加入腹部按压，腹腔内压力增大，腹主动脉受压血流减少，腹腔和下腔静脉回心血量增加，同时膈肌上升，胸腔内容积减小，胸腔内压力和主动脉压力提高，从而提高了冠脉灌注压和颈动脉血流，提高心脑的血流灌注。在本研究中可以看到，在STD-CPR组，进行CPR虽然可以达到较高的收缩压，但是舒张压很低，而在IAC-CPR组，舒张压明显升高，虽然2组的CPP都达到了自主循环恢复所需的CPP15 mmHg，但IAC-CPR组CPP明显高于STD-CPR组，这与之前的研究［18］相吻合。对于窒息性心脏骤停，除了按压，通气非常重要。Black等［3］在室颤猪模型的实验中发现，腹部按压不仅能产生有效循环，还能提供有效通气。国内最新的研究［4］认为，腹部按压可以改善通气，但未能达到满意的通气效果。腹部按压联合胸外按压理论上能在改善冠脉灌注的同时，提供一定的通气从而更利于窒息模型的复苏，但是本试验中，由于窒息模型在复苏时大部分都出现了严重的肺出血，未能监测有效的通气指标。在实验中，2组的动物虽然都达到了自主循环恢复所需的CPP，但是复苏的成功率较低。结合实验血气结果和实验动物出现的严重的肺出血，考虑复苏的失败与窒息时出现严重的肺损伤、乳酸酸中毒等有关，这也说明，心脏骤停的复苏，心脑的复苏是关键因素，其他脏器的损伤及代谢失调也对复苏的成败有着非常重要的作用。在腹部加压的基础上，国内外学者［19-22］提出了腹部提压法，它能更好地改善通气［22］，理论上更利于窒息模型的复苏，但需要更多的研究去证实。理论上腹部按压减少了腹部脏器的血流，有增加腹部脏器损害等合并症的可能性，在 Geddes等［23］研究中，应用 IAC-CPR技术未发现相关的腹部脏器的损害，但在持续腹部加压的早期研究中，有报道［24］出现了肝脏的裂伤。在本实验中，有1只成功复苏的实验动物发生了严重的腹腔脏器缺血，出现了大面积的肠管坏死和肾损伤。故IACCPR除了存在发生胸肋骨骨折、气胸等合并症外，还存在发生腹腔脏器缺血性损伤的可能。本实验中，2组动物都出现了不同程度的胸腹部的合并症。但由于在实验动物的选择、制模成功判断的标准、制模成功后开始复苏的时间不一致，无法将本研究与之前的动物实验结果进行有效的对比。因此关于窒息与室颤模型的比较，需要进一步实验去研究。

本实验尚存在一些不足:本实验在实验前对实验动物进行了禁食，故在实验中未出现返流。对于禁食时间短或者饱食的情况，是否会出现返流需要进一步研究。实验中动物给予的肾上腺素剂量差异有统计学意义，这是否对复苏成功率有影响缺乏有利证据。

综上所述，对于窒息引起的心脏骤停，在行标准CPR的同时附加IAC更有利于生理性有效循环，提高心脑的血流灌注，促进自主循环的恢复的可能性，但未增加复苏成功率，因此这种方法有待进一步探讨。

［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，郑静晨.单纯腹部提压:一种心肺复苏的新方法［J］.中国危重病急救医学，2009，21(6):323.

［7］王烁，武军元，季宪飞，等.叹息样呼吸与猪心肺复苏过程中血流动力学变化的研究［J］.中华急诊医学杂志，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，林洪远，郭永春.现代危重病学［M］.合肥:安徽科学技术出版社，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］陈文亮，古逆光，郭日康.24例猝死患者现场心肺复苏术抢救分析［J］.中国煤炭工业医学杂志，2010，13(1):14.

［20］崔丽娟，易旭夫，冯俊双.心肺复苏术相关损伤的探讨［J］.临床误诊误治，2012，25(2):95-97.

［21］英义.2005年和2010年不同心肺复苏指南在院前急救中的应用［J］.中国煤炭工业医学杂志，2012，15(6):854-855.

［22］刘亚华，李秀满，王立祥.4种复苏方法对呼吸骤停猪肺通气的影响观察［J］.解放军医学杂志，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.