优化心肺复苏术期间的血流动力学

优化心肺复苏术期间的血流动力学

曾晶晶翻译

重症行者翻译组

目的

这篇综述的目的是提供心肺复苏（CPR）期间血流动力学的的最新进展，并描述优化灌注的新兴疗法。

近期发现

尸体研究表明，胸部按压期间心脏的血液分布和解剖位置存在较大的个体差异。采用先进的CT技术，研究显示心房和轻微的右心室压迫，但左心室无直接压迫。血流动力学指导的CPR策略可以通过允许个性化的手部放置、药物剂量以及按压频率和深度来克服这一问题。通过动物研究和一项临床前后研究，抬头式CPR作为一种改善脑灌注的潜在策略已显示出令人鼓舞的结果。两项研究均表明，可以在进行持续性CPR的过程中行复苏性主动脉球囊阻断术（REBOA）。

摘要

现代成像技术有助于增加我们对CPR期间正向血流机制的了解。这可以为如何优化灌注提供新的信息。抬高头部CPR和CPR期间使用REBOA是可能改善CPR术中脑灌注的新方法。然而，这两种技术仍有待临床验证。

前言

心脏骤停是指血流停止，临床上表现为无脉搏、无反应、无正常呼吸，从心脏骤停到心肺复苏（CPR）开始的时间间隔称为无血流期，而从复苏开始到恢复自主循环（ROSC）或死亡这段时间被称为低血流期。较长的无血流和低血流间隔与较低的生存可能性有关，无血流时段的影响最大。因此，在过渡到新的治疗选择如体外CPR等新的治疗方案时，优化心脏骤停期间的血流动力学对于提高存活率和限制器官损伤至关重要。在此，我们对心脏骤停时的血液动力学作一概述，并回顾有前景的新疗法。

胸部按压是如何工作？

胸部按压是心肺复苏的关键组成部分。但是，对胸部按压如何产生顺行性血流仍存在争议。“心脏泵”理论认为，胸部按压可模仿健康心脏的原理，在该原理下，胸骨和脊柱之间会挤压心脏，心室内的正压使三尖瓣和二尖瓣关闭，从而会在任一侧产生顺行性血流。胸骨和胸壁回弹引起的负压梯度被认为可以将血液从胸静脉池重新注入心脏的右侧。竞争性“胸腔泵”理论将胸部按压期间顺行的血流归因于压力梯度分布在整个上胸腔中。静脉血管塌陷和/或位于胸腔入口处的有功能的静脉瓣被认为是逆行阻力超过全身阻力的原因，从而导致按压过程中净顺行血流。本质上，“胸腔泵”理论将心脏视为被动的血管导管。两种理论的共同点是在减压阶段依靠主动脉瓣维持系统压力。两种理论之间的争议尚未解决，但有证据表明，来自“心脏泵”和“胸腔泵”理论的机制均参与成人CPR期间的血流生成。最近在CPR研究中引入了现代放射成像技术，可能有助于对胸部按压的机制有新的认识。

现代成像技术对胸外按压的认识

在超过15例已发表的病例中，死后立即将造影剂（CT-CEA）注射到外周静脉并同时手动进行胸外按压，使用法医尸检CT血管造影术一致发现造影剂（CEA）的顺行分布。

使用相同的技术，另一项研究显示，在连续两分钟的机械性胸部按压（LUCASTM2）后，预注射的CEA在9具尸体中的8具（死后间隔5.9–.7小时）中主要呈逆行分布。仅有2例在长时间按压后显示CEA在头、肾动脉有顺行分布。1例（死后间隔6h）左上臂外周静脉注射CEA，经按压后到达右心，然后才进入到下腔静脉和肝静脉的逆行路径。相同的作者在5例尸检中进一步证明，胸部按压主要影响心房和较大的血管，而两个心室都受到下外侧移位的影响，因此并不是像“心脏泵”理论所建议的那样被直接按压。这些结果表明胸部按压期间血液分布的个体差异较大，但应根据尸体模型的明显局限性和缺乏标准化来解释。

在Rutty等人的方法论基础上，将胸部按压分别至3、5和8cm深度进行了一项新的尸检CT研究（图1）。以一具注射CEA的尸体为研究对象，采用静态加压装置连续进行胸部按压，造成心房受压和右心室轻度受压，但左心室无受压，左心室向下和侧向移动。该方法能够观察到，例如，在模拟动态胸部按压过程中的肝肾移位，概述了深入研究胸部按压过程中胸腔器官运动和变形，以及可能未被注意到的特征性复苏损伤。

综合目前大多数影像学研究的结果，可能有利于“胸腔泵”假说。然而，考虑到病倒数少以及手动按压和机械按压的矛盾结果，因此无法得出有意义的结论。如果在宣布死亡后几分钟到几小时内立即接触到人体尸体，甚至可以研究血流动力学特性，这些方法可能对胸部按压机制会产生新颖的见解。

血流动力学导向心肺复苏

心肺复苏过程中胸部按压质量与良好的预后相关。术语“高质量心肺复苏”是指严格遵守有关按压深度和频率的建议，以最大程度地减少中断并允许完全回弹；所有方面均适用于所有CPR算法。

相反，对血液动力学不稳定的患者通常需要个性化的干预、治疗和药物剂量，以适应不同的患者生理。血流动力学导向的心肺复苏（HD-CPR）方法是一种滴定和个体化的方法，通过对标准CPR算法进行动态停搏调整来优化心肌和脑灌注。

由于心脏位于胸腔中的位置各不相同，因此需要个体化，根据“心脏泵”理论，最佳的心腔按压可能需要重新调整按压点。在Hwang等人的一个临床研究中，通过经食道超声心动图检查发现，大约一半的患者无意中接受了主动脉瓣水平的胸外按压，或者更高的升主动脉水平上接受了胸外按压。因此，心室受压和预计的心输出量减少了。这与以上针对尸体CPR研究描述的CEA分布的个体间差异是一致的。

血流动力学导向的心肺复苏目标

灌注压和中心循环的梯度是心脏停搏结局如除颤成功率、ROSC和存活率的关键因素，建议将其作为HD-CPR目标。冠状动脉灌注压力（CPP）是舒张期（减压期）主动脉压力与右心房压力之间的差，是主要的血流动力学指标。CPP与心肌血流密切相关，尤其CPR期间自动调节机制失灵。在动物和人体研究中，CPP值低于14-15mmHg强烈预示复苏失败。然而临床上CPP是不切实际的HD-CPR参数，因为在复苏过程中通常无法测量心房压。还测试了更容易获得的工具，例如定期血压测量。儿科重症监护室（包括一岁以上儿童）的一项回顾性研究中，复苏期间动脉舒张压30mmH与存活率增加相关。同样，猪的CPR血流动力学研究表明，动脉收缩压与按压深度准确相关，并使用结合了动脉收缩压的HD-CPR，从而提高了生存率。

呼末二氧化碳（ETCO2）是难以获得血流动力学指标的一种易获取的替代方案。在心脏骤停的情况下，ETCO2是心输出量的标志物，但其水平受许多因素的影响，包括骤停原因、通气和给药。ETCO2的主要用途与停搏期间结局预测和ROSC检测有关。除了其预后价值外，研究还表明，心肺复苏过程中不同程度的心腔按压会导致ETCO2水平的变化，这与心肺复苏质量直接相关。然而，值得注意的是，ETCO2水平的变化落后于血流动力学变化约30秒。作为概念的证明，Hamrick等使用窒息猪模型，研究通过ETCO2指导持续调节按压频率、按压力度、深度和拇指位置的效果。干预组ETCO2、动脉舒张压、CPP和ROSC率均升高。在一项关于院前心脏骤停的人体初步研究中，Qvigstad等人发现不同的手部放置会改变ETCO2水平，重要的是，对于支持个体化手部放置位置的患者，没有一个单一的点是最佳的。

总而言之，HD-CPR目标的相关性优先顺序被认为是CPP，动脉舒张压和ETCO2，在CPR期间达到以下目标：CPP20mmHg，动脉舒张压25mmHg和ETCOmmHg。

干预措施

大多数HD-CPR研究都是在动物身上进行的，并且研究了集束化干预措施，包括调整按压深度、速率和手放位置。两项临床研究调查了滴定收缩压为mmHg的按压深度，同时联合滴定CPP为20mmHg的肾上腺素剂量，并与标准护理进行了比较。HD-CPR方法改善了脑血流量、脑组织氧张力和存活率。对于大多数患者来说，–的按压频率是最佳的。个体化频率可能是Hamrick等人的研究中所举例说明的一种选择。ETCO2导向的HD-CPR在干预组中按压频率可以提高生存率。

与固定剂量相比，对血管活性药物的滴定已作为HD-CPR束的组成部分进行了研究。心脏骤停时给予肾上腺素的目的是诱导动脉血管收缩，以增加冠状动脉和脑灌注。血管内血流动力学的实时信息将使肾上腺素和其他血管升压药滴定到确定的靶点，可能避免有害影响。

血流动力学导向心肺复苏的人体研究

重症监护室发生的心脏骤停可能是研究HD-CPR最合适的平台，尽管不能代表普通心脏骤停患者。一些动物研究和人类观察都记录了目标导向方法的益处。然而，很少有对照临床试验。这很可能是因为在心脏骤停期间难以建立有创性监测，然而这是可行的。关于血管内球囊放置的研究也证明了其可行性（见下述）。与HD-CPR的大多数动物研究结果一致，结合大量生理学导向的干预措施，包括对几种CPR特性（按压点、深度和速度）进行动态调整，结合滴定的血管升压药，可以改善结局。在心脏骤停期间，实时生理反馈的广泛应用（理想情况下为非侵入性的），将是发展心肺复苏方法和血管升压策略的关键步骤。

增强灌注

抬头式心肺复苏

自从首次进行心肺复苏研究以来，仰卧患者的胸部按压已成为标准做法。在胸部按压过程中，胸腔内动脉和静脉侧的压力都会升高。后者抵消了脑部的静脉流出，从而实质上增加了颅内压（ICP）并阻碍了脑部血流。最近的临床前研究通过检测心肺复苏过程中头部抬高假设的有益效果来解决这一问题。但是，仅在增强的CPR方法中出现抬头倾斜的好处，该方法可以改善脑静脉和动脉流入,例如联合使用主动减压和阻抗阈值装置。在传统的心肺复苏中，由于动脉压与ICP同时下降，因此抬头倾斜无效。尽管有几项研究测试了抬头式CPR显示了脑灌注压的升高,这是血流的一个有用的替代指标，然而脑灌注压升高并不意味着临床相关措施的改善。只有一项动物研究证实，与仰卧位的传统CPR相比，增强CPR包括抬头倾斜CPR，可以提高存活率，并取得良好的神经学预后，但是无法确定抬头姿势的独立作用。一项对患者进行的事后观察性研究测试了急诊中采用抬头式CPR、快速LUCAS放置、早期给氧和延迟正压通气的集束化干预措施的实施情况，以观察复苏参数的变化。集束化干预措施在实施期间显示出显着的17％绝对增长，但是，由于观察设计前后的差异，没有直接的因果关系可归因于抬头式CPR。但是，仍有其他研究（NCT）正在进行。由于抬头式CPR仅在增强CPR中有效，而不在标准心肺复苏实施指南中，因此该技术必须等待进一步的证据后才能在临床实践中实施。

复苏性主动脉球囊阻断术

复苏性主动脉球囊阻断术（REBOA）已被用作严重失血性休克和创伤性心脏骤停患者的治疗选择。该作用与主动脉压力升高和主动脉远端阻塞的暂时止血有关。但是，由于CPP与ROSC的可能性增加有关，因此由REBOA引起的主动脉压力升高也可能有益于非创伤性心脏骤停。大量动物研究表明可有CPP升高，脑灌注升高和提高ROSC发生率。尽管有这些令人鼓舞的临床前结果，但在心脏骤停期间股动脉插管和主动脉球囊放置的困难对临床试验提出了挑战，使现有研究仅限于病例报告。这一挑战导致了Brede等人进行了大量的研究。率先报告了成功的培训计划，随后进行了一项研究关于在院前心脏骤停患者中放置REBO的研究。研究证实在所有10例患者中均成功放置，ETCO2水平显着增加。重要的是，Brede等人的研究报告还说，REBOA的放置不会影响通过手离开胸壁时间和胸部按压速度或深度变化来评估的高级生命支持质量。这是非常令人感兴趣的，因为不能以牺牲标准疗法为代价来实施新的干预措施。同样，Levis等人最近的一项探索性研究包括15例难治性院外心脏骤停和院内放置REBOA的患者。只有9/15（60％）的患者成功放置导管，中位时间为9分钟30秒。尽管成功率较低，但体外心肺复苏的研究表明，成功的股动脉插管在院前和院内均是可能的。尽管生理学原理是强有力的，并且临床前研究支持REBOA的使用，但仍需要进行更大的临床试验以明确REBO是否普遍可行，并且可以改善院前和院内心脏骤停患者的临床结局。

结论

现代成像技术有助于我们对CPR期间正向血流机制的认识。这将为优化灌注提供新的信息。抬头式心肺复苏术和在心肺复苏术中使用REBOA是一种新的技术，可以改善心肺复苏术中重要器官灌注。但是，临床试验势在必行。