超聲在豬心肺復(fù)蘇后肺損傷評估中的應(yīng)用價值

吳春雙，徐杰豐，陳啟江，金曉紅，張 茂

隨著心肺復(fù)蘇技術(shù)的不斷進(jìn)步，心臟驟停后自主循環(huán)恢復(fù)率已有提高，但出院存活率仍較低。心臟驟停后綜合征是復(fù)蘇后由于全身組織缺血再灌注損傷，導(dǎo)致的以心、腦損害為主的多器官功能不全，是患者死亡的主要原因[1]。目前復(fù)蘇后器官損傷的研究主要集中在心、腦，而肺臟作為重要器官的研究相對較少。肺超聲具有無創(chuàng)、無放射性、簡單快速和可重復(fù)性強(qiáng)的優(yōu)點，已被廣泛用于急危重癥的評估[2-3]，包括氣胸、胸腔積液、肺水腫、肺挫傷、肺不張等各種肺部病變，但在復(fù)蘇后肺損傷評估中的應(yīng)用價值少有研究[4]。本研究通過建立豬心肺復(fù)蘇模型，評價超聲在復(fù)蘇后肺損傷評估中的價值，為臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用提供依據(jù)。

材料與方法

1實驗動物及分組

國產(chǎn)健康雄性白豬10頭，體質(zhì)量(35.9±2.4)kg，購自上海甲干生物科技有限公司，動物合格證號SCXK(滬)2015-0005。所有動物均以標(biāo)準(zhǔn)飼料喂養(yǎng)，自由飲水。采用隨機(jī)數(shù)字表法均分為假手術(shù)組、心肺復(fù)蘇組各5頭，其中假手術(shù)組僅進(jìn)行動物麻醉和置管監(jiān)測，心肺復(fù)蘇組則在常規(guī)麻醉、氣管插管和置管監(jiān)測后，經(jīng)歷心臟驟停與復(fù)蘇。

2心肺復(fù)蘇模型的制備

參照文獻(xiàn)[5]的方法制備心肺復(fù)蘇模型。動物肌肉注射氯胺酮(寧波鄞州醫(yī)藥藥材有限公司，0.1g:2mL)20mg/kg麻醉誘導(dǎo)后，仰臥固定在手術(shù)臺上，經(jīng)耳緣靜脈注射戊巴比妥鈉(美國Merck公司，25g/瓶)首劑30mg/kg，然后8mg(kg·h)維持麻醉。經(jīng)口氣管插管術(shù)后連接呼吸機(jī)(Syno Vent E5，深圳邁瑞公司，中國)，呼吸機(jī)參數(shù)設(shè)置為頻率15次/min、潮氣量12mL/kg、峰流速40L/min、吸入氧濃度21%。經(jīng)左股動脈、右頸內(nèi)靜脈分別置入脈搏指示連續(xù)心排血量(PiCCO)動脈導(dǎo)管與中心靜脈導(dǎo)管，連接監(jiān)護(hù)儀(Bene View T6，深圳邁瑞公司，中國)，監(jiān)測動脈血壓、心率、血管外肺水指數(shù)(EVLWI)和肺血管通透性指數(shù)(PVPI)；暴露右頸外靜脈，置入電極至右心室，經(jīng)電極釋放1mA交流電誘發(fā)室顫。誘發(fā)室顫成功，斷開呼吸機(jī)觀察8min，然后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的心肺復(fù)蘇。采用ZOLL E系列除顫儀(ZOLL公司，美國)實時監(jiān)測胸外按壓質(zhì)量，保證按壓頻率100～120次/min、深度5～6cm。復(fù)蘇2.5min時，靜脈注射腎上腺素20g/kg，此后每3min重復(fù)1次，復(fù)蘇5min后給予能量150J的雙向波電除顫1次，判斷自主循環(huán)。若自主循環(huán)未恢復(fù)，立即心肺復(fù)蘇2min，除顫1次。若重復(fù)5次后仍未恢復(fù)自主循環(huán)，則視為復(fù)蘇失敗。復(fù)蘇成功的動物繼續(xù)機(jī)械通氣12h，然后靜脈注射戊巴比妥鈉150mg/kg予以安樂死。

3肺超聲評分(LUS)

采用M9便攜式彩色超聲(深圳邁瑞公司，中國)，選擇凸陣探頭(3.5～10.0MHz)，由固定的經(jīng)過超聲培訓(xùn)的醫(yī)師進(jìn)行肺部超聲檢查和評分[6]。肺超聲檢查分區(qū)和評分標(biāo)準(zhǔn)與臨床一致，分別對豬兩側(cè)前胸壁、側(cè)胸壁及后胸壁上下部共12個分區(qū)進(jìn)行檢查(圖1)。肺超聲評分標(biāo)準(zhǔn)為：正常肺超聲征象0分，輕度滲出、B線增多1分，彌漫融合B線增多2分，肺不張或?qū)嵶?分(圖2)，總分共36分。

圖1豬進(jìn)行肺部超聲檢查的12分區(qū)示意圖。PSL為胸骨旁線，AAL為腋前線，PAL為腋后線；以經(jīng)胸骨中點作為上下部分界，1、2為前胸壁上部及下部，3、4為側(cè)胸壁上部及下部，5、6為后胸壁上部及下部

圖2肺超聲評分不同分值的圖像。a.正常肺超聲征象，0分;b.輕度滲出、B線增多，1分;c.彌漫融合B線增多，2分;d.肺不張或?qū)嵶儯?分

4觀察指標(biāo)

于復(fù)蘇前(T0)和復(fù)蘇后1h(T1)、3h(T3)、6h(T6)、12h(T12)，經(jīng)股動脈抽取動脈血1.5mL，用5700全自動血氣分析儀(實驗室儀器有限公司，美國)進(jìn)行血氣分析，計算氧合指數(shù)(PaO2/FiO2)；通過中心靜脈導(dǎo)管連續(xù)3次注射0.9%氯化鈉(0～4℃)10mL，獲得血管外肺水指數(shù)(EVLWI)和肺血管通透性指數(shù)(PVPI)，3次穩(wěn)定的數(shù)據(jù)取均數(shù)；按以上方法進(jìn)行肺部超聲評分。

5統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

1兩組動物的一般情況、復(fù)蘇結(jié)果及復(fù)蘇后基本指標(biāo)的比較

假手術(shù)組和心肺復(fù)蘇組動物的體質(zhì)量分別為(36.2±3.0)、(35.6±1.8)kg(P=0.71)，心率、平均動脈壓(MAP)、血溫組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。兩組動物12h存活率為100%(10/10)。心肺復(fù)蘇組的復(fù)蘇時間為(5.3±0.8)min，除顫(1.2±0.4)次，腎上腺素用量為(0.94±0.35)mg。與假手術(shù)組比較，心肺復(fù)蘇組動物復(fù)蘇后1、3、6、12h的心率均明顯加快(P<0.05)，復(fù)蘇后1、12h的平均動脈壓有降低(P<0.05)；兩組動物各時間點血溫的組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(表1)。

表1 各組動物心率、MAP、血溫的變化

T0，基線值；T1、T3、T6、T12分別為復(fù)蘇后1、3、6、12h；MAP，平均動脈壓；與假手術(shù)組比較：*P<0.05

2兩組動物肺損傷指標(biāo)的比較

兩組動物的PaO2/FiO2值隨時間變化差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但心肺復(fù)蘇組PaO2/FiO2值在復(fù)蘇后1、3和6h均低于假手術(shù)組同時點的值(圖3a)。

心肺復(fù)蘇組的EVLWI值從基線值、復(fù)蘇后1、3、6、12h呈升高趨勢(F=17.96，P<0.001)，分別為(9.7±1.3)、(17.3±4.2)、(18.5±4.3)、(18.1±5.0)和(21.0±5.5)mL/kg，而假手術(shù)組EVLWI值的變化差異無統(tǒng)計學(xué)意義。心肺復(fù)蘇組EVLWI在復(fù)蘇后1、3、6、12h均高于假手術(shù)組同時點的值(均P<0.05),圖3b。

心肺復(fù)蘇組的PVPI值持續(xù)升高(F=27.70，P<0.001)，基線和復(fù)蘇后各時間點的值分別為2.3±0.7、4.3±0.7、5.0±0.9、5.8±1.2和6.1±0.5，尤其在復(fù)蘇后1、6h均較前一個時間點明顯升高(均P<0.05)，而假手術(shù)組PVPI值變化無統(tǒng)計學(xué)意義。心肺復(fù)蘇組的PVPI在復(fù)蘇后4個時點均高于假手術(shù)組同時點的值(均P<0.05),圖3c。

肺超聲評分與EVLWI、PVPI有一致的升高趨勢(F=34.2，P<0.001)，基線和復(fù)蘇后各時間點分別為(2.6±0.5)、(13.4±0.9)、(15.0±1.9)、(15.8±0.8)和(17.6±4.0)分，尤其復(fù)蘇后1h明顯升高(P<0.05)，而假手術(shù)組肺超聲評分變化無統(tǒng)計學(xué)意義,且心肺復(fù)蘇組在復(fù)蘇后1、3、6、12h均高于假手術(shù)組(圖3c)。

3LUS評分與PaO2/FiO2、EVLWI及PVPI的相關(guān)性

LUS評分與PaO2/FiO2呈明顯負(fù)相關(guān)(r=-0.625,P<0.001)，與EVLWI、PVPI均呈明顯正相關(guān)(r=0.790、0.882，P<0.001)。見圖4。

圖3兩組動物L(fēng)US、PaO2/FiO2、EVLWI及PVPI的動態(tài)變化。與假手術(shù)組比較：*P<0.05；與前一個時間點比較：#P<0.05

圖4 LUS與PaO2/FiO2、EVLWI、PVPI的相關(guān)性分析

討 論

復(fù)蘇后肺損傷是復(fù)蘇后綜合征的重要內(nèi)容之一，也是心肺復(fù)蘇后常見的并發(fā)癥[7-8]。目前對復(fù)蘇后肺損傷的機(jī)制尚未明確，包括多種原因：(1)胸外按壓過程可能引起肺泡及毛細(xì)血管膜破裂，進(jìn)而導(dǎo)致肺出血和水腫；(2)心臟驟停后缺血-再灌注損傷，促使細(xì)胞內(nèi)自由基生成，加劇了膜功能的損傷；(3)胸外按壓中吸入的胃液或口咽分泌物也會造成肺損傷[4]。因此，通過動態(tài)監(jiān)測以早期快速識別復(fù)蘇后肺損傷的變化，對于采取相關(guān)的治療至關(guān)重要。

傳統(tǒng)的肺損傷評估指標(biāo)大多為有創(chuàng)性，如PaO2/FiO2，需要穿刺抽取動脈血進(jìn)行血氣分析獲得。研究表明PaO2/FiO2的改變并不能早期識別肺損傷[9]，EVLWI、PVPI需要中心靜動脈置管獲得，具有潛在并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險，且花費較大；CT檢查是評估肺損傷的金標(biāo)準(zhǔn)，但需要將患者轉(zhuǎn)運到CT室，搬運風(fēng)險大、有輻射、價格昂貴，重復(fù)評估的可行性較差；床旁胸部X線片的早期診斷價值有限，且有輻射[10]。肺超聲不僅具有簡單快速、安全無輻射、可重復(fù)性強(qiáng)的優(yōu)勢，且臨床醫(yī)生通過短期學(xué)習(xí)培訓(xùn)可快速掌握這一技術(shù)[6]。近年，床旁超聲對肺部病變的評估已成為急危重超聲重要的內(nèi)容。不同階段的肺損傷，肺超聲表現(xiàn)不同：初期肺泡或肺間質(zhì)滲出，若累及胸膜，表現(xiàn)為不同數(shù)量、分布的B線征象，進(jìn)展期可出現(xiàn)碎片征、支氣管充氣征，當(dāng)氣體完全被吸收后，表現(xiàn)為肝樣變肺組織。肺超聲評分就是根據(jù)病情進(jìn)展將肺部損傷進(jìn)行量化評估，動態(tài)監(jiān)測病情變化，指導(dǎo)呼吸機(jī)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)置和撤機(jī)進(jìn)程，以及指導(dǎo)容量管理[11]。Zhao等[12]的研究表明，肺超聲評分與血管外肺水指數(shù)有很高的相關(guān)性，早期肺超聲評估可以預(yù)測急性呼吸窘迫綜合征的發(fā)生。Chiumello等[13]對急性呼吸窘迫癥患者進(jìn)行肺超聲評分檢查，并和CT結(jié)果比較，發(fā)現(xiàn)肺超聲評分與CT結(jié)果有很好的一致性，可以有效評估肺通氣情況。Picano等[14]也建議通過B線的數(shù)量進(jìn)行定量或半定量評估肺水腫情況。Cho等[4]研究心肺復(fù)蘇后肺損傷在X線片和CT上的表現(xiàn)，但少有研究報告肺超聲評分在心肺復(fù)蘇后肺損傷中的應(yīng)用價值。

本研究結(jié)果顯示，在豬成功復(fù)蘇后，反映肺損傷的傳統(tǒng)指標(biāo)PaO2/FiO2明顯下降，而EVLWI、PVPI持續(xù)升高，說明心肺復(fù)蘇過程中發(fā)生了急性肺損傷。肺超聲評分結(jié)果顯示，復(fù)蘇后1h從基線的(2.6±0.5)分增加到(13.4±0.9)分，在復(fù)蘇后1、3、6、12h的變化趨勢與PaO2/FiO2、EVLWI、PVPI一致，且和這3個指標(biāo)具有較好的相關(guān)性(r=-0.625，0.790，0.882;P<0.05)。雖然復(fù)蘇后肺損傷的機(jī)制復(fù)雜，但依然可以利用半定量肺超聲評分方法動態(tài)定量評估肺損傷的變化，實時指導(dǎo)相關(guān)治療和處理，減少有創(chuàng)操作、患者搬運和CT檢查次數(shù)，改善患者預(yù)后。需要注意的是，肺超聲并不能完全替代其他指標(biāo)，仍需要結(jié)合起來綜合應(yīng)用，以更準(zhǔn)確地指導(dǎo)醫(yī)生做出更精準(zhǔn)的治療決策。本研究也存在不足之處，包括：(1)動物樣本量偏少；(2)CT作為肺損傷的金標(biāo)準(zhǔn)，但本研究因條件受限而未選用；(3)大動物心肺復(fù)蘇模型與患者的實際情況不同，未來仍需要大樣本的臨床研究來證實。

綜上所述，在豬心肺復(fù)蘇模型中，肺超聲評分與傳統(tǒng)肺損傷指標(biāo)的相關(guān)性較好，可以實時、連續(xù)無創(chuàng)地評估復(fù)蘇后肺損傷的程度，值得進(jìn)一步的臨床應(yīng)用研究。