成人機械心肺復(fù)蘇機最佳按壓部位研究進(jìn)展

張曉麗，鄭潔，曹雪濱，何鑫，張楠，王冬穎，黃河玲

心臟驟停是全球面臨的重大公共衛(wèi)生問題之一[1]，我國每年約有55萬人，平均每天約1500人發(fā)生心臟驟停[2]。心肺復(fù)蘇（CPR）是搶救心臟驟停的主要措施之一，有效、快速、高質(zhì)量的按壓是CPR成功的關(guān)鍵[3]。2015年國際心肺復(fù)蘇指南和2016年中國心肺復(fù)蘇專家共識中均指出，有效的CPR包括：成人按壓深度在5~6 cm，按壓頻率為100~120 次/min[4]，每次按壓后胸廓完全回彈，減少和避免按壓中斷，放松與按壓的比例大致相等[5]。徒手心肺復(fù)蘇存在按壓深度、按壓速率合格與否的不確定性，且有胸廓未完全回彈、按壓中斷、操作者疲勞等問題[6]。國外研究發(fā)現(xiàn)[7]，24%~49%的CPR過程中醫(yī)務(wù)人員未達(dá)到有效的胸外按壓效果?，F(xiàn)階段應(yīng)用機械心肺復(fù)蘇機實施救治是很多醫(yī)療場所進(jìn)行CRP的關(guān)鍵組成部分。對于成人機械心肺復(fù)蘇機的最佳按壓部位目前尚有爭議，仍需進(jìn)一步的研究和探討。本文將從CPR的發(fā)展歷程及機械心肺復(fù)蘇機的不同按壓部位等方面進(jìn)行綜述。

1 機械心肺復(fù)蘇機的歷史

胸部按壓機是Bramson設(shè)計的電動氣動機，由一個可產(chǎn)生60~75磅力的壓縮氣體驅(qū)動彈簧活塞實現(xiàn)胸骨[8]按壓。隨后，Rodriquez Tocker的一種與心電圖監(jiān)測儀同步的自動體外心臟按摩機、Butterworth-LSI心臟外壓機、beckand以電池驅(qū)動的心臟外壓機等被予以應(yīng)用。1989年背心CPR研制成功，這是一件放置于胸部周圍的背心，通過快速充氣和放氣實現(xiàn)按壓功能。1992年，主動壓縮減壓（ACDCCPR）技術(shù)應(yīng)用于CPR，通過馬桶柱塞完成按壓。2000年，美國心臟協(xié)會和歐洲復(fù)蘇委員會在《心肺復(fù)蘇和心血管急救指南》中發(fā)布了關(guān)于“標(biāo)準(zhǔn)手動CPR的替代技術(shù)”的建議，該技術(shù)中就包括使用機械設(shè)備進(jìn)行CPR。

2 心肺復(fù)蘇機的分類

選擇機械心肺復(fù)蘇機時應(yīng)考慮患者所處環(huán)境、疾病特點及有無禁忌癥等情況[9]。根據(jù)成人機械心肺復(fù)蘇機按壓部位的不同分為：點式按壓機、全胸按壓機、點式和胸腔結(jié)合按壓機、腹部提壓式按壓機四類。

2.1 點式機械心肺復(fù)蘇機點式機械心肺復(fù)蘇機根據(jù)按壓方式不同，分為活塞式機械復(fù)蘇機和主動式胸部按壓-減壓復(fù)蘇機[10]。

2.1.1 活塞式機械復(fù)蘇機活塞式心肺復(fù)蘇機模擬徒手按壓的手法，采用點式按壓，如Thumper是第1代的心肺復(fù)蘇機，以美國密歇根公司的薩勃心肺復(fù)蘇機為主要代表[11]。它是以胸泵機制為基礎(chǔ)，通過給予機體大動脈和心室產(chǎn)生壓力梯度，使血液流向肺循環(huán)和體循環(huán)[12]，具有同時進(jìn)行間歇性正壓通氣和同步胸外按壓的功能，可顯示胸部按壓下陷的數(shù)據(jù)，從而避免按壓不足和按壓過重[13]。攜帶通氣管的機型，可同時輔助患者通氣，但安裝所引起的平均按壓中斷時間較長，按壓位置易發(fā)生偏移，存在一定的骨折風(fēng)險。胸外按壓深度調(diào)節(jié)范圍大，可應(yīng)用于超體重型患者。部分機型具有精確設(shè)定潮氣量及氣道壓力過大自動報警功能，可實現(xiàn)加壓與通氣自動同步。該設(shè)備具有氣動模式，屬于電絕緣，為監(jiān)護(hù)和除顫同時使用提供可能，但同時存在重量和體積較大的情況。由于缺乏對患者氣道壓力和呼出潮氣量的監(jiān)測，可能存在按壓和/或通氣不充分，或因通氣過大造成氣壓傷的情況。國內(nèi)現(xiàn)使用的心肺復(fù)蘇機大部分使用氧氣作為動力源（如YH2005A型氣動式心肺復(fù)蘇機、S-410型擔(dān)架式心肺復(fù)蘇機、藍(lán)仕威克TMHLRRR-310心肺復(fù)蘇機等）。單純活塞式機Thumper雖面世最早，但目前已較少應(yīng)用臨床[14]。

2.1.2 主動式胸部按壓-減壓復(fù)蘇機主動式胸部按壓-減壓復(fù)蘇機同樣采取點式按壓，2015年ZOLL Medical公司的主動按壓-減壓機（手動ACD泵）在美國獲得FDA批準(zhǔn)，同時以“ResQPUMP”命名。它是應(yīng)用帶兩個把手的吸盤對患者進(jìn)行按壓和減壓，還包括壓力表和計時機，從而保持必要的按壓深度和頻率，ResQPOD抗阻臨界機連接面罩或呼吸管后，可減小胸部壓力從而使更多血液進(jìn)入心臟。其與傳統(tǒng)心肺復(fù)蘇相比，使下次按壓時增加胸腔內(nèi)負(fù)壓[14]，使更多血液回流至心臟，從整體改善血液循環(huán)。

Lund大學(xué)研發(fā)的LUCAS心肺復(fù)蘇機對點式按壓進(jìn)行了改進(jìn)，其與傳統(tǒng)按壓類似，是在Thumper基礎(chǔ)上結(jié)合ACD泵原理進(jìn)行改良完成的,實現(xiàn)了將心泵機制發(fā)展到肺泵和胸泵機制。吸盤式的按壓頭設(shè)計，可自動調(diào)節(jié)高度，在按壓的同時向上拉升胸廓，不但有效降低按壓過程中的滑動缺陷，還可促進(jìn)胸廓回彈。有研究顯示，在院前和動物實驗中，Lucas能提高自主呼吸循環(huán)恢復(fù)率[15], 但國內(nèi)外有研究顯示，與徒手心肺復(fù)蘇相比，其生存率和自主循環(huán)恢復(fù)率無明顯優(yōu)勢[16]，后續(xù)仍需大型的高質(zhì)量隨機對照實驗進(jìn)一步驗證。

2.2 全胸機械心肺復(fù)蘇機全胸機械心肺復(fù)蘇機主要采用負(fù)荷分布式的復(fù)蘇機，是第2代的自動心肺復(fù)蘇機。1979年背心式CPR被提出，但其按壓頻率僅為60 次/min；2000年因背心式心肺復(fù)蘇機體積大，操作不便，在此基礎(chǔ)上設(shè)計出HB-CPR復(fù)蘇機，它雖然體積減小，但功能與原有的背心式CPR機相同，使用高壓汽缸為動力源，在胸前加上水囊，使壓力均勻傳遞至胸壁。負(fù)荷分布式復(fù)蘇機是以美國ZOLL公司生產(chǎn)的AutoPulse為代表，采用半覆蓋式全胸廓壓力分布式按壓，實現(xiàn)按壓整個胸廓，以電池充電為動力源，用一條與背板內(nèi)置電機相連的負(fù)荷分布條帶纏繞在患者胸部周圍，并根據(jù)預(yù)置的頻率有節(jié)奏進(jìn)行收緊，使壓力均勻分布，有效減少肋骨骨折的發(fā)生率，并使胸腔內(nèi)壓力在胸廓回彈時明顯降低，從而增加回心血量[17]。工程設(shè)計考慮了患者個體差異，其可自動計算不同患者的胸廓大小、形狀和阻力，自動調(diào)節(jié)按壓深度，并使按壓受力均勻；其可簡便固定在擔(dān)架上，適用于患者轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)運，穩(wěn)定性高；背包設(shè)計，方便攜帶，背包展開則可作為軟擔(dān)架使用。有研究顯示，雖然其可明顯提高院外心搏驟停患者的CPR成功率，但2006年JAMA發(fā)表的一項臨床研究結(jié)果表明，使用AutoPulse進(jìn)行CPR的患者較徒手CPR效果更好，但在改善腦功能方面尚需進(jìn)一步評估[18]。

2.3 點式和胸腔結(jié)合心肺復(fù)蘇按壓機點式和胸腔結(jié)合心肺復(fù)蘇按壓機主要為微型機械復(fù)蘇機，是第3代的心肺復(fù)蘇機，以Weil MCC為代表，由美國weil危重醫(yī)學(xué)研究院推出。其根據(jù)2010版AHA心肺復(fù)蘇指南設(shè)計，是一款集便攜CPR、移動CPR、3D按壓CPR于一體的按壓機，采用全胸腔包裹的第三代3D按壓方式[19]，集成了分布式和活塞式的優(yōu)點，是胸腔擠壓和點式按壓的結(jié)合，在點式按壓的基礎(chǔ)上同時擠壓胸腔，形成360°壓力，使胸腔充分回彈，利用胸泵和心泵機制，高效改善血流動力學(xué)，對冠狀動脈灌注壓、腦灌注壓具有明顯改善作用[20]。與Lucas和Thumper相比，Weil MCC顯著改善胸腔內(nèi)的正壓和負(fù)壓[21],使用時無體位限制，重量輕（僅2.3 kg），體積小，便攜輕巧，在擔(dān)架上傾斜使用時按壓效果不受影響，為轉(zhuǎn)運提供便利，廣泛用于自然災(zāi)害救援、院前急救、社區(qū)和院內(nèi)轉(zhuǎn)運等領(lǐng)域，減少了復(fù)蘇過程中引起的損傷[22]，但在無氣源時部分機型使用受限。

2.4 腹部提壓式心肺復(fù)蘇機腹部提壓式心肺復(fù)蘇機是我國自主研發(fā)的創(chuàng)新性心肺復(fù)蘇機，其突破了傳統(tǒng)復(fù)蘇理念[23]，依據(jù)心泵、腹泵、肺泵和胸泵的機制，借助放置在腹部的提壓心肺復(fù)蘇機實現(xiàn)對患者腹部進(jìn)行按壓與提拉，通過膈肌的位移改變胸腹壓力，由提壓手柄、壓力機、提壓板三部分組成。實施救助時將底板吸盤吸附于患者中上腹部，雙手緊握提壓手柄，提壓板平放并與患者腹部皮膚緊密結(jié)合，提壓板上方的三角形頂角放在劍突和肋緣下方，有規(guī)律地對腹部以100~120 次/min的頻率實施向下按壓和向上提拉操作，按壓時腹部下移3~5 cm，使膈肌位移，達(dá)到在膈肌上下位移時改變腹腔壓力的目的[24]，其主要適應(yīng)于無法進(jìn)行胸腔按壓的患者，如胸部重度燒傷、開放性胸外傷、張力性氣胸、大面積胸壁不穩(wěn)定、大量胸腔積液及嚴(yán)重胸膜病變伴心臟驟停 、嚴(yán)重肺大泡、嚴(yán)重心包積液、主動脈夾層等。在自然災(zāi)害、創(chuàng)傷等特殊搶救中有著相對的優(yōu)勢[25]。但存在膈肌破裂、腹部創(chuàng)傷、腹腔臟器大出血、腹腔巨大腫物等情況時禁用。

3 應(yīng)用

有研究表明[26]，采用機械心肺復(fù)蘇機進(jìn)行心臟按壓相比徒手按壓的復(fù)蘇至心跳恢復(fù)時間明顯縮短，具有更高的心臟復(fù)蘇和腦復(fù)蘇成功率，增加超長心肺復(fù)蘇的有效率及出院率，值得臨床推廣應(yīng)用[27]。每種心肺復(fù)蘇機雖然按壓部位不同，適應(yīng)癥及禁忌癥也有所區(qū)別，但截止目前為止，在無禁忌癥的情況下，尚無研究能明確具體哪種按壓部位的心肺復(fù)蘇機優(yōu)于其它機型，后續(xù)仍需更多大規(guī)模、多中心的隨機對照研究，通過對不同按壓部位的多種機械心肺復(fù)蘇按壓機的效果進(jìn)行比較，構(gòu)建精準(zhǔn)的評價系統(tǒng)，對提高心臟驟停患者的生存率進(jìn)行更多高水平、高質(zhì)量的機械心肺復(fù)蘇的價值研究，以便提高預(yù)后。

4 小結(jié)與展望

機械心肺復(fù)蘇機可有效減輕急救人員的救治強度，使急救人員全力完成心肺復(fù)蘇以外的其他急救操作，有效防止人為誤操作或誤判斷，提高心肺復(fù)蘇的精準(zhǔn)性。隨著急救醫(yī)學(xué)研究的不斷深入，心肺復(fù)蘇的新理念與新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，心臟驟停自動識別、自動優(yōu)化決策，可對電除顫、呼吸通氣和按壓的操作順序等提供專業(yè)化建議[20]；按壓與通氣協(xié)調(diào)控制，可自動協(xié)調(diào)胸外按壓和機械通氣操作，保證兩者順利同步進(jìn)行；自動除顫優(yōu)化控制，把握最優(yōu)除顫時機，及時高效除顫，提高電擊除顫成功率；實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)集合一體機功能（如實時監(jiān)測患者室顫心電信號、呼吸末CO2、平均動脈舒張壓和胸骨、肋骨彈性形變等信號），從而反饋至按壓機，達(dá)到閉環(huán)自動調(diào)整按壓參數(shù)等。雖然相關(guān)儀器設(shè)備仍在不斷地更新迭代中，但機械心肺復(fù)蘇機的普及率在我國較低，尤其是公共場所，還不具備自動化簡單易操作的心肺復(fù)蘇機。未來隨著計算機輔助決策技術(shù)、自動控制技術(shù)、信號處理技術(shù)及可穿戴機等研究的深入，各環(huán)節(jié)效能必將得到最大化發(fā)揮，從而提高患者的救治成功率。