成人機械心肺復蘇機最佳按壓部位研究進展

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生問題之一[1]，我國每年約有55萬人，平均每天約1500人發生心臟驟停[2]。心肺復蘇（CPR）是搶救心臟驟停的主要措施之一，有效、快速、高質量的按壓是CPR成功的關鍵[3]。2015年國際心肺復蘇指南和2016年中國心肺復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]。國外研究發現[7]，24%~49%的CPR過程中醫務人員未達到有效的胸外按壓效果?，F階段應用機械心肺復蘇機實施救治是很多醫療場所進行CRP的關鍵組成部分。對于成人機械心肺復蘇機的最佳按壓部位目前尚有爭議，仍需進一步的研究和探討。本文將從CPR的發展歷程及機械心肺復蘇機的不同按壓部位等方面進行綜述。

1 機械心肺復蘇機的歷史

胸部按壓機是Bramson設計的電動氣動機，由一個可產生60~75磅力的壓縮氣體驅動彈簧活塞實現胸骨[8]按壓。隨后，Rodriquez Tocker的一種與心電圖監測儀同步的自動體外心臟按摩機、Butterworth-LSI心臟外壓機、beckand以電池驅動的心臟外壓機等被予以應用。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按壓功能。1992年，主動壓縮減壓（ACDCCPR）技術應用于CPR，通過馬桶柱塞完成按壓。2000年，美國心臟協會和歐洲復蘇委員會在《心肺復蘇和心血管急救指南》中發布了關于“標準手動CPR的替代技術”的建議，該技術中就包括使用機械設備進行CPR。

2 心肺復蘇機的分類

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

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

2.1.1 活塞式機械復蘇機活塞式心肺復蘇機模擬徒手按壓的手法，采用點式按壓，如Thumper是第1代的心肺復蘇機，以美國密歇根公司的薩勃心肺復蘇機為主要代表[11]。它是以胸泵機制為基礎，通過給予機體大動脈和心室產生壓力梯度，使血液流向肺循環和體循環[12]，具有同時進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據，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，按壓位置易發生偏移，存在一定的骨折風險。胸外按壓深度調節范圍大，可應用于超體重型患者。部分機型具有精確設定潮氣量及氣道壓力過大自動報警功能，可實現加壓與通氣自動同步。該設備具有氣動模式，屬于電絕緣，為監護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。國內現使用的心肺復蘇機大部分使用氧氣作為動力源（如YH2005A型氣動式心肺復蘇機、S-410型擔架式心肺復蘇機、藍仕威克TMHLRRR-310心肺復蘇機等）。單純活塞式機Thumper雖面世最早，但目前已較少應用臨床[14]。

2.1.2 主動式胸部按壓-減壓復蘇機主動式胸部按壓-減壓復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，同時以“ResQPUMP”命名。它是應用帶兩個把手的吸盤對患者進行按壓和減壓，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入心臟。其與傳統心肺復蘇相比，使下次按壓時增加胸腔內負壓[14]，使更多血液回流至心臟，從整體改善血液循環。

Lund大學研發的LUCAS心肺復蘇機對點式按壓進行了改進，其與傳統按壓類似，是在Thumper基礎上結合ACD泵原理進行改良完成的,實現了將心泵機制發展到肺泵和胸泵機制。吸盤式的按壓頭設計，可自動調節高度，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恢復率[15], 但國內外有研究顯示，與徒手心肺復蘇相比，其生存率和自主循環恢復率無明顯優勢[16]，后續仍需大型的高質量隨機對照實驗進一步驗證。

2.2 全胸機械心肺復蘇機全胸機械心肺復蘇機主要采用負荷分布式的復蘇機，是第2代的自動心肺復蘇機。1979年背心式CPR被提出，但其按壓頻率僅為60 次/min；2000年因背心式心肺復蘇機體積大，操作不便，在此基礎上設計出HB-CPR復蘇機，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。負荷分布式復蘇機是以美國ZOLL公司生產的AutoPulse為代表，采用半覆蓋式全胸廓壓力分布式按壓，實現按壓整個胸廓，以電池充電為動力源，用一條與背板內置電機相連的負荷分布條帶纏繞在患者胸部周圍，并根據預置的頻率有節奏進行收緊，使壓力均勻分布，有效減少肋骨骨折的發生率，并使胸腔內壓力在胸廓回彈時明顯降低，從而增加回心血量[17]。工程設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，自動調節按壓深度，并使按壓受力均勻；其可簡便固定在擔架上，適用于患者轉移和轉運，穩定性高；背包設計，方便攜帶，背包展開則可作為軟擔架使用。有研究顯示，雖然其可明顯提高院外心搏驟?；颊叩腃PR成功率，但2006年JAMA發表的一項臨床研究結果表明，使用AutoPulse進行CPR的患者較徒手CPR效果更好，但在改善腦功能方面尚需進一步評估[18]。

2.3 點式和胸腔結合心肺復蘇按壓機點式和胸腔結合心肺復蘇按壓機主要為微型機械復蘇機，是第3代的心肺復蘇機，以Weil MCC為代表，由美國weil危重醫學研究院推出。其根據2010版AHA心肺復蘇指南設計，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點，是胸腔擠壓和點式按壓的結合，在點式按壓的基礎上同時擠壓胸腔，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，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顯著改善胸腔內的正壓和負壓[21],使用時無體位限制，重量輕（僅2.3 kg），體積小，便攜輕巧，在擔架上傾斜使用時按壓效果不受影響，為轉運提供便利，廣泛用于自然災害救援、院前急救、社區和院內轉運等領域，減少了復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 腹部提壓式心肺復蘇機腹部提壓式心肺復蘇機是我國自主研發的創新性心肺復蘇機，其突破了傳統復蘇理念[23]，依據心泵、腹泵、肺泵和胸泵的機制，借助放置在腹部的提壓心肺復蘇機實現對患者腹部進行按壓與提拉，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合，提壓板上方的三角形頂角放在劍突和肋緣下方，有規律地對腹部以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，達到在膈肌上下位移時改變腹腔壓力的目的[24]，其主要適應于無法進行胸腔按壓的患者，如胸部重度燒傷、開放性胸外傷、張力性氣胸、大面積胸壁不穩定、大量胸腔積液及嚴重胸膜病變伴心臟驟停 、嚴重肺大泡、嚴重心包積液、主動脈夾層等。在自然災害、創傷等特殊搶救中有著相對的優勢[25]。但存在膈肌破裂、腹部創傷、腹腔臟器大出血、腹腔巨大腫物等情況時禁用。

3 應用

有研究表明[26]，采用機械心肺復蘇機進行心臟按壓相比徒手按壓的復蘇至心跳恢復時間明顯縮短，具有更高的心臟復蘇和腦復蘇成功率，增加超長心肺復蘇的有效率及出院率，值得臨床推廣應用[27]。每種心肺復蘇機雖然按壓部位不同，適應癥及禁忌癥也有所區別，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蘇機優于其它機型，后續仍需更多大規模、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蘇按壓機的效果進行比較，構建精準的評價系統，對提高心臟驟?；颊叩纳媛蔬M行更多高水平、高質量的機械心肺復蘇的價值研究，以便提高預后。

4 小結與展望

機械心肺復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，提高心肺復蘇的精準性。隨著急救醫學研究的不斷深入，心肺復蘇的新理念與新技術不斷涌現，心臟驟停自動識別、自動優化決策，可對電除顫、呼吸通氣和按壓的操作順序等提供專業化建議[20]；按壓與通氣協調控制，可自動協調胸外按壓和機械通氣操作，保證兩者順利同步進行；自動除顫優化控制，把握最優除顫時機，及時高效除顫，提高電擊除顫成功率；實現多種數據集合一體機功能（如實時監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，達到閉環自動調整按壓參數等。雖然相關儀器設備仍在不斷地更新迭代中，但機械心肺復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蘇機。未來隨著計算機輔助決策技術、自動控制技術、信號處理技術及可穿戴機等研究的深入，各環節效能必將得到最大化發揮，從而提高患者的救治成功率。