胸阻抗信號及PETCO2監(jiān)測在心肺復(fù)蘇質(zhì)量監(jiān)控中的應(yīng)用研究

賴世超

(四川大學(xué)華西醫(yī)院急診科，四川 成都 610041)

胸阻抗信號及PETCO2監(jiān)測在心肺復(fù)蘇質(zhì)量監(jiān)控中的應(yīng)用研究

賴世超

(四川大學(xué)華西醫(yī)院急診科，四川 成都 610041)

心肺復(fù)蘇(cardiopulmonary resuscitation，CPR)包括人工通氣、胸外按壓、體外電除顫等，是對心臟驟?；颊邠尵鹊闹匾侄?。在2010 年心肺復(fù)蘇指南中歐洲復(fù)蘇委員會和美國心臟協(xié)會均強調(diào)了在其實施高質(zhì)量的胸外按壓能有效提高CPR的成功幾率。呼氣末二氧化碳(pressure of end tidal carbon dioxide，PETCO2)與CPR期間心肌血流量和心排血量有密切的關(guān)系，能預(yù)測心肺復(fù)蘇后自主循環(huán)恢復(fù)的可能性。本文通過對胸阻抗(transthoracic impedance，TTI)信號及PETCO2監(jiān)測在心肺復(fù)蘇質(zhì)量監(jiān)控中的應(yīng)用情況進行分析、綜述，以期為臨床實施高質(zhì)量CPR提供依據(jù)。

胸阻抗信號；呼氣末二氧化碳；心肺復(fù)蘇

心肺腦復(fù)蘇(cardiac pulmonary cerebral resuscitation，CPCR)是急救醫(yī)學(xué)中重要的組成部分，是指采用生理、機械、藥理等方式使心臟呼吸恢復(fù)，恢復(fù)生命體征的醫(yī)療措施[1-2]。CPR為其重要組成部分，高質(zhì)量的CPR能挽救患者的生命，提高其生存率。采用快速、準確、簡便、無創(chuàng)的方式檢測心臟驟停(cardiac arrest，CA)患者CPR期間的生理參數(shù)并予以正確解讀，在實現(xiàn)高質(zhì)量CPR中發(fā)揮重要的作用，能對心臟驟?；颊叩念A(yù)后早期評估，利于臨床配置更加合理的醫(yī)療衛(wèi)生資源[3-4]。胸外按壓是早期CPR的急救措施，胸外按壓的質(zhì)量指標包括按壓頻率、按壓深度、胸廓的回彈程度以及按壓時間占比等[5]。高質(zhì)量的胸外按壓能促進神經(jīng)功能恢復(fù)、增加腦血流量，降低復(fù)蘇后腦損傷。但即使是急救醫(yī)療服務(wù)或院內(nèi)CPR人員實施胸外按壓也難以達到指南要求的按壓深度5 cm。隨著按壓時間的延長，施救人員會逐漸出現(xiàn)疲勞，按壓深度降低，如在此時更換人員按壓會引起短時間內(nèi)無循環(huán)血量，增加胸廓回彈不足出現(xiàn)的危險性[6-7]。PETCO2是心臟驟?；颊咴贑PR期間的重要監(jiān)測指標，PETCO2會隨著施救人員的疲勞程度的增加而發(fā)生變化，2010年CPR指南推薦在CPR過程中應(yīng)采用PETCO2監(jiān)測[8]。

1 質(zhì)量監(jiān)測手段

TTI信號、按壓頻率、按壓深度、PETCO2等均是目前監(jiān)測CPR質(zhì)量的重要指標，其中按壓頻率與按壓深度是經(jīng)在患者胸口放置位移傳感器或加速度傳感器測量。目前已出現(xiàn)的新型可視化手持式CPR反饋裝置，可在患者胸口放置裝置，以圖形或數(shù)字的方式反映當前按壓頻率、深度，施救人員可根據(jù)顯示情況對按壓速率及深度進行調(diào)整或保持，進而提高CPR質(zhì)量。手持式的反饋裝置雖為無創(chuàng)監(jiān)測，但存在一定的局限性，容易受到身體位移及動作的干擾，需進一步驗證其臨床可靠性。TTI應(yīng)用于CPR質(zhì)量監(jiān)測時，不受患者支撐表面硬度的影響，是經(jīng)除顫電極獲得，無需增加額外器件，采用相應(yīng)軟件便可處理其信號，提取所需參數(shù)，能實時反饋。PETCO2是經(jīng)紅外線技術(shù)進行測量，為無創(chuàng)監(jiān)測方式，能估算出動脈二氧化碳分壓。PETCO2與TTI監(jiān)測CPR質(zhì)量均具有良好的應(yīng)用前景。

2 CPR質(zhì)量監(jiān)測

2.1基于TTI信號的CPR質(zhì)量監(jiān)測

TTI信號包括兩方面的信息：①血管及心臟內(nèi)血流等變化所致的阻抗信號改變；②施救人員在行胸外按壓時引起機體胸腔變形所致的阻抗信號改變[9]。在CPR領(lǐng)域中TTI測量的應(yīng)用已經(jīng)超過30年，由早期無創(chuàng)監(jiān)測心排量、心博出量到定量分析個體呼吸潮氣量，逐漸發(fā)展到全面監(jiān)測與評估CPR質(zhì)量[10]。

龔平等[11]將13例CA后自主循環(huán)恢復(fù)的患者隨機分為對照組(n=6)和試驗組(n=7)，均采用胸阻抗法監(jiān)測CI和CO，分析胸阻抗法無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測指導(dǎo)心肺復(fù)蘇后血管活性藥物的應(yīng)用價值。結(jié)果顯示，試驗組的多巴胺使用時間為(8.3±1.2)h、使用量為(480±53)mg，對照組的多巴胺的使用時間為(10.2±2.1)h、使用量為(540±67)mg，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；試驗組和對照組乳酸清除率分別為(71.78±8.17)%、(57.17±12.70)%，28 d的存活率分別為57.1%、50.0%。證實胸阻抗法無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測能有效指導(dǎo)CPR中血管活性藥物的應(yīng)用。

李勇明等[12]采用基于密度加權(quán)和偏好信息的K均值聚類的胸阻抗信號自動檢測算法，對豬的電誘導(dǎo)CA模型TTI信號數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果顯示，在排除部分噪聲及畸變的干擾下，能正確識別通氣及按壓波形，計算出按壓通氣比、按壓頻率、按壓時間比等參數(shù)，能實時向CPR患者的操作人員反饋按壓通氣信息，對CPR操作進行調(diào)整，提高CPR成功率，為TTI信號監(jiān)測與實時反饋在臨床中廣泛使用奠定了基礎(chǔ)。

Ayala等[13]對38例院外復(fù)蘇患者的情況，監(jiān)測了對應(yīng)的TTI和按壓深度，論證TTI和按壓深度對胸外按壓質(zhì)量檢測的可靠性，結(jié)果顯示，TTI和按壓深度對胸外按壓質(zhì)量均具有很高的準確性。大部分情況下，采用TTI和按壓深度對患者實施監(jiān)測，無需人工技術(shù)，可經(jīng)阻抗通道自動反饋頻率。

冠狀動脈灌注壓是臨床預(yù)測患者能否恢復(fù)自主循環(huán)的最直接的指標，而CPR質(zhì)量與按壓深度存在密切的相關(guān)性。按壓深度是保持冠狀動脈灌注壓的關(guān)鍵。萇飛霸等[14]經(jīng)建立家豬模型進行試驗，分析按壓不足和高質(zhì)量按壓對CPR結(jié)果的影響。結(jié)果證實，高質(zhì)量按壓對CPR具有積極的意義，建立了按壓深度與TTI變化值和CPP與TTI變化值的線性相關(guān)性。說明采用TTI對按壓深度進行預(yù)測，能較好的反映胸外按壓的質(zhì)量。

在CPR過程中，TTI信號的檢測作用逐漸突出，但在院外CPR過程中，涉及不同人群及多個施救人員時，按壓深度與TTI信號的線性相關(guān)性會變差，會降低TTI信號對按壓深度的預(yù)測準確性[15]。此外，TTI信號會受到多種因素的影響，如生物體基礎(chǔ)阻抗的個體差異等，以TTI信號替換按壓深度對CPR質(zhì)量進行測量時，須充分考慮患者的體質(zhì)量、身高、年齡、性別、胸圍等個體差異，設(shè)定校正參數(shù)，進而實現(xiàn)CPR質(zhì)量的實時反饋[16]。

2.2基于PETCO2的CPR質(zhì)量監(jiān)測

PETCO2是2015年美國心臟協(xié)會心血管急救與心肺復(fù)蘇指南推薦的監(jiān)測CPR的指標之一，是遠端肺泡內(nèi)氣體被全部呼出的代表，為無創(chuàng)性監(jiān)測[17-18]。其最早用于麻醉醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，而后逐漸被應(yīng)用于臨床中[19]。

梁章榮等[20]對86例CA患者進行PETCO2監(jiān)測，結(jié)果顯示34例自主循環(huán)恢復(fù)患者復(fù)蘇10 min、25 min的PETCO2分別為(26.84±4.20)mmHg、(32.87±4.12)mmHg，52例自主循環(huán)未恢復(fù)患者復(fù)蘇10 min、25 min的PETCO2分別為(13.57±1.29)mmHg、(5.92±1.04)mmHg，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。34例自主循環(huán)恢復(fù)中的19例于24 h內(nèi)死亡患者的復(fù)蘇10 min、25 min的PETCO2分別為(21.25±1.38)mmHg、(26.16±0.53)mmHg，存活大于24 h的15例患者復(fù)蘇10 min、25 min的PETCO2分別為(33.92±1.91)mmHg、(41.37±1.37)mmHg，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。由此可見，在CA患者的CPR過程中，PETCO2水平與患者的預(yù)后有密切的關(guān)系，是監(jiān)測CPR預(yù)后的有效指標。

劉斌等[21]對76例院內(nèi)CA患者進行CPR與PETCO2監(jiān)測，分析PETCO2評估院內(nèi)CA患者自主循環(huán)恢復(fù)和預(yù)后臨床價值，結(jié)果顯示21例自主循環(huán)恢復(fù)患者的平均PETCO2為(34.63±13.20)mmHg，55例自主循環(huán)未恢復(fù)患者的平均PETCO2為(18.48±10.11)mmHg，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；其中入住急診重癥監(jiān)護室24 h存活的9例患者平均PETCO2為(44.24±11.20)mmHg，入住急診重癥監(jiān)護室24 h死亡的67例患者平均PETCO2為(20.09±10.54)mmHg，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；4例存活出院患者的平均PETCO2為(45.21±11.40)mmHg，72例死亡患者的平均PETCO2為(21.71±12.15)mmHgmmHg差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。由此可見，平均PETCO2能評估院內(nèi)CA患者的CPR質(zhì)量，能預(yù)測患者預(yù)后。

臨床可將PETCO2作為預(yù)測CA患者預(yù)后的的指標之一。CPR期間PETCO2結(jié)果可能會受到測量儀器、方式及人為因素等方面的影響，誤導(dǎo)施救人員；體內(nèi)的CO、CO2產(chǎn)生量以及肺泡通氣量等均會對PETCO2造成影響[22-23]。如單一使用，質(zhì)量可能存在一定的局限性，進而需聯(lián)合其他指標提高預(yù)測CA患者預(yù)后的特異性及靈敏性[24]。

3 總結(jié)與展望

綜上所述，TTI信號和PETCO2對CPR監(jiān)測均有較高的臨床應(yīng)用價值。TTI信號能實時反饋按壓通氣信息，反映胸外按壓的質(zhì)量，準確度較高；PETCO2能較好的預(yù)測患者預(yù)后，評估CPR質(zhì)量[25]。但TTI信號會受患者體征差異的影響，降低預(yù)測按壓深度的效果；PETCO2會受測量儀器、肺泡通氣量等因素的影響，降低其預(yù)測的特異性及靈敏性。臨床可經(jīng)獲取不同體征差異的患者數(shù)據(jù)，在不同體征差異條件下建立按壓深度與TTI信號的關(guān)系模型，嚴格控制多種因素，并聯(lián)合其他指標共同監(jiān)測，以提高監(jiān)測準確性。

[1] 李晨，徐軍，劉小禾，等.心肺復(fù)蘇中自主循環(huán)恢復(fù)預(yù)測及識別方法研究進展[J].中華急診醫(yī)學(xué)雜志，2016，25(01):122-127.

[2] Wijshoff RWCGR，van Asten AMTM，Peeters WH，etal.Photoplethysmography-based algorithm for detection of cardiogenic output during cardiopulmonary resuscitation[J].IEEE Trans Biomed Eng，2015，62(3):909-921.

[3] Ogawa Y，Tadahiko S，Hirose T，etal.Load-distributing-band cardiopulmonary resuscitation for out-of-hospital cardiac arrest increases regional cerebral oxygenation:a single-center prospective pilot study[J].SCAND J TRAUMA RESUS，2015，23(1):99.

[4] Lampe JW，Tai Y，Bratinov G，etal.Developing a kinematic understanding of chest compressions:the impact of depth and release time on blood flow during cardiopulmonary resuscitation[J].BIOMED ENG ONLINE，2015，14(1):102.

[5] 盧俊光，何明豐，張英儉.參附注射液在心肺復(fù)蘇過程中作用及對呼氣末二氧化碳分壓的影響[J].現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志，2015，24(9):924-926.

[6] 喻文，羅紅敏.呼氣末二氧化碳分壓在心室纖顫與窒息性心搏驟停心肺復(fù)蘇中的變化[J].中華危重病急救醫(yī)學(xué)，2014，26(10):713.

[7] Chen S，Li WJ，Zhang ZL，etal.Evaluating the Quality of Cardiopulmonary Resuscitation in the Emergency Department by Real-Time Video Recording System[J].PloS one，2015，10(10):e0139825.

[8] 楊光明.呼氣末二氧化碳分壓監(jiān)測在心臟驟停救治過程中的應(yīng)用分析[J].中國醫(yī)藥科學(xué)，2016，6(15):17-20.

[9] 武軍元，李春盛，袁偉.豬經(jīng)胸阻抗大小對除顫有效性和安全性的影響[J].中華急診醫(yī)學(xué)雜志，2017，26(03):308-312.

[10] 曹英浩，池萍，郭曉東，等.應(yīng)用胸阻抗法評估剖宮產(chǎn)腰麻術(shù)中麻黃堿預(yù)處理對血流動力學(xué)的影響[J].北京醫(yī)學(xué)，2015，37(12):1161-1163.

[11] 龔平，康健，馮薇，等.胸阻抗法無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測指導(dǎo)心肺復(fù)蘇后血管活性藥物的應(yīng)用[J].大連醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2013，35(5):455-457.

[12] 李勇明，陳勃翰，王品.采用基于密度加權(quán)和偏好信息的K均值聚類的胸阻抗信號自動檢測算法[J].電子與信息學(xué)報，2015，37(4):824-829.

[13] Ayala U，Eftestl T，Alonso E，etal.Automatic detection of chest compressions for the assessment of CPR-quality parameters[J].Resuscitation，2014，85(7)：957-963.

[14] 萇飛霸，張和華，尹軍.生物電阻抗測量技術(shù)研究與應(yīng)用[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2015，32(02):234-238.

[15] Song Y，Oh J，Chee Y，etal.Effectiveness of chest compression feedback during cardiopulmonary resuscitation in lateral tilted and semirecumbent positions:a randomised controlled simulation study[J].Anaesthesia，2015，70(11):1235-1241.

[16] Hagiwara SS，Kaneko M，Murata M，etal.Study on the Effectiveness of Cardiopulmonary Resuscitation in Elderly Patients Presenting with Cardiopulmonary Arrest on Arrival[J].Intern Med，2015，54(15):1859-1863.

[17] 周哲人，高路.心肺復(fù)蘇期間犬潮氣末二氧化碳分壓與冠狀動脈灌注壓的研究[J].中國介入心臟病學(xué)雜志，2014，22(8):515-519.

[18] 范海鵬，閆紅，黃國亮，等.急診心肺復(fù)蘇時監(jiān)測呼氣末二氧化碳及乳酸值價值探討[J].臨床軍醫(yī)雜志，2016，44(2):192-193.

[19] 諸澎偉，周曉娟，姜源淵.呼氣末二氧化碳監(jiān)測在兒童心肺復(fù)蘇中的應(yīng)用[J].海南醫(yī)學(xué)，2015，26(23):3547-3549.

[20] 梁章榮，李曠怡，張英儉，等.心搏驟停患者心肺復(fù)蘇過程中呼氣末二氧化碳分壓的比較[J].臨床肺科雜志，2015，20(6):1102-1104.

[21] 劉斌，壽松濤，李晨.平均呼氣末二氧化碳分壓評估院內(nèi)心搏驟停患者心肺復(fù)蘇質(zhì)量和預(yù)后的臨床價值[J].中華臨床醫(yī)師雜志(電子版)，2017，11(2):222-225.

[22] Neumar RW，Shuster M， Callaway CW，etal.Part 1:Executive Summary:2015 American Heart Association Guidelines Update for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care[J].Circulation，2015，132(Suppl 2):S315-367.

[23] Alonso E，González-Otero D，Aramendi E，etal.Can thoracic impedance monitor the depth of chest compressions during out-of-hospital cardiopulmonary resuscitation?[J].Resuscitation，2014，85(5):637-643.

[24] Wally D，Velik-Salchner C.Near-infrared spectroscopy during cardiopulmonary resuscitation and mechanical circulatory support :From the operating room to the intensive care unit[J].Med Klin Intensivmed Notfmed，2015，110(8):621-630.

[25] Zhou XL，Li L，Jiang C，etal.Up-down hand position switch may delay the fatigue of non-dominant hand position rescuers and improve chest compression quality during cardiopulmonary resuscitation:a randomized crossover manikin study[J].PloS one，2015，10(8):e0133483.

ApplicationoftransthoracicimpedancesignalandPETCO2inCPRqualitymonitoring

LAI Shi-chao

(DepartmentofEmergency,WestChinaHospitalofSichuanUniversity,Chengdu610041,Sichuan,China)

Cardiopulmonary resuscitation (CPR) including artificial ventilation,chest compression,external electric defibrillation,etc,which is an important means of rescuing patients with sudden cardiac arrest.In 2010 CPR guidelines of European Resuscitation Council (ERC) and American Heart Association (AHA) emphasized the importance of high-quality chest compression in CPR.The pressure of end tidal carbon dioxide (PETCO2) has close relationship with myocardial blood flow and cardiac output during CPR,and it can predict the possibility of spontaneous circulation restoration after CPR.This paper aims to analyze and review the application of transthoracic impedance (TTI) signal and PETCO2monitoring in CPR quality monitoring ,so as to provide reference for clinic.

Transthoracic impedance;Pressure of end tidal carbon dioxide;Cardiopulmonary resuscitation

10.3969/j.issn.1005-3697.2017.05.044

成都市科技惠民計劃項目(2016-HM02-00099-SF)

2017-06-12

賴世超(1984-)，男，碩士，住院醫(yī)師。E-mail：lsc217@163.com

時間： 2017-10-10 02∶28

http://kns.cnki.net/kcms/detail/51.1254.R.20171010.0228.090.html

1005-3697(2017)05-0803-03

R459.7

A

(學(xué)術(shù)編輯曹小平)

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