中华急诊医学杂志  2023, Vol. 32 Issue (9): 1184-1188   DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2023.09.007
体外膜肺氧合心肺复苏过程中人工与机械按压的效果比较
潘飞艳1 , 陈琨1 , 童洪杰1 , 范昊哲1 , 张晓玲1 , 胡炜2 , 顾乔2 , 王倩倩3     
1. 浙江大学医学院附属金华医院重症医学科,金华 321000;
2. 浙江大学医学院附属杭州市第一人民医院重症医学科,杭州 310006;
3. 嘉兴市第一医院重症医学科,嘉兴 314001
摘要: 目的 比较体外膜肺氧合心肺复苏(extracorporeal cardiopulmonary resuscitation, ECPR)过程中,人工与机械按压对心脏骤停患者的影响。方法 采用回顾性研究设计,纳入2014年9月至2022年7月收住金华市中心医院、杭州市第一人民医院以及嘉兴市第一医院接受体外心肺复苏的心脏骤停患者的临床资料。根据按压方式将患者分为人工组和机械按压组,比较两组患者临床资料的差异,探讨两种按压方式对ECPR的实施、患者恢复自主呼吸循环(return of spontaneous circulation, ROSC)比例以及住院存活情况的影响。结果 本研究共纳入ECPR患者108例,人工按压组50例,机械按压组58例。两组患者在性别构成比、年龄、ECPR前实验室检查指标、ROSC比例(90.0% vs. 86.2%)以及住院存活比例(34.0% vs. 39.7%)方面,均差异无统计学意义(均P > 0.05)。机械按压组的穿刺时间比人工按压组更短[12(9, 15)min vs. 13(11, 16)min,P < 0.05)]。结论 相比较于人工按压,ECPR实施过程中采用机械按压并不能增加心脏骤停患者ROSC的概率也不能降低住院病死率,但机械按压可能有助于缩短穿刺时间。
关键词: 心肺复苏    体外膜肺氧合    机械按压    人工按压    回顾性研究    
Comparison of effects of manual and mechanical chest compression during extracorporeal cardiopulmonary resuscitation
Pan Feiyan1 , Chen Kun1 , Tong Hongjie1 , Fan Haozhe1 , Zhang Xiaoling1 , Hu Wei2 , Gu Qiao2 , Wang Qianqian3     
1. Department of Intensive Care Medicine, Affiliated Jinhua Hospital Zhejiang University School of Medicine, Jinhua 321000, China;
2. Department of Intensive Care Medicine, Affiliated Hangzhou First People's Hospital, Zhejiang University School of Medicine, Hangzhou 310000, China;
3. Department of Intensive Care Unit, The First Hospital of Jiaxing, Jiaxing, 31400, China
Abstract: Objective To compare the effects of manual and mechanical chest compression on patients receiving extracorporeal cardiopulmonary resuscitation (ECPR). Methods Patients who underwent extracorporeal cardiopulmonary resuscitation admitted to Jinhua Municipal Central Hospital, Hangzhou First People's Hospital and the First Hospital of Jiaxing from September 2014 to July 2022 were enrolled in the study. The patients were divided into the manual group and mechanical group according to the compression method, and the clinical data of the two groups were compared. To explore the effects of the two compression method on the ECPR implementation, proportion of return of spontaneous circulation (ROSC) and hospital survival. Results A total of 108 patients who underwent ECPR were included in the study, 50 patients in the manual group and 58 patients in the mechanical group. There were no significant differences in sex, age, laboratory tests before ECPR, ROSC proportion (90.0% vs. 86.2%) and survival (34.0% vs. 39.7%) between the two groups (all P > 0.05). The puncture time in the mechanical group was shorter than that in the manual group [12 (9, 15) min vs. 13 (11, 16) min, P < 0.05]. Conclusions Compared with manual compression, mechanical compression during ECPR neither increase the probability of ROSC nor reduce in-hospital mortality in patients with cardiac arrest. However, mechanical compression may help to shorten the puncture time.
Key words: Cardiopulmonary resuscitation    Extracorporeal membrane oxygenation    Mechanical chest compression    Manual chest compression    Retrospective study    

心脏骤停是严重威胁人类健康的重要问题之一,具有发生率高、病死率高的特点[1]。在这类患者的抢救过程中,高质量的心肺复苏(cardiopulmonary resuscitation, CPR)是抢救成功的关键,而胸外按压是CPR过程中的重要环节,按压的质量直接影响复苏的成功率[2-3]。近年来,随着体外心肺复苏(extracorporeal cardiopulmonary resuscitation, ECPR)的开展,心脏骤停患者的抢救成功率有了一定的提高。在ECPR的实施过程中,胸外按压的质量同样也是决定复苏能否成功的重要因素。目前,在ECPR的实施过程中有机械按压和人工按压两种方式。相关研究表明,在美国有40%的急诊科ECPR实施过程中使用机械按压[4]。国内部分研究也表明,在某些特殊的环境下,使用机械按压进行CPR有一定的优势,一方面,机械按压的深度与频率均较为稳定;另一方面,机械按压是持续按压,相对于人工按压,减少了医护人员交换带来的时间中断[5-6]。然而,目前没有研究表明在ECPR实施过程中采用机械按压比人工按压对患者更有帮助,2021年欧洲复苏委员会的CPR指南也建议在高质量的人工胸外按压无法完成的情况下才采用机械按压[2]。因此,本研究拟对近年来开展的ECPR病例进行回顾,比较人工按压和机械按压对ECPR实施、患者自主循环恢复(return of spontaneous circulation, ROSC)比例以及预后等方面的影响。

1 资料与方法 1.1 一般资料

采用回顾性研究方法,收集2014年9月至2022年7月收住金华市中心医院、杭州市第一人民医院和嘉兴市第一医院接受ECPR的心脏骤停患者。纳入标准:(1)因心脏骤停接受ECPR的患者;(2)明确记录胸外按压的方式、时间。排除标准:(1)数据不完整;(2)同时接受人工按压和机械按压的患者;(3)心脏骤停后没有立即进行胸外按压的患者。本研究获金华市中心医院伦理委员会批准(2022-281)。

1.2 研究方法

通过回顾电子病历以及护理记录,收集患者的临床资料,包括:性别、年龄、既往病史、序贯器官衰竭(sequential organ failure assessment, SOFA)评分、ECPR前实验室检查结果、心脏骤停地点、心脏骤停原因、患者的初始心律、胸外按压情况、机械通气情况、肾上腺素、碳酸氢钠使用情况、并发症情况、ROSC情况以及结局等。

将患者根据按压方式分为人工按压组和机械按压组,人工按压组根据CPR指南[7]进行复苏,机械按压组设置频率为110次/min,深度5.5 cm,比较两组患者在ECPR实施、ROSC以及存活率等方面的差异。

1.3 统计学方法

数据统计采用SPSS(版本26,IBM公司)和R(版本3.6.3)统计学软件包处理。符合正态分布的计量资料以均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用两独立样本t检验;不符合正态分布的计量资料采用中位数和四分位数[MQ1Q3)]表示,两组间比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料以例数(%)表示,组间比较采用χ2检验。采用Kaplan-Meier方法绘制生存曲线,采用Log-rank检验比较两组生存情况间的差异。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 患者的一般情况

研究期间共接收ECPR抢救的患者181例,排除数据不完整的35例,接受两种按压方式的18例,院外心脏骤停患者20例,最终108例患者纳入分析(图 1)。其中男性57例,女性51例,108例均为院内心脏骤停,人工按压组年龄为48(37, 61)岁,机械按压组年龄为50(40, 58)岁。见表 1

图 1 患者入组流程图 Fig 1 Flowchart of patient selection

表 1 人工按压组与机械按压组患者一般情况 Table 1 General characteristics of the two groups
指标 人工按压组
n=50)
机械按压组
n=58)
χ2/Z P
性别a     0.288 0.591
    男性 25(50.0) 32(55.1)    
    女性 25(50.0) 26(44.8)
年龄(岁)b 48(37, 61) 50(40, 58) -0.435 0.664
既往病史a        
    高血压 33(66.0) 31(53.4) 1.752 0.186
    糖尿病 22(44.0) 25(43.1) 0.009 0.925
    冠心病 24(48.0) 30(51.7) 0.149 0.700
    COPD 13(26.0) 16(27.6) 0.034 0.853
心脏骤停原因a        
    心肌梗死 21(42.0) 33(56.9) 2.383 0.123
    心肌炎 11(22.0) 14(24.1) 0.069 0.793
    肺栓塞 12(24.0) 7(12.1) 2.637 0.104
    其他 6(12.0) 4(6.9) 0.832 0.362
SOFA评分(分)b 15(12, 16) 15(12, 17) -0.401 0.689
初始可复心律a 38(76.0) 45(77.6) 0.038 0.845
注:COPD为慢性阻塞性肺病,SOFA评分为序贯器官衰竭评分;a为例(%),bMQ1Q3
2.2 ECPR前患者实验室检查指标

两组患者在肌钙蛋白Ⅰ、白细胞、血红蛋白、血小板、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、活化部分凝血活酶时间、pH值、氧分压、二氧化碳分压、血乳酸方面,差异无统计学意义(P > 0.05)。见表 2

表 2 ECPR前患者实验室检查指标 Table 2 Laboratory examinations of patients before ECPR
指标 人工按压组
n=50)
机械按压组
n=58)
t/Z P
肌钙蛋白Ⅰ(ng/mL)a 10.3(5.3, 18.0) 15.2(8.1, 19.2) -1.651 0.099
白细胞(109/L) a 11.2(9.7, 13.3) 11.4(9.8, 13.1) -0.422 0.673
血红蛋白(g/L)a 112.0(97.5, 129.3) 115.0(103.5, 125.0) -1.461 0.144
血小板(109/L)a 160.0(97.0, 243.3) 147.5(98.8, 237.5) -0.157 0.875
谷丙转氨酶(U/L)b 122.84±40.37 128.16±35.53 -0.728 0.468
谷草转氨酶(U/L)b 132.08±48.59 131.62±33.87 1.077 0.284
活化部分凝血活酶时间(s)b 46.9±7.2 48.2±6.6 -0.936 0.352
pH值b 7.0±0.1 7.0±0.1 -0.347 0.729
氧分压(mmHg)a 61.5(51.0, 76.0) 70.8(56.9, 78.6) -1.686 0.092
二氧化碳分压(mmHg)b 54.2±9.4 50.6±9.8 1.909 0.059
血乳酸(mmol/L)b 10.6±3.1 8.7±2.1 0.984 0.328
注:aMQ1Q3),bx±s
2.3 两组患者ECPR的相关情况

两组患者上机地点如下:58例患者在急诊室完成上机,10例患者在导管室完成上机,31例患者在重症监护室完成上机,9例患者在其他科室完成上机。108例患者中,97例患者选择股动脉置管,11例患者选择腋动脉置管。两组患者在CPR时间、肾上腺素用量、碳酸氢钠用量、初始体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)流量方面比较,差异无统计学意义(均P > 0.05),两组患者在穿刺时间方面比较,差异有统计学意义(P < 0.05)。见表 3

表 3 ECPR的相关情况 Table 3 Characteristics of ECPR
指标 人工按压组
n=50)
机械按压组
n=58)
χ2/Z P
上机地点a     27.033 < 0.001
    急诊室 19(38.0) 39(67.2)    
    导管室 10(20.0) 0(0.0)
    重症监护室 12(24.0) 19(32.8)
    其他科室 9(18.0) 0(0.0)
动脉插管位置a     0.003 0.953
    股动脉 45(90.0) 52(89.1)    
    颈动脉 5(10.0) 6(10.3)
CPR时间(min)b 29(24, 36) 27(20, 33) -1.448 0.147
穿刺时间(min)b 13(11, 16) 12(9, 15) -1.757 0.039
肾上腺素(mg)b 7(6, 8) 6(5, 8) -2.329 0.070
碳酸氢钠(mL)b 250(250, 500) 250(250, 250) -1.086 0.277
ECMO流量(L/min)b 3.7(3.3, 4.4) 4.2(3.5, 4.5) -1.605 0.109
注:CPR为心肺复苏,ECMO为体外膜肺氧合;a为例(%),bMQ1Q3
2.4 患者结局及并发症相关情况

两组患者中总共95例ROSC,其中人工按压组45例,机械按压组50例,两组患者在ROSC比例方面差异无统计学意义(P > 0.05)。在存活情况方面,共计40例患者存活,其中人工按压组17例,机械按压组23例,生存曲线以及log-rank检验表明,两组间差异无统计学意义(P > 0.05),见图 2。复苏过程中发生了5种并发症,其中肋骨骨折37例、胸骨骨折12例、心包积液29例、气胸6例、血胸3例,两组患者在并发症发生率方面,差异无统计学意义(P > 0.05)。见表 4

图 2 人工按压组与机械按压组患者的Kaplan-Meier生存曲线 Fig 2 Kaplan-Meier survival curve of the two groups

表 4 结局及并发症相关情况 Table 4 Outcomes and complications
指标 人工按压组
n=50)
机械按压组
n=58)
χ2/Z P
ROSCa 45(90.0) 50(86.2) 0.365 0.546
结局a     0.368 0.544
    存活 17(34.0) 23(39.7)    
    死亡 33(66.0) 35(60.3)
住院时间(d)b 16(7, 27) 21(14, 28) -0.543 0.587
ECMO运行时间(h)b 120(72, 167) 112(75, 151) -0.814 0.415
并发症a     0.384 0.984
    肋骨骨折 17(34.0) 20(34.5)    
    胸骨骨折 5(10.0) 7(12.1)  
    心包积液 14(28.0) 15(25.9)  
    气胸 3(6.0) 3(5.2)  
    血胸 1(2.0) 2(3.4)  
注:ROSC为恢复自主循环,ECMO为体外膜肺氧合,存活为存活至出院;a为例(%),bMQ1Q3
3 讨论

本项研究发现,与人工胸外按压相比较,ECPR实施过程中使用机械胸外按压并不增加心脏骤停患者ROSC的概率也不增加患者的住院存活率,且使用机械按压产生并发症的患者数量与人工按压相当,但机械按压可能有助于缩短ECPR过程中的穿刺时间。

胸外按压是心脏骤停患者抢救过程中的重要环节。在CPR和ECPR过程中,高质量的胸外按压都是患者抢救成功的关键[2, 7]。目前胸外按压的方式有人工按压和机械按压两种。相比较于人工按压而言,机械按压频率更稳定,按压深度更均衡。另一方面,人工按压过程中存在人员配置、人员疲劳、效率下降等一系列问题,而机械按压则不会存在这些问题。小样本的研究表明,机械按压在CPR过程中能增加心脏骤停患者ROSC的概率[8]。然而,机械按压在这类患者抢救过程中的使用仍然是个充满争议的问题。心脏骤停患者抢救的第一目标是ROSC,只有在患者ROSC以后,才能依据病因处置,以及为后续的复苏后管理提供机会。ECPR的实施在一定程度上增加了患者ROSC的机会,也增加了患者的存活率[9-11]。然而,尽管有了ECMO的帮助,早期的胸外按压质量仍然是决定患者能否ROSC的关键[12]。因此,一直以来,临床医生都在寻找更为有效的按压方式,或者说优化人工按压的方案。但截至目前,ECPR相关的专家共识也没有推荐,ECPR实施过程中应该使用人工按压还是机械按压[12-13]。本研究发现使用机械按压并不增加心脏骤停患者ROSC的概率,可见在ECPR实施过程中机械按压仍不是一个可以取代人工按压的有效方案。

相关研究表明,ECPR过程中低血流时间是与患者预后非常相关的因素[11, 14-16]。低血流时间越短,患者ROSC的概率越高,预后良好的概率越高。因此,理论上而言缩短穿刺的时间有利于缩短整个低血流时间,进而改善患者的预后。而在本研究中,虽然机械按压组的穿刺时间更短,但ROSC的概率并没有比人工按压组更高。低血流时间是指从CPR开始到ECMO转流的时间,过程中包含多个因素可能影响结果。首先,决定实施ECPR之前CPR的时间在低血流时间中的占比较高,这个时间的长短会对患者能否ROSC产生一定的影响,CPR时间越久,实施ECPR后患者ROSC的概率越小[17]。其次,穿刺完成之后到ECMO转流之前用于等待预充以及管路连接的时间也是低血流时间的一部分,时间越长对患者产生的影响越大。最后,本研究中虽然机械按压组的穿刺时间更短,但与人工按压组相比较,缩短幅度并不是很大,若能大幅缩短穿刺时间,有可能会增加患者ROSC的概率,但这不是仅仅由按压方式决定的,操作医生的熟练程度、患者的血管条件、ECPR的实施环境等因素都很重要。

除了按压的效果,按压方式的优劣还可根据其引发的并发症进行评价。研究发现,心脏骤停患者抢救过程中,使用机械按压会给患者带来更多的并发症(出血、创伤等),时间越长并发症的发生率越高[18-19]。而本研究发现,两种按压方式产生的并发症情况,差异无统计学意义。CPR过程中并发症的发生与许多因素相关,如患者的年龄、机器的种类、频率和深度的设置、人工按压的深度等[20]。因此,不同的研究之间可能存在一定的差异,但随着设备的不断发展,技术的不断改进,机械按压的并发症也一定会越来越少。而且有些方面机械按压是优于人工按压的,例如在按压时间很长以及转运和医院之间交接的情况下[12, 21],使用机械按压受到的干扰比人工按压更少,更有优势。因此,按压方式的选择得根据特定的环境,做出合理恰当的选择。

本研究也存在一定的局限性。首先,本研究纳入的病例来源于三个不同的中心,不同单位在CPR的培训、质控方面有一定的异质性,这会使CPR的质量产生一定的差异;其次,本研究为回顾性研究,可能存在选择偏倚;最后,本研究仅统计了患者的住院存活率,没有评价患者的远期预后以及生活质量方面的改变。

综上所述,相比较于人工按压,ECPR实施过程中采用机械按压虽然不增加心脏骤停患者的并发症,但也并不能增加ROSC的概率降低住院病死率,因此,机械按压并不是一个可以代替人工按压的方案。但是,采用机械按压有可能助于缩短穿刺时间,更有利于ECPR的实施。

利益冲突  所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明  潘飞艳、范昊哲:论文撰写、图表制作;潘飞艳、张晓玲、顾乔、王倩倩:数据收集及整理、统计学分析;童洪杰、陈琨、胡炜:研究设计、论文修改、质量控制及审校

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