2017, Vol. 26
心肺复苏(cardiopulmonary resuscitation, CPR)技术虽可显著提高心搏骤停(cardiac arrest, CA)患者的复苏成功率，但由于多种原因CA仍是一个预后极差的全球性健康问题，中国CA患者的出院存活率仅为1%[1]。CPR质量与CA患者生存率密切相关，2015年国际心肺复苏指南对高质量CPR的要求包括：按压深度5~6 cm，按压频率100~120次/min，胸外完全回弹和尽量减少按压中断等[2-3]。
研究表明即使联用情景训练和实时视听等多种方法可改善人工CPR质量，仍有32.5%的胸外按压无法达到指南建议深度[4]。由于按压位置、深度、胸廓回弹的不确定性、疲劳及等频繁更换施救者造成按压反复中断等问题，人工CPR质量难以保证。机械CPR具有许多人工CPR无法替代的优点，可提供稳定的高质量CPR，一直被认为是可解决人工CPR缺点的有效方法。目前临床上常用的机械胸外按压装置包括自动心肺复苏系统(AutoPulse)、LUCAS胸外按压系统(LUCAS Chest Compression System, LUCAS)、萨搏(Thumper)和Weil SCC便携式心肺复苏系统等。本文将对机械胸外按压装置的最新研究成果进行综述。
1 机械CPR与院外心搏骤停由于急救人员数量少和救护车转运等问题，对院外心搏骤停(out-of-hospital cardiac arrest, OHCA)患者进行持续高质量人工CPR的难度较大。调查显示在美国心脏骤停登记处注册的院前急救单位中，机械胸外按压装置配置率达到45%。机械CPR有助于解决急救人员疲劳、人手短缺、频繁中断按压等问题，可显著提高急救效率[5]。
Wik等[6]进行的临床随机非盲对照实验(circulation improving resuscitation care, CIRC)，比较AutoPulse和高质量人工CPR对OHCA患者出院存活率的影响。研究结果显示AutoPulse组和人工CPR组的自主循环恢复(restoration of spontaneous circulation, ROSC)率、24 h生存率、出院生存率和良好神经功能预后(改良RANKIN量表≤3分)率均差异无统计学意义(P＞0.05)。本研究提示与高质量人工CPR相比，AutoPulse对OHCA患者存活出院率无显著影响。
Rubertsson等[7]进行的多中心随机对照研究(LUCAS in cardiac arrest, LINC)，比较LUCAS及人工CPR对OHCA患者存活情况和神经功能的影响，以格拉斯哥-匹兹堡脑功能分级(Glasgow-Pittsburgh cerebral performance categories, CPC)评价神经功能预后。研究数据显示两组之间的4 h存活率、1月存活率和良好神经功能率差异无统计学意义(P＞0.05)，LUCAS不能明显改善OHCA患者预后。Perkins等[8]发表的随机对照临床研究(the pre-hospital randomised assessment ofamechanical compression device in cardiac arrest, PARAMEDIC)，比较了LUCAS-2和人工CPR对OHCA患者预后的影响，结果显示两组之间30 d生存率差异无统计学意义(P＞0.05)。两组均未发生严重不良反应。Ji等[9]进一步分析了PARAMEDIC研究中的LUCAS-2组和人工CPR组数据，两组患者的住院时间和ICU治疗时间差异无统计学意义。出院后3个月和1年分别对存活者进行随访，两组间的长期健康相关生活质量、情绪幸福感及认识功能等差异无统计学意义(P＞0.05)。
Gates等[10]发表的Meta分析显示机械CPR未明显改善OHCA患者30 d出院存活率(OR=0.89, 95%CI:0.77~1.02, P＞0.05) 和良好神经功能预后比例(OR=0.76, 95%CI:0.53~1.11, P＞0.05)。Bonnes等[11]发表的Meta分析，纳入了5项随机对照实验和15项观察性研究共21 363例OHCA患者，随机对照研究的分析结果提示与人工CPR比较，机械CPR不能明显改善OHCA出院生存率(P＞0.05)，而对观察性研究的分析结果显示机械CPR可改善OHCA出院生存率(OR=1.42, 95%CI：1.21~1.67, P＜0.01)。机械CPR对OHCA预后的优势主要显示在低质量的观察性研究中，而在高质量的随机对照实验并未见明显优势，需进一步深入研究。
由于多项大型临床研究都未能确定机械CPR改善OHCA患者预后的优势，研究者们进行了更深入的数据分析，希望找到其中的原因。Olsen等[12]进一步分析了CIRC研究的数据，发现如CPR时间大于16.5 min，机械CPR可明显改善出院存活率(校正OR=1.86, 95%CI:1.16~3.0, P＜0.05)。有研究对CIRC研究的数据进行亚组分析发现在机械CPR进行阶段除颤的成功率明显低于机械CPR暂停时进行除颤(P＜0.05)，这与动物实验研究结果相一致，提示机械CPR的使用方法有待改进[13-14]。
积极处理CA可逆性病因可能改善OHCA生存率，部分OHCA患者需快速转运入院接受经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention, PCI)、器官功能支持和体外心肺复苏(extracorporeal cardiopulmonary resuscitation, ECPR)等治疗。Stub等[15]回顾性分析了2003~2012年澳大利亚维多利亚地区5 593例成人OHCA患者(非目击的可除颤心律)的数据，其中89例患者在持续CPR下转运入院，最终52例患者存活出院，85%的存活出院患者神经功能预后良好。本研究提示可除颤心律、年轻患者、快速首次除颤、转院前有短暂ROSC以及转运去具备PCI条件医院等因素可提高OHCA患者的出院生存率，但如何安全转运和持续进行高质量CPR尚待研究。目前对OHCA患者在未ROSC情况下的转运指征及方法尚存争议，如何在狭小的救护车空间内进行持续高质量CPR是主要难点。部分研究者认为机械CPR可提高此类患者转运的安全性，但仍需开展针对性研究[16-17]。
2 机械CPR与院内心搏骤停Edelson等[18]的调查研究显示439家美国医院中仅有6%的医疗机构使用机械胸外按压装置。由于医院内急救人手较为充足、机械胸外按压装置配备有限等原因，机械CPR在院内心搏骤停(in-hospital cardiac arrest, IHCA)急救中的推广和研究均落后于OHCA。机械CPR在IHCA中的大型临床研究数据较少，Cochrane图书馆发表了比较机械CPR对非创伤性CA患者应用价值的系统评价，结果显示目前尚不能确定机械CPR相较于人工CPR的优势。研究者认为不同的机械胸外按压装置有各自设计和使用特点，将各种装置的临床实验合并进行Meta分析的异质性较大，可能存在选择性偏倚，需进行更加细致的分类研究和分析[19]。
Spiro等[20]报道了25例IHCA患者在心导管室接受AutoPluse按压，15例患者在CPR的同时完成PCI手术，其出院存活率为28%。使用维修人员培训手册(pit-crew protocol)的方法进行严格培训和考核院内复苏团队的机械CPR使用技能，可显著减少按压中断时间，尤其是两种方法转换造成的中断时间[21]。因此，在心导管室、CT室等无法持续提供高质量人工CPR的情况下，机械CPR具有明显优势。
Stub等[22]报道的观察性研究共纳入26例CA患者(11例OHCA和15例IHCA)，92%患者在CA后1 h内开始ECMO治疗，启用ECMO之前均给予机械CPR，最终14例患者存活出院且神经功能完全康复。机械CPR、亚低温治疗、体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)及早期PCI作为难治性CA患者的集束化治疗方案可显著改善CA患者出院生存率。
Couper等[23]发表的Meta分析显示机械CPR可改善IHCA患者出院生存率或30 d生存率(OR=2.34，95%CI：1.42~3.85, P＜0.01)，及短期(复苏后1 h)生存率(OR=2.14, 95%CI：1.11~4.13, P=0.02)。此研究提示机械CPR对IHCA患者预后有益，但研究者同时也指出纳入研究质量较低，需进行大规模随机对照研究进一步评估。
3 机械CPR的不良反应人工CPR可造成肋骨骨折、损伤性血气胸、心脏损伤和胃肝脾破裂等严重并发症。Kim等[24]报道对71例人工CPR复苏成功后患者，采用CT扫描检查按压相关损伤，共检出22例肋骨骨折和3例胸骨骨折，女性患者更容易出现肋骨骨折(P＜0.05)。不同医学中心的损伤发生率差别巨大(0%~83.3%)，无医生参加的CPR骨折发生率高(P＞0.05)，但按压时间和按压人员数量与损伤发生率无关，这些数据提示CPR方法及质量与损伤的发生率密切相关。
机械CPR是否更易导致严重的按压损伤也是心肺复苏研究领域关注的问题之一。CIRC研究数据分析发现AutoPalse组和人工CPR组之间的按压损伤总体发生率差异无统计学意义(P＞0.05)[6]。Koga等[25]的研究纳入323例非创伤成人OHCA复苏失败患者，包括AutoPalse组241例及人工CPR组82例，AutoPalse组复苏时间明显长于人工CPR组(P＜0.05)。对所有病例进行死后CT扫描检查，结果显示AutoPalse组的后肋骨骨折(OR=30.57, 95%CI：4.15~225.49, P=0.001) 和腹部损伤(OR=4.93, 95%CI：1.88~12.95, P=0.001) 比例高于人工CPR组，两组之间的前/侧肋骨骨折、胸骨骨折和气胸发生比例差异无统计学意义(P＞0.05)。LINC研究亚组分析纳入222例复苏失败患者(LUCAS组139例，人工CPR组83例)，尸体解剖发现LUCAS组按压损伤明显多于人工CPR组，尤其是肋骨骨折的发生率(OR=3.4, 95%CI：1.55~7.31, P＜0.05)[7, 26]。Lardi等[27]的研究比较了LUCAS-2和人工CPR的损伤情况，共纳入58例复苏失败患者(LUCAS-2组26例，人工CPR组32例)，结果显示LUCAS-2组按压时间显著长于人工CPR组(51.5 min和29.4 min, P=0.004)，LUCAS-2组的肋骨骨折数多于对照组(6.6和3.1, P=0.007)，两组的胸骨骨折、内脏器官损伤(心脏、肺和肝脏挫伤)和皮肤瘀点发生率差异无统计学意义(P＞0.05)。虽研究结果提示机械CPR的肋骨骨折等损伤发生率高于人工CPR，但所有数据均来自复苏失败患者的尸体解剖和死后CT资料，尚不能确定按压损伤与患者复苏失败存在直接关系，需对复苏成功患者的按压损伤进一步评估和研究。此外，各种机械胸外按压装置的损伤种类和部位也各有不同，机械CPR的损伤严重程度可能与按压装置种类有一定关联，应开展针对性的研究和分析。
4 结语与展望目前的研究结论尚不支持机械CPR优于或可完全替代人工CPR，也不能确定机械CPR可明显提高致死性按压损伤的发生率。2015心肺复苏指南建议在难以持续进行高质量人工CPR或危险及特殊条件下(如施救者人手有限、长时间CPR、低温心脏骤停、移动的救护车内及转运时、心导管室以及在ECMO治疗前)，机械CPR可替代人工CPR。
机械CPR为改善人工CPR的缺点提供了一个新的解决方案，但为了验证机械CPR在临床使用的安全性和可靠性，需开展更多大规模、多中心的随机对照研究以分类评估各种机械胸外按压装置，特别是开展更多机械CPR对IHCA救治价值的高质量临床研究。此外，还应重视人工CPR与机械CPR高效联合使用方法的研究和培训，为机械胸外按压装置的研发、使用和评价提供高质量的研究依据，为增加CA患者生存机会寻找更好的治疗方法。
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