中华急诊医学杂志  2019, Vol. 28 Issue (2): 190-194   DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2019.02.012
心肺复苏质量指数对复苏患者预后的评估价值
李晨1 , 徐军2 , 吴杨鹏1 , 柴艳芬1 , 寿松涛1 , 于学忠2     
1 天津医科大学总医院急诊医学科 300052;
2 中国医学科学院北京协和医院急诊科 100730
摘要: 目的 旨在探究CQI(cardiopulmonary resuscitation quality index)在CPR过程中对于患者预后评估的时效性价值。方法 前瞻性描述性研究。以45例心肺复苏患者为研究对象,根据是否恢复自主循环(return of spontaneously circulation,ROSC)分为ROSC组和非ROSC组。记录复苏过程中CQI和呼气末二氧化碳分压(partial pressure of end-tidal carbon dioxide (PETCO2)变化,观察上述参数对患者预后评估的价值。结果 初始[7.0(3.6, 14.6) vs 7.0(3.6, 14.6)]mmHg、终末[29.5(19.8, 35.9) vs 4.0(2.3, 10.2)]mmHg和平均[22.2(11.8, 36.3) vs 4.0(2.5, 9.0)]mmHg PETCO2在ROSC组和非ROSC组间差异均有统计学意义(P < 0.05),终末CQI[59.6±8.9 vs 34.8±5.2]在两组间差异有统计学意义(P < 0.05)。CQI在两组间的差异在复苏开始后第11 min开始,在复苏结束前29 min开始。终末CQI和PETCO2对于预后判断的最佳截断点分别为33.2和16.1 mmHg,两者间曲线下面积差异有统计学意义(P < 0.05)。结论 CPR过程中,CQI与PETCO2均可对于预后进行评估,CQI在CPR后期的预测能力更强。
关键词: 心脏骤停     心肺复苏     高质量胸外按压     脉搏血氧波形     心肺复苏质量指数     呼气末二氧化碳分压     预后     自主循环恢复    
The value of cardiopulmonary resuscitation quality index in evaluating the prognosis during cardiopulmonary resuscitation
Li Chen1 , Xu Jun2 , Wu Yang-peng1 , Chai Yan fen1 , Shou Song-tao1 , Yu Xue zhong2     
1 Department of Emergency, Tianjin Medical University General, Tianjin 300052, China;
2 Department of Emergency, Peking Union Medical College Hospital of Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100730, China
Abstract: Objective To explore the timeliness value of cardiopulmonary resuscitation quality index (CQI) in patients' prognostic evaluation during cardiopulmonary resuscitation (CPR). Methods A prospective descriptive study was conducted. According to whether they got return of spontaneously circulation (ROSC) or not, 45 patients receiving CPR were divided into the ROSC group and non-ROSC group. The changes of CQI and partial pressure of end-tidal carbon dioxide (PETCO2) during CPR were collected, and were analyzed to valuate the prognosis of patients. Results The initial, end, and average PETCO2 were statistically different between the ROSC group and the non-ROSC group [7.0(3.6, 14.6) vs 7.0(3.6, 14.6) mmHg; 29.5(19.8, 35.9) vs 4.0(2.3, 10.2)mmHg; and 22.2(11.8, 36.3) vs 4.0(2.5, 9.0) mmHg, respectively; P < 0.05], and the end CQI was statistically different between the two groups (59.6±8.9 vs 34.8±5.2, P < 0.05). The CQI differences between the two groups initiated at 11 min after CPR, and stopped at 29 min after CPR. The optimal cut-off point of terminal CQI and PETCO2 for prognostic was 33.2 and 16.1 mmHg respectively, and there was a statistically difference in the area under the curve between them (P < 0.05). Conclusions During CPR, both CQI and PETCO2 can be used to evaluate the prognosis, and CQI is more capable of predicting in the late stage of CPR
Key words: Cardiac arrest     Cardiopulmonary resuscitation     High-quality chest compressions     Pulse oximetry plethysmographic waveform     Cardiopulmonary resuscitation quality index     Partial pressure of end-tidal carbon dioxide     Prognosis     Return of spontaneously circulation    

针对各种病因引起的心脏骤停(cardiac arrest,CA),心肺复苏(cardiopulmonary resuscitation,CPR)是目前唯一的救治方法[1-4]。2010年和2015年版国际心肺复苏指南强调高质量胸外按压基础上的高质量CPR[5-9]。诚然,高质量CPR的实施不仅仅依靠施救者努力程度[10-11],更与患者的生理状态息息相关[12],施救者努力下的患者生理状态决定患者预后[13-14]

目前临床上用于CPR过程中生理状态监测的参数包括冠脉灌注压、动脉舒张压、呼气末二氧化碳分压(partial pressure of end-tidal carbon dioxide(PETCO2)等[7]。近年来研究表明,脉搏血氧波形(pulse oximetry plethysmographic waveform, POP)曲线下面积能够实时反映外周循环状态[15-17],在CPR过程中POP参数能够实时反映胸外按压质量并能够对预后进行评估[8]

心肺复苏质量指数(cardiopulmonary resuscitation quality index,CQI)基于POP,体现POP曲线下面积。本课题组前期通过多中心临床研究(ClinicalTrails.org:NCT01987245)表明,CQI对CPR预后评估能力非劣效于PETCO2。2015版国际CPR指南中提出在胸外按压过程中若PETCO2 20 min内持续低于10mmHg(1mmHg=0.133kPa),患者多预后不佳[7]。目前尚无CQI对于CPR预后评估的时效性判断相关研究。本研究目的旨在探究CQI在CPR过程中对于患者预后评估的时效性价值。

1 资料与方法 1.1 一般资料

本研究对象为天津医科大学总医院急诊医学科2016年4月至2018年3月收治的45例实施心肺复苏的成人患者。根据是否恢复自主循环(return of spontaneously circulation,ROSC)分为ROSC组和非ROSC组。纳入标准:CA需行CPR患者;年龄≥14周岁;同时有CQI和PETCO2监测记录。排除标准:拒绝进行心肺复苏(Do Not Attempt Resuscitation, DNAR)者;孕妇;明显胸部畸形者;灰指甲、染甲者;未能及时连接监护仪记录数据者。试验操作不干扰临床救治过程。

1.2 研究方法

本研究为前瞻性描述性研究,无特殊干预措施。天津医科大学总医院伦理委员会批准号:IRB2016-005-05。

1.2.1 数据采集

记录患者一般资料;采用T5监护仪(迈瑞生物医疗电子股份有限公司, 中国深圳)及专用一次性脉搏血氧探头进行CQI采集,同时采集心电图、PETCO2、POP;导出并备份数据后使用基于MATLAB 2012a专用软件进行CQI提取并分析。将复苏起始2 min内称为初始阶段,终止前2 min称为终末阶段。主要预后指标为ROSC。

1.2.2 ROSC判断标准

规律心电波形,动脉血压增高且出现规律血压波形,PETCO2突然增高并达到35~40 mmHg以上。本研究将恢复自主循环且稳定20 min以上者归为ROSC组,其余患者归为非ROSC组。

1.2.3 心肺复苏实施方法

按照2015年国际心肺复苏指南进行救治,需建立高级气道进行PETCO2监测,人工通气频率10次/min,呼吸机辅助通气潮气量6~8 mL/kg。

1.2.4 终止复苏标准

① ROSC者;②经积极救治30 min后仍无ROSC者;③经治医师依据病情与家属交流后决定停止复苏。

1.3 统计学方法

所得数据均录入计算机采用SPSS17.0、Prism5、MedCal、MATLAB软件包进行数据处理。定量资料进行正态性检验(K-S法)。正态分布的定量资料用以均数±标准差(Mean±SD)表示,非正态分布的资料用中位数(最小值,最大值)表示。正态分布的计量资料采用独立样本t/t'检验;非正态分布计量资料采用秩和检验;定性资料采用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。分别计算CQI和PETCO2的初始、终末和全程平均值对预后的评估能力。

对各时间点针对ROSC绘制受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC),计算ROC曲线下面积,并通过计算约登指数(约登指数=灵敏度+特异度-1)寻找最佳截断点,比较各参数对判断CPR预后的ROC曲线下面积,并计算其阳性和阴性预测值。

2 结果 2.1 一般资料

45例患者中,ROSC组12例(26.6%),男/女为7/5,年龄(75.0±9.8)岁,其中冠状动脉性心脏病4例、肺炎2例、脑血管疾病3例、消化道出血2例、肾功能不全1例;非ROSC组33例(73.3%),男/女为25/8,年龄(67.3±15.1)岁,其中冠状动脉性心脏病13例、肺炎9例、脑血管疾病4例、消化道出血3例、热射病1例、中毒1例、原因不明2例。

ROSC组复苏初始心律均为心室停搏;非ROSC组复苏初始心律中1例为心室颤动,余为心室停搏。ROSC组复苏时长最短6 min,最长39 min,(17.5±3.0)min;ROSC组复苏时长最短11 min,最长62 min,平均(26.9±2.0)min。

2.2 ROSC组与非ROSC组间CQI和PETCO2的比较

初始、终末和平均PETCO2在ROSC组和非ROSC组间均有统计学意义,终末CQI在两组间差异有统计学意义(P < 0.05)(表 1)。

表 1 ROSC组与非ROSC组间CQI和PETCO2的比较 Table 1 Comparison of CQI and PETCO2 between ROSC group and non-ROSC group
参数 阶段 ROSC组(n=12) 非ROSC组(n=33) t/t'/Z P
CQI 初始 56.4±8.8 44.5±5.5 1.129 0.265
终末 59.6±8.9 34.8±5.2 2.567 0.009a
平均 77.3(28.2, 81.5) 30.5(9.0, 72.2) 1.720 0.093
PETCO2 (mmHg) 初始 7.0(3.6, 14.6) 1.8(1.0, 7.9) 2.530 0.011a
终末 29.5(19.8, 35.9) 4.0(2.3, 10.2) 4.726 < 0.01a
平均 22.2(11.8, 36.3) 4.0(2.5, 9.0) 4.132 < 0.01a
注:两组间参数差异有统计学意义,aP < 0.05
2.3 CQI判断预后的时效性分析

开始CPR后,第11~14、16~18、20、25~27、29~32 min,ROSC组与非ROSC组间CQI差异有统计学差异(P < 0.05)(图 1)。

两组间参数差异有统计学意义,aP < 0.05 图 1 开始复苏后,ROSC组与非ROSC组间CQI不同时间点比较 Fig 1 CQI differences between ROSC group and non-ROSC group after CPR was initiated

停止CPR前,第1、3、11~15、17~20、22、24、25、27~29 min,ROSC组与非ROSC组间CQI差异有统计学差异(P < 0.05)(图 2)。

两组间参数差异有统计学意义,aP < 0.05 图 2 复苏停止前,ROSC组与非ROSC组间CQI不同时间点比较 Fig 2 CQI differences between ROSC group and non-ROSC group before CPR was stopped
2.4 不同时段CQI和PETCO2判断预后的最佳截断点

将终末、平均CQI和初始、终末、平均PETCO2针对复苏预后绘制ROC曲线,计算AUC,并寻找最佳截断点,计算其灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值(表 2)。其中终末CQI与终末PETCO2的ROC曲线下面积间有统计学差异(P < 0.05)。

表 2 不同时段CQI和PETCO2判断预后的最佳截断点 Table 2 The cut-off point for CQI and PETCO2 to predict prognosis in different periods
参数 阶段 最佳截断点 AUC 灵敏度 特异度 阳性预测值 阴性预测值
CQI 终末 33.2 0.753 0.750 0.606 0.750 0.667
PETCO2 (mmHg) 初始 2.6 0.747 0.917 0.545 0.423 0.948
终末 16.1 0.965a 0.917 0.879 0.750 > 0.999
平均 8.9 0.907 0.917 0.758 0.688 0.966
注:终末CQI与终末PETCO2的ROC曲线下面积间有统计学差异,Z=2.224,aP=0.026
3 讨论

本研究结果表明,CQI与PETCO2均可作为评估CPR预后的参数,在CPR过程中反应按压质量。其中ROSC组CQI在CPR初始2 min、终末2 min和平均值均大于非ROSC组,但差异于开始CPR后第11~14、16~18、20、25~27、29~32 min,和结束CPR前第1、3、11~15、17~20、22、24、25、27~29 min差异有统计学意义。

CPR初始阶段CQI在ROSC组和非ROSC组尚未表现出明显差异,在CPR过程中胸外按压建立的人工循环逐渐趋于稳定,随着时间的推移,两组间出现差异逐渐增大,11 min即可观察到ROSC组CQI较非ROSC组明显增高。CQI的测定原理基于脉搏血氧技术,后者对于血氧监测的原理为分光光度法和血液容积描计,其中血液容积描计基于血液灌流。心脏骤停后由于心泵功能消失,循环系统血流停止,外周循环处于无灌流状态,因此CQI在心脏骤停时迅速下降至零。在胸外按压初始阶段CQI值较低,考虑人工循环所形成的血流尚未完全达到外周循环,或此时血管舒缩状态尚未恢复,外周循环尚未产生足够血液灌流。在积极的高质量CPR下,机体机能逐渐恢复,表现为外周循环的血流灌注逐渐恢复,在此状态下自主循环得以恢复。若高质量CPR下CQI始终处于较低值,表明外周循环的血流灌注很难建立,考虑机体恢复自主循环的可能性极低。

ROSC组和非ROSC组CQI的差异在CPR结束前29 min即有显现,表明CQI可以作为按压过程中评估预后的指标。在CPR结束前4~10 min这一差异减小,其原因可能为,自主循环重新建立早期,尚不稳定的自主循环与人工循环相互干扰,影响末梢组织灌注,表现为CQI下降;自主循环逐渐稳定,脱离人工循环的支持,最终ROSC。这与2010年和2015年版国际心肺复苏指南中强调的除颤后立即进行2 min CPR后再评估循环的策略相吻合[6, 18]。这一假设尚需进一步研究证实。

初始阶段CQI在两组间差异无统计学意义,另部分原因是由于非ROSC组在此阶段出现多例高于正常值的极值所致。出现上述极值的可能原因:①在脉搏血氧探头连接患者的初始1 min之内,数据尚不稳定;②患者基础病情不同,部分患者微循环衰竭,末梢动脉无张力,在按压过程中呈现局部血流灌注增多,表现为CQI高于正常值的极值;③本研究样本量较小,CQI在CPR过程中离散度较大,降低了差异。

在CPR停止前20 min,CQI在ROSC组和非ROSC组已表现出明显差异。但CPR停止前近10 min内,这种差异并不稳定,考虑可能为:①不稳定的ROSC与人工循环间的干扰所致;②随着CPR进行,周围组织氧供使外周循环功能逐渐恢复,外周血管收缩使组织灌流减少,使CQI值相对下降。以上推论需进一步实验证明。

PETCO2是呼气末期呼出气中二氧化碳的浓度,反映机体循环状态和氧代谢。研究表明,PETCO2在CPR过程中与心输出量和冠脉灌注压相关,能够作为监测胸外按压质量的指标[19],并评估CPR患者预后[20-21]。2015年AHA心肺复苏指南提出,20 min内若PETCO2持续低于10 mmHg,患者往往预后不佳[22]。本研究结果显示PETCO2对于CPR患者预后有很好的预测能力,PETCO2对于预后评估的最佳截断点与2010年欧洲CPR指南一致[23]。然而,PETCO2在使用中受诸多因素影响:①肺基础疾病患者,其病理性死腔能够降低PETCO2水平[24];②CPR过程中应用碳酸氢钠时,PETCO2会出现短暂升高[25];③血管升压药的使用使PETCO2出现小幅降低[26-27]

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