2 中国医学科学院北京协和医院急诊科 100730
2 Department of Emergency, Peking Union Medical College Hospital of Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100730, China
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)。
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 |
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)。
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)。
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)。
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 |
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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