心脏静脉动脉血液循环图（最佳的氧合指标及二氧化碳水平可增加冠状动脉血流）

来源：急诊医学资讯

欧洲每年约有350000例心脏骤停患者，突发心脏骤停后决定病人预后的关键因素包含在生命链概念之中，如早期发现、早期基本生命支持和高级生命支持、复苏后治疗及康复。

在心脏骤停期间，大脑，心脏和其他重要器官血流突然中止。据估计，治疗每延误10分钟，大脑发生不可逆损伤的机会增加10％。因此，即刻开始心肺复苏（CPR）是短期和长期生存的最重要决定因素之一。然而，在心肺复苏后自主循环恢复（ROSC）的患者中，缺氧性脑病仍然是一个主要问题，并且大多数患者在心脏骤停后因为缺氧性脑病死于重症监护室（ICU）。对于那些生存下来的人来说，神经系统的影响可能从轻微的神经功能缺陷到严重的意识障碍和昏迷。 损伤模式为“双重打击”模式，主要损伤发生在心脏骤停期间，及随后的48-72小时再灌注期间发生继发性损伤，目前对于这种二次打击的干预措施有限，除了在初始24小时内控制体温在33-36℃。

尽管心脏骤停期间及在ROSC后患者呼吸机应用很普遍，其应用可以同时控制患者的PaO2与PaCO2，也尽管维持最佳氧合是一个主要目标，并且二氧化碳是脑血流的主要调节因素，但我们对于最佳的氧气及二氧化碳水平知之甚少。由于最佳的氧合指标及二氧化碳水平可以增加冠状动脉血流，脑血流及脑氧输送，本文我们旨在探讨CPR和复苏后的早期氧气和二氧化碳管理。

原发性低氧损伤的生理机制复杂，包括与细胞离子泵功能障碍相关的的脑水肿。已经证实脑组织氧水平对于包括创伤性脑损伤（TBI）在内的许多类型的神经损伤具有预测价值，氧合水平对于心脏骤停患者预后也是极其重要的。然而，由于监测组织氧合所必需的监测设备为有创性，这些证据源于动物研究，极少有临床研究应用有创设备监测心脏骤停患者复苏及之后的脑氧合变化。2003年1例意外注射氯化钾致心脏骤停的患者植入组织氧监测探头后，研究者可以分析CPR期间及ROSC后的脑灌注压(CPP)和血氧分压(PaO2)之间的关系，脑组织氧分压（PbO2）在心肺复苏中的关系。当时发现，心脏突然停搏后，脑组织氧含量急剧并完全下降。

一项关于ICU 患者血管活性药物撤药的观察性研究中发现，在血压逐渐降低的过程中，近红外光谱（NIRS）显示氧分压逐渐下降。心脏骤停前的动脉血氧含量对于脑损伤的发生至关重要，而心脏骤停病人的相关研究较少。多项研究提示，相比正常生理状态，心脏骤停发生前即出现低氧血症或休克的患者心肺复苏成功可能性更小，这与心脏骤停的病因是否有关或者与全身/脑组织缺氧是否有关尚不清楚。

目前仅有的动物数据表明，CPR开始后尽管血液中的氧含量增加，但有创测量提示脑氧合仅有非常缓慢的增加。Yel及其同事应用鼠模型，在心肺复苏中分别以0%，21%，100%氧浓度下给予机械通气治疗，无氧通气组无一例存活，而在21%组和100%组之间存活率无明显差异。PbO2增加的主要决定因素似乎是脑灌注压增加，这是由胸外按压决定而不是吸入氧浓度或所达到的PaO2所决定。所有胸外按压的中断都会降低目标心脑血管灌注及脑组织氧水平。复苏中给予多少浓度的氧气尚不清楚，一项动物研究在心肺复苏中分别给予100%和50%的氧气，结果血氧含量有所差别，但脑组织氧分压无明显差别。这也许就是为什么仅胸外按压的CPR与口对口CPR患者预后相似的原因之一。在高级生命支持中，有人认为血氧饱和度超过90-95%时，增加PaO2不会进一步增加脑组织氧输送。心肺复苏中尚无相关研究，但在创伤性脑损伤患者的研究中发现，通过提升吸入氧浓度至100%来维持血氧饱和度在100%时，有创脑氧监测提示大脑氧含量增加。这提示增加溶解氧对于提高颅内氧气分压很重要。

图1.心脏骤停前、心脏骤停期间、ROSC后血液与脑组织氧合及平均动脉压变化。

Spindelboeck及其同事在两项临床研究中探讨CPR时血氧分压的作用，结果提示在心脏骤停期间更高的氧分压与其后的更多ROSC比例及出院生存率提高有关。血氧分压更高的患者出院时神经系统功能恢复良好者的比例会更多，但统计学差异还未达到（P=0.062）。该研究中的所有患者均使用100％氧气进行通气，因此低PaO2可能是不同病因的标志物（如窒息，溺水及低氧性呼吸衰竭）或为肺部疾病。进一步推论可知，纯氧对CPR之前心脏骤停时间较长或低氧性心脏骤停的患者相比目击者心源性心脏骤停更有效。因此，对于低氧导致心脏骤停（包括窒息，溺水及肺栓塞等）或胸外按压质量不能保证时（转运中）应用高浓度氧气吸入更为重要。

NIRS可用于监测心肺复苏中的氧合状态。它可以显示局部氧饱和度值（rSO2），似乎与脑静脉血氧饱和度相符。NIRS值的正常参考范围在60％至80％之间，当需氧量超过供应时，脑静脉血氧饱和度下降。有研究证实，在整个心肺复苏过程中持续的低NIRS值可预示低的ROSC率。在日本一项研究中，院前心脏骤停患者在到达急诊科后，rSO2增加与ROSC成功率增加及90天后良好神经功能状态有关。这些患者中，尽管院前应用了人工气道并给与高浓度氧，所有患者rSO2均低于参考范围，这提示在心脏骤停时，即使进行有效的胸外按压，由于组织灌注差，组织需氧远高于供氧。目前尚不知道哪些复苏因素或什么程度的复苏因素影响CPR期间NIRS水平，如胸外按压质量、纯氧或动脉氧分压，动脉二氧化碳分压。一项临床研究评估了肾上腺素和rSO2之间的关系，并发现尽管组织灌注压增加，但肾上腺素不能增加rSO2。

呼气末二氧化碳（etCO2）的监测有助于确认气管插管的位置，监测CPR的质量，可用预测ROSC和患者预后。但应用持续性etCO2监测指导通气治疗的价值尚不清楚。心脏骤停时，二氧化碳积聚导致PH值下降，CO2的确是心脏骤停期间的酸中毒的一个主要决定因素。动物实验数据发现PaCO2开始时下降，因为它仍然在组织内，但在CPR开始后，PaCO2水平上升并且通常在8-10kPa。无论在院前心肺复苏或院内心肺复苏，过度通气是普遍存在的，目前已证实过度通气是有害的，但这种效应主要与胸内压增加有关，导致静脉回流减少和冠脉灌注减少。临床研究却似乎表明，心脏骤停期间低碳酸血症不是很常见。而中度高碳酸血症也是有益的。作为一种血管扩张剂，它会增加血管收缩区的血流。到目前为止，目前的研究尚未发现心脏骤停期间二氧化碳与结局的相关性。

动物实验及一项病例报道表明在即刻ROSC后，脑组织血氧含量升高，这可能是由于复苏中应用100%的氧气通气支持以及血流恢复。然而这种高氧的再灌注可能是有害的，氧自由基可导致进一步损伤。尽管理论上氧含量高导致更多的氧自由基生成，但临床未经证实。复苏中限制氧气可减少ROSC后动脉含氧量的极度升高，但这也只是动物实验发现。临床中即刻ROSC后高氧的情况究竟有多常见目前是不清楚的。Spindelboeck及其同事在ROSC后即刻采取动脉血，发现血氧分压在110mmHg左右。另一项影响脑氧水平的因素为CPP，心脏骤停期间使用肾上腺素可使得即刻ROSC后CPP升高。但是，因为肾上腺素的半衰期短，患者在转运或至ICU后又是低血压的。

因为持续应用纯氧治疗可导致极度的高氧血症，在ROSC后需及时调整吸入氧浓度。院前滴定给氧（如至少使用外周氧饱和度）是可行的，但也是很有挑战的。”Hot or Not”研究提示因为低氧血症发生率高，通过监测外周氧饱和度不能滴定式调整吸氧浓度，在入ICU前高氧血症是普遍存在的，在院前及时查血气分析可能是能避免高氧血症的唯一办法。

目前有许多关于氧分压与患者结局之间关系的研究，这些研究多是回顾性，且结论不一致，有两项队列研究中发现高氧血症与院内病死率有关。另一项澳洲的患者研究中，在去除了疾病严重程度，初始吸氧浓度的影响后，发现入ICU内24小时最差的血气分析结果与患者病死率无关。这些研究有许多不足，比如没有校正许多因素，包括ROSC的时间，复苏后心律，是否有目击者复苏。其次在北美心肺复苏数据库中，多数患者未采用亚低温治疗，而亚低温治疗有益于改善缺血再灌注损伤，减少细胞凋亡。通过分析荷兰相关数据库提供的超过5000例心肺复苏后机械通气患者的数据证实患者入ICU后初始24小时最差PaO2和院内病死率的关系，研究中PaO2低于60mmHg为低氧血症，大于300mmHg为高氧血症，结论为低氧血症病死率升高，而高氧血症发生率很低（3%）。所有回顾性研究都不能去除混杂因素的影响，基于此，一项澳洲的研究试图去除混杂因素，通过对一家三级医院中的心肺复苏患者的研究发现院前复苏患者比院内复苏患者更易合并高氧血症。滴定氧疗需要前瞻性随机临床试验，一项三期临床试验(EXACT试验，NCT03138005)准备评估在复苏成功后尽快降低吸氧浓度至正常是否能改善临床结局。

在心肺复苏后48小时内，大脑持续低灌注，且氧摄取增加。许多研究通过PET、大脑中动脉超声、颈静脉氧饱和度测定及大脑氧饱和度测定等方法均证实复苏后早期脑血管收缩、脑灌注不足及脑缺氧的存在。可能的机制是继发于脑血管自身调节功能受损的低灌注和低氧血症，这种损害可能会导致即使是正常的PaCO2也不足以达到并维持足够的脑灌注和脑氧合。然而，PaCO2是脑血流的主要调节因素，在生理情况下，高碳酸血症显著增加脑血流。此外，升高的PaCO2可抗惊厥，抗炎及抗氧化，其可以降低再灌注损伤的炎症作用。相比之下，低碳酸血症增加神经元兴奋性，增加脑氧耗量并减少脑血流，其可能加剧再灌注损伤。

目前，没有直接的证据表明目标性高碳酸血症对复苏后心脏骤停患者脑氧合有影响。最近有研究比较了轻度高碳酸血症（PaCO2在50-55mmHg）和二氧化碳分压正常的患者rSO2的差异，在二氧化碳分压正常组，平均二氧化碳分压为37mmHg，rSO2低于正常，而在高碳酸血症组，rSO2增至正常范围或略高。这就提示示轻度高碳酸血症在复苏后早期能安全地改善脑氧合。

在ROSC 后二氧化碳分压常轻度升高，随着机械通气的应用迅速下降。目前国际复苏联盟推荐在心肺复苏患者机械通气时维持二氧化碳分压在40-45mmHg。在澳洲一项回顾性研究中，共从澳大利亚和新西兰125家ICU纳入了16542例心肺复苏患者，研究发现相比高碳酸血症（PaCO2>45mmHg）和正常组(PaCO2 35-45mmHg)，低碳酸血症组 （PaCO2<35mmHg）病死率更高，神经功能恢复更差。最近的心肺复苏后控碳研究（CCC）中发现相比正常碳酸血症，适度的高碳酸血症（(PaCO250-55mmHg）是安全可行的，且神经元特异性烯醇化酶（NSE）释放减少。综上所述，轻度高碳酸血症在复苏后对神经功能恢复有保护作用。

COMACARE研究是一项斯堪的纳维亚多中心随机对照试验，比较ICU入院后36h内低氧分压（75-110mmHg）和高氧分压(150-190mmHg)，低碳酸血症（34-35mmHg）和高碳酸血症组（44-55mmHg），低平均动脉压（60-70mmHg）和高平均动脉压（80-100mmHg）对终点指标的差异。该研究2017年已完成，共纳入了120例院前心脏骤停患者，研究终点包括可行性、48h时NSE，rSO2及入院48小时内癫痫活动，结果将于2018年发布。

复苏后目标性治疗性轻度高碳酸血症试验（TAME试验，NCT03114033）是一项III期多中心随机对照试验，旨在确定性目标治疗性轻度高碳酸血症是否能改善入住ICU的心脏骤停患者6个月神经功能结局。该研究治疗时间为入选后24小时（距心脏骤停时间<180分钟），患者将在ICU住院期间，出院时以及6个月和2年进行随访，共招募1,700名患者，这将是迄今为止涉及ICU复苏的心脏骤停患者进行的有关通气导向治疗的最大规模试验。如果该试验证实目标性治疗性轻度高碳酸血症是有效的，那么将可能会改善很多心脏骤停患者的结局，并转化为临床实践，诱导轻度高碳酸血症对于大多数心脏骤停患者来说也是一个简单的干预措施。

心肺复苏期间限制脑缺氧的最重要措施是不间断的心肺复苏和高质量的胸外按压。指南推荐应用纯氧进行通气，尽管似乎缺乏证据。在自主循环恢复后，极度的高碳酸血症和低碳酸血症都是有害的，应注意避免。维持血氧和二氧化碳在什么水平仍不能确定。随着COMACARE于2018年公布及TAME试验启动，关于ICU成人心脏骤停患者氧气和二氧化碳管理相关的临床决策证据很快就会增加（完）。