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生理学引导的心肺复苏

 所来所去 2024-05-14 发布于云南

介绍

      心脏骤停的死亡率很高。心肺复苏术(CPR)是初期治疗的基础,但其治疗模式千篇一律。生理学指导下的心肺复苏具有巨大的潜力,可通过优化和个性化每个患者的复苏工作来改善患者的预后。
      生理指导心肺复苏涉及对各种生理参数的持续监测,如心电图 (ECG) 波形、动脉血压 (BP)、呼末二氧化碳 (PETCO2)、区域脑氧合 (rSO2) 和脑电图 (EEG)。通过利用实时数据,复苏策略可以根据患者的具体情况进行定制和调整,以满足个人独特的生理需求。这种方法摒弃了死板地遵循预定义的复苏周期或固定时间间隔的做法,能够对患者不断变化的病情做出更加动态和适应性的反应。重要的是,rSO2 和脑电图可以独特地提供有关实时脑组织灌注的更多信息。连续动脉血压监测将指导医护人员调整胸外按压,以达到最佳血压,特别是最高冠状动脉灌注压。此外,将生理监测融入心肺复苏术有望实现早期预后,使医疗服务提供者能够更准确地评估积极预后的可能性。
      生理引导心肺复苏术是一种前瞻性方法,它利用持续监测和数据驱动决策来彻底改变我们治疗心脏骤停的方式,为改善患者生存和长期预后提供了可能。本文讨论了生理引导心肺复苏的现状、潜在的未来状态、知识差距、转化障碍和研究重点。

目前状况


       在心脏活动或胸外按压过程中,血液流动会产生两种明显的机械效应。首先,心脏运动会对胸部产生反冲效应。其次,血液的运动会在全身产生反冲效应。利用生理生物传感器,包括有创动脉血压监测、心电图、PETCO2、脉搏氧饱和度 (SpO2)、rSO2、心冲击图 (BCG)、床旁超声 (POCUS) 和超声心动图,可以测量这些效应(表 1)。这些先进的工具为评估患者自身心脏功能和复苏过程中血流和心脏活动的复杂动态提供了全面的方法,为了解心血管系统的生理反应提供了宝贵的资料。

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1.有创动脉血压

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      在心肺复苏过程中,有创动脉血压可显示心肺复苏的质量、测量全身和器官灌注压力,并可替代胸外按压所产生的全身血流量。心肺复苏过程中心肌血流的恢复和维持是复苏成功的关键。因此,长期以来的临床和实验室数据表明,心肺复苏时较高的冠状动脉灌注压值(心肌血流的主要决定因素)与较高的自主循环恢复率(ROSC)和存活率密切相关。由于心肺复苏过程中很难实时测定冠状动脉灌注压,因此全身舒张压被认为是冠状动脉灌注压的替代值,与存活率有类似的关系。舒张压应在加压-减压周期的哪个阶段测量还存在争议。监护仪测量并在屏幕上显示数值的算法是针对自主跳动的心脏而设计的,而不是针对胸外按压产生的血压。在实验室研究中,血流动力学指导的心肺复苏策略,包括实时胸外按压力学和血管加压药滴定,可改善心肺复苏过程中的生理状况并提高存活率。
      尽管临床前数据和有创测量血压与心肺复苏结果之间的关联前景广阔,但血压用于监测或指导心肺复苏的应用仍未普及。一个重要的障碍是需要使用有创动脉导管,因此通常仅限于院内或有医生在场的院外环境。在心肺复苏术中放置动脉导管以协助指导心肺复苏术可能会转移对高质量复苏术其他方面的注意力。此外,虽然冠状动脉灌注压或舒张压阈值是一个有价值的起点,但实现这些目标的实际策略尚未在人体中确定,心肺复苏指南也没有指导临床医生如何根据血压优化或调整复苏。因此,对血压指导心肺复苏术进行前瞻性研究对于推动心肺复苏术的发展至关重要。

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2.脑氧饱和度

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       通过近红外光谱(NIRS)测量的脑氧饱和度是一种无创测量方法,可反映脑循环中氧输送和氧吸收的平衡情况 。NIRS 设备利用氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的独特吸收光谱,通过比尔-朗伯定律计算 rSO2由于静脉血占采样区域血液的 75%,正常 rSO2 值为 60-80%,反映了氧气输送和吸收之间的动态平衡。脑氧仪不依赖于搏动性血流,已被用于多种场合,包括心脏骤停、神经外科和心胸外科。
      一般来说,心脏骤停时 rSO2 会降至极低值,并保持在较低水平,但在持续进行高质量心肺复苏时会升高。这表明,rSO2 不仅可以显示向大脑输送氧的质量,还可以显示向包括心脏在内的其他重要器官输送氧的质量,并有可能成为冠状动脉灌注压的替代指标。
     一项荟萃分析报告称,复苏期间 rSO2 越高,神经功能预后越好。但是,纳入的研究受到幸存者人数较少的限制,而且复苏期间的 NIRS 测量类型影响了与 ROSC 的关联。

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3.ECG

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       目前,大多数院外抢救工作都要求抢救人员每两分钟对患者的心律和生命体征进行一次快照,以便为救治工作(心肺复苏、除颤、药物治疗)提供依据。在这些快照之间,抢救人员往往对患者的心电图心律和生命体征视而不见,因为积极的心肺复苏会遮挡心电图,给随时评估患者的生命体征带来挑战。因此,心肺复苏每隔几分钟就要中断一次,以更新患者的基本心律和生命体征。然而,在这些心肺复苏期间,患者的心电图和生理表型可能会发生变化。因此,规程化救治可能与患者的生理状况不符。例如,在心肺复苏过程中,尽管存在潜在的(未被发现的)ROSC,但仍按规程使用血管收缩剂。
      有一门不断进步的科学将人工智能应用于处理生物信号(心电图和阻抗),以便在主动心肺复苏过程中准确提供实时(连续)心律识别,并判断心律的活力(即有组织心律是否会产生自发脉搏,心室颤动(VF)电击是否会产生有组织心律或自主脉搏)。这些创新技术有可能在心肺复苏过程中持续告知施救者患者的心律和生理状态,进而改善救治。
     此外,这些相同类型的高级数据查询方法还可用于及早预测特定的下游临床情况,从而在复苏早期提供更有针对性的救治。例如,难治性室颤患者需要 3 次或更多次电击,通常需要额外的治疗(即抗心律失常药物、改变电击矢量或双序除颤)。目前,只有在患者表现出难治性后才会实施这些治疗。实时心电图处理的创新技术可在复苏之初预测哪些患者最有可能出现难治性室颤,从而为早期干预提供机会,改善复苏过程。

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4.呼末二氧化碳

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       大量临床前证据证明 PETCO2 可作为心肺复苏期间肺血流和心输出量的替代标志物。在临床研究中,主要出现了四个主题:1)实现 ROSC50 的患者 PETCO2 值通常较高;2)低 PETCO2 值(<10 mmHg)与在没有 E-CPR 支持的情况下成功复苏的几率较低有关;3)PETCO2 的突然升高可用于检测 ROSC 的开始;4)随着 CPR 质量的提高,PETCO2 也会提高。遗憾的是,在将 PETCO2 用作心肺复苏质量监测器的实际使用过程中,许多因素都会对 PETCO2 值产生影响,包括血管加压药的使用、气管插管阻塞、所使用的 PETCO2 测量算法或通气-灌注 (VQ) 极度不匹配的临床情况(如肺栓塞)。

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5.光电血压计 (PPG) 波形:脉搏氧饱和度

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       广泛采用生理引导心肺复苏术的一个主要障碍是确定和验证适用于各种临床环境的无创监护仪。大量文献支持使用光电血压计 (PPG) 波形来评估心血管系统,尤其是用于评估容量状态或液体反应性 以及确定血管扩张性、张力和血压。最近的动物模型表明,PPG 波形特征(如振幅 [Amp] 和曲线下面积 [AUC])可以衡量心肺复苏的质量和检测 ROSC。然而,目前缺乏临床证据支持根据 PPG 值对复苏进行前瞻性调整,这是一个明显的知识空白。

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6.床旁超声检查 (POCUS) 和超声心动图检查

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       心脏骤停时的 POCUS 传统上用于识别心脏骤停的可逆性原因(如心脏填塞或张力性气胸)或识别潜在的心律(PEA vs. 心博停止 vs.  VF),这一发现可能对预后有帮助。尽管之前的研究表明经胸方法可以获得很好的图像,但由于手术医师无法获得足够的心窗,因此经胸方法获得的图像可能会受到限制。作为一种替代方法,经食道超声心动图(TEE)已被证明具有临床用途,包括在心肺复苏过程中优化手的位置,确保胸外按压作用于左心室而不是主动脉流出道。值得注意的是,胸外按压分数与患者预后高度相关,复苏团队应确保任何 POCUS 或超声心动图的使用都不会导致心肺复苏中断次数增加。

潜在的未来状态


      我们越来越清楚地认识到,在单个或整个心脏骤停患者群体中可能会出现一系列对时间敏感的生理现象。这种认识支持一种更动态、更精确的方法,通过这种方法可以巧妙地整合来自各种生物传感器的信息,帮助指导一种更针对患者的方法,使治疗的选择、剂量和时机与患者的生理学相一致(图 1)。这种生理指导治疗的精准策略具有内在的吸引力,因为我们知道治疗反应并不一致,而是可能取决于患者的特征。

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       尽管前景光明,但要切实实现这一战略,还必须填补大量知识空白。

知识差距


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确定评估生理引导心肺复苏术的最佳策略

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       生理指导心肺复苏依赖于对生理反应的细致入微的了解,而生理反应可能是错综复杂和多方面的。要将这些复杂的机制转化为医疗服务提供者的实用指南,就必须在不牺牲基本细节的前提下建立清晰、简化的框架。尽管越来越多的研究支持生理指导心肺复苏的益处,但仍需要更多强有力的高质量证据。

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利用患者结果确定现有生理参数的最佳值

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       目前推荐的许多测量方法都是对生理学的间接测量(例如 PETCO2 作为心输出量的间接测量)。对于这些模式如何测量急性生理学、区分生理表型以及实时预测短期和长期预后还缺乏足够的了解。理想情况下,连续监测可提供持续的复苏评估,并有助于测量患者的急性生理学和预测预后。
       并非所有患者对生理干预的反应都相同,个体反应可能无法预测。这可能会给制定生理指导心肺复苏的标准化方案带来挑战。

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现有模式测量人体灌注和氧合的准确性

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       以生理为基础的测量通常可作为基本生理过程的替代指标。目前,我们对这些模式在准确评估急性生理过程(如组织灌注和氧合)方面的功效仍不完全了解。此外,我们还需要确定这些测量值在多大程度上可靠地反映了胸外按压过程中血流的产生和肺部的灌注情况,以及最终对大脑的供氧情况。

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了解潜在病因对生理参数的影响

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       区分生理表型有可能为患者提供量个体化的救治。例如,持续心肺复苏和给药与立即电击之间的抉择取决于患者的急性生理状态。虽然了解这些测量方法是否能测量心肺复苏(血流和氧合)很有帮助,但了解这些测量方法如何测量患者的急性生理状态以及这些信息如何指导差异化治疗同样重要。问题仍然是:这些测量方法能否真正指导治疗,或者我们是否仍然缺乏有关明确定义的生理和预后表型及其在影响各种治疗(包括心肺复苏、药物和除颤)的选择、时机和剂量方面的作用的全面知识?

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缺乏对生理引导心肺复苏术干预措施的人体临床试验

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       支持这些参数的证据大多来自动物实验,目前尚缺乏人体实验证明生理心肺复苏可改善患者预后。对心肺复苏进行严格的研究,尤其是在真实的临床环境中进行研究,本身就是一项复杂的工作。控制所有变量可能具有挑战性,而且伦理方面的考虑可能会限制实验性干预措施应用于危重病人的程度。这些干预措施的多因素性质(可能包括基于持续监测的个性化调整)使得设计和开展临床试验具有挑战性。既要制定统一的临床试验方案,又要考虑到这些干预措施的个性化特点,这在方法论上是一个挑战。然而,通过精心设计的临床试验建立明确的证据基础对于验证这些方法在现实世界中的有效性至关重要。此类试验将需要以患者为中心的结果,如生活质量的衡量,以提供有效性的证据。

来源:Physiology-Guided CPR/ Resuscitation Plus

https:///10.1016/j.resplu.2024.100589

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