心肺复苏期间犬潮气末二氧化碳分压变化实验研究

西安交通大学医院（西安710049） 周哲人 高 路

心肺复苏是急诊医学领域研究的重大课题之一，而将潮气末二氧化碳分压（PETCO2）监测技术应用于心肺复苏中具有非常有效的临床意义，有利于提高心肺复苏的成功率，无论院内还是院外，在胸外心脏按压时应用PETCO2监测后，PETCO2监测的优越性即可显现，施救者便可以更加专心于有效的胸外心脏按压，减少中断次数。我们设计这次实验，旨在探讨心肺复苏（CPR）过程中PETCO2的变化与复苏成功率的关系及复苏预后的阈值。

材料和方法

1 实验动物及分组 选健康杂种犬36只（由西安交通大学动物中心提供），体重在10～15kg之间。随机分为三组：4min胸外按压组（4mCCCPR）；4min开胸复苏组（4mOCCPR）；8min 开胸复苏组（8mOCCPR）。

2 方 法 术前犬禁食12h，建立静脉通路，用生理盐水维持血容量，3%戊巴比妥钠按lml／kg进行静脉注射麻醉，观察狗的反应。按照动物手术学的要求，常规备皮、消毒、铺洞巾，四肢皮下放置四个电极，持续记录心电图。颈前气管切开，插入6F气管内导管，连接呼吸机，在气管内导管与呼吸机通气管之间连接出气CO2分压检测仪，持续监测PETCO2。开胸组于左侧第四肋间开胸，接着剪开心包，暴露心脏。以交流调压变压器用交流电电击致犬室颤的方法建立心跳骤停动物模型。待心电图显示为室颤时开始记录心跳停止时间。

3 自主循环恢复（ROSC）判断指标 开胸手术可直接判断室颤、心脏停跳和复跳；非开胸手术则可观察心尖搏动或根据心电图表现来判断心脏骤停和复跳。自主循环恢复需符合以下条件：即无心脏按压时存在大动脉搏动，主动脉舒张压≥50mmHg至少持续5min。如CPR持续30min后，ROSC仍未达到标准，停止CPR，认为复苏失败，放弃复苏。

4 统计学方法 实验结果数据用均数±标准差表示，用SPSS13.0统计软件进行统计分析，对三组动物的各项指标的比较采用t检验、配对t检验做统计分析。P＜0.05有统计学意义。

结 果

1 三组PETCO2各时相的比较，见表1。

表1 三组PETCO2各时相的比较

在复苏开始5min期间4mOCCPR与4mCCCPR和8mOCCPR比较，有统计学意义（P＜0.05），在其他时相三组间均无统计学意义（P＞0.05）。

2 自主循环恢复组与失败组潮气末二氧化碳分压的比较，见表2。

表2 自主循环恢复组与失败组潮气末二氧化碳分压的比较（mmHg）

自主循环恢复组与失败组在复苏1min时就有统计学意义，在复苏20min时，失败组9例PETCO2均≤13mmHg，自主循环恢复组27例PETCO2均＞13mmHg，计算敏感性，特异性，阳性预测值和阴性预测值均是100%。

3 自主循环恢复前刻与恢复后潮气末二氧化碳分压的比较，见表3。

表3 自主循环恢复前刻与恢复后潮气末二氧化碳分压的比较（mmHg）

讨 论

心肺复苏过程中PETCO2的变化及其对心跳骤停患者预后的影响，日益受到国内外急诊医学的重视。随着临床经验的积累，所观察到传统的手段如大动脉搏动的恢复、瞳孔的变化、血气分析的变化等均不能十分准确的做出评估，在复苏早期，瞳孔、皮肤粘膜的变化不太明显，而CPR过程中颈动脉搏动也不表明冠脉或心肌或脑存在有效灌注血流。血气分析在复苏过程中的变化过于复杂。在心肺复苏中，如何判断复苏的效果，对评价心肺复苏的成功与否有着十分重要的意义。研究发现PETCO2与CPR的预后相关，并可作为心肺复苏的无创监测指标［1］。

室颤时因为心脏的颤动不能提供有效的血流，CO2虽然持续从全身产生，但由于心脏的排血量以及肺的通气换气都停止，此时PETCO2为零，而在心肺复苏时PETCO2水平则完全由CPR产生的心排量决定。我们所研究的实验对三种复苏方式中的PETCO2值进行了比较，发现在复苏开始5min期间4mOCCPR与4mCCCPR和8mOCCPR比较，有统计学意义，而在其他时相三组间均无统计学意义。考虑由于早期进行开胸心脏挤压，可以迅速产生足够的心输出量，建立较好的人工循环功能。而4mCCCPR和8mOCCPR组开始复苏时，PETCO2上升较慢，需要持续一段时间才能产生足够的血流灌注。

在复苏1min、5min、10min、15min及20min这5个时间点自主循环恢复组与失败组比较，有显著性差异，这与文献报道一致［2］。在复苏开始1min时，PETCO2值就有显著性差异，复苏失败犬的PETCO2值均小于10mmHg，这和Kolar［3］的研究结果一致，他们的研究显示没有患者在初期PETCO2值小于10 mmHg复苏成功的。复苏失败组在复苏期间，PETCO2均较自主循环恢复组低，显示组织的血流灌注不良，并且PETCO2在复苏20min时较前更低。在复苏20min时，失败组9例PETCO2均≤13mmHg，自主循环恢复组27例PETCO2均＞13mmHg，计算敏感性，特异性，阳性预测值和阴性预测值均是100%。可以把复苏20min PETCO2≤13mmHg做为阈值，当规范实施心肺复苏术20min，若PETCO2≤13mmHg可以停止复苏，我们的这个研究结果与Sehra［4］的研究结果接近，Sehra的研究显示经过20min的CPR后PETCO2低于13.5mmHg，复苏成功率低。

在心肺复苏期间，通过有效的按压和通气，初步的血流灌注开始建立，组织的灌注充分，心脏骤停期间在静脉及组织中积聚的CO2可迅速的排出，PETCO2逐渐上升，自主循环恢复组在循环恢复前PETCO2会出现一个突然升高的时相。在开胸复苏组复苏期间PETCO2为（25.57±5.72）mmHg，自主循环恢复时为（32.89±4.49）mmHg；闭胸复苏组复苏期间PETCO2为（26.37±5.39）mmHg，自主循环恢复时为（32.13±5.76）mmHg，显示会升高5～8mmHg，因此，当我们在做心肺复苏时如果发现PETCO2突然的升高5 mmHg以上，很有可能提示自主循环即将恢复，这即所谓的“二氧化碳超射（CO2Overshoot）”。其产生机制为：在心脏骤停以及随后进行的CPR这段时间，由于缺氧，组织内的CO2迅速增加，继发肺前高碳酸血症，同时由于较低的血液灌流使得肺泡CO2排出减少，导致组织和静脉PCO2升高。而高通气相对于低灌流肺则引起PaCO2降低，造成肺后（即动脉）低碳酸碱血症。自主循环恢复后，蓄积在肺前血管床和组织中的CO2才能被转运到肺，CO2经肺排出，从而在自主循环恢复的最初一段时间出现CO2排出明显增加即二氧化碳超射。所以，CO2超射现象是自主循环恢复的标志。2010年美国心脏协会新的心肺复苏及心血管急救指南中也指出：碳酸波形图可用作胸外按压有效性的生理指标，并用于检测是否恢复自主循环，对于无效胸外按压的PETCO2之较低，而对于恢复自主循环后PETCO2则会突然升高。

在实验中我们还发现当心肺复苏时，无论是开胸还是闭胸复苏，如果按压的幅度和频率没有达到心肺复苏的标准时，PETCO2会降低3～5mmHg，而在施行有效的心脏按压后，PETCO2会升高，这将有利于提示实施复苏者注意复苏质量。因此，PETCO2监测可以安全有效的评价CPR时心排出量，并作为CPR时复苏质量以及自主循环恢复的预后指征。

［1］Miran K，Miljenko K，Klemen P，et al.Partial pressure of end-tidal carbon ioxide successful predicts eardiopulmonary resuscitation in the field：a respeetfi，＇e observational stud［J］.Critical Care，2008，12（5）：1 15.

［2］陈英杰，陈运立，吴贤仁，等.心肺复苏期间潮气末二氧化碳监测及临床意义［J］.河北医学，2004，10：56-58.

［3］Miran K，Miljenko K，Petra K.Partial pressure of endtidal carbon dioxide successful predicts cardiopulmonary resuscitation in the field：aprospectiveobservational study［J］，Critical Care，2008，12：R115.

［4］Sehra R，Underwood K，Checcchia P.End tidal CO2is a quantitative measure of cardiac arrest［J］.Pacing Clin Electrophysiol，2003，26：515-517.