利用模拟人研究操作者疲劳和心肺复苏质量相关性

刘远山 余凯 黄子通 蒋龙元 杨正飞

1中山大学孙逸仙纪念医院急诊科（广州510120）；2中山大学心肺脑复苏研究所（广州510120）

胸外按压质量是心脏骤停患者能否抢救成功的基本因素［1-2］。然而，很多临床研究发现院内和院外心脏骤停抢救中的胸外按压质量都处于较低的水平［3-4］。2018年AHA 复苏指南仍然延续了2015年AHA 复苏指南所更新的胸外按压深度和频率（胸外按压深度至少5 cm，频率在100～120 次/min），随着要求的提高，对于操作者来说要达到指南所设定的标准降增加了难度［5-6］。研究发现低质量的胸外按压主要原因是因为操作者疲劳［7-8］，其中操作者的疲劳情况可以通过主观评价主观疲劳程度以及客观评价方法包括心率和血乳酸的变化来进行评估［7］。本研究计划在模拟人上进行6 min 单纯胸外按压，从而研究青年操作者疲劳和胸外按压之间的关系。本研究假设随着胸外按压时间的延长，主观疲劳程度和客观疲劳指标会明显上升。

1 资料与方法

1.1 志愿者选择和试验前培训本次研究随机邀请了130名年龄介于16 ～18岁的高中或者中专学生，其中符合以下条件者入选：（1）身体健康；（2）未接受过基本生命支持或急救的相关课程和培训；（3）志愿参与本次研究并签署志愿参与同意书。

采集等级学员的基本情况信息，并签署课程参与及知情协议。中山大学心肺脑复苏研究所安排3 名专家，按照2018年国际心肺复苏指南推荐的成人基础生命支持标准流程设计培训课程，内容主要包括授课、练习、考核，总时长为4 h。

1.2 实验流程在考核合格后，每一名志愿者将被要求独立完成6 min的单纯胸外按压。整个过程中志愿者们被要求独立完成试验，期间不允许有交流。在试验的过程中没有复苏质量反馈装置的帮助，如果志愿者疲劳无法继续进行试验，可要求停止试验。试验中使用复苏安妮模拟人，所有数据将记录在复苏安妮模拟人电脑分析系统中（Laerdal Medical Corporation，Stavanger，Norway）。

1.3 志愿者基本资料采集受试者一般资料及血压（收缩压与舒张压）、心率以及末梢血乳酸等信息。采集受试者0.1 mL 末梢血液，通过乳酸快速分析仪（YSI 23 L；Yellow Springs Instruments；Yel⁃lowSprings，OH）检测末梢循环乳酸情况。

1.4 胸外按压质量的评估利用复苏安妮模拟人电脑分析系统，采集胸外按压质量的指标包括按压频率、按压深度、按压中断、胸廓不完全放松次数和按压⁃放松周期。另外按压次数和正确按压次数也会被记录。

1.5 评估受试者客观疲劳程度测试结束后，立即由专人记录心率和收缩压、舒张压，同时采集左侧无名指指尖末梢血液以检测乳酸浓度。

1.6 评估受试者主观疲劳程度参考自认劳累分级表（rating of perceived exertion，RPE）评分标准［4］进行自我评分（表1）。每分钟结束前5 s 询问受试者，根据RPE 进行自我评分。

表1 主观劳累分级表Tab.1 Rating of perceived exertion（RPE）

1.7 统计学方法所有统计分析应用SPSS 23.0统计软件处理。计量资料以均值±标准差表示，采用t检验比较两组基础状态以及操作前后的数据差异，多个时间点的连续变量间采用重复方差分析。采用多因素logistic 回归分析分析受试学员个人因素对复苏质量的影响。采用皮尔森相关系数或斯皮尔曼等级相关系数分析复苏前后按压深度、按压频率、疲劳指数的相关性。P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况原有130名志愿者被邀请参与这次试验。其中有7 名志愿者没有通过考核，另外3 名志愿者因为试验中疲劳停止了试验，最后120 名志愿者完成了本次试验，其中45名是女性志愿者。

2.2 受试者基本情况120 名志愿者的年龄、身高、体质量、性别、BMI、基础心率、血压、基础乳酸值以及所有志愿者均没有接受过心肺复苏培训差异无统计学意义（表2）。

表2 两组受试学员基本情况Tab.2 Basic information of volunteers

2.3 按压质量分析结果显示，在6 min 的单纯按压中，随着时间延长所有志愿者的按压深度均明显下降，从2 min 时开始与1 min 时对比差异有统计学意义（P< 0.05），但是按压频率和错误按压部位数变化差异无统计学意义（表3、图1）。此外，对比1 min 时，正确胸外按压数明显下降，而不正确胸廓回弹数则明显上升，差异有统计学意义（P<0.05，表3）。

2.4 操作者疲劳和按压之间的关系结果显示，随着时间延长，主观疲劳程度在每一分钟都显著上升（表3）。斯皮尔曼等级相关系数分析认为主观疲劳程度随着按压时间延长和按压深度呈负相关（图2）。但是，主观疲劳程度代表的主观疲劳和心率、血乳酸代表的客观疲劳呈正相关（图3）。此外，皮尔森相关系数分析显示心率和血乳酸呈正相关（图4）。

表3 6 min 单纯胸外按压过程中按压质量和主观疲劳程度的变化Tab.3 Changes of compression quality and RPE in 6 min compression⁃only CPR ±s

表3 6 min 单纯胸外按压过程中按压质量和主观疲劳程度的变化Tab.3 Changes of compression quality and RPE in 6 min compression⁃only CPR ±s

注：与1 min 时比较，#P<0.05

错误按压位置不正确胸廓回弹正确胸外按压次数主观疲劳程度1 min 1.0±0.7 7.0±3.9 37.0±19.0 11.0±1.0 2 min 2.0±1.1 11.0±4.2#23.0±14#13.0±2.0#3 min 2.0±0.9 12.0±5.5#20.0±22.0#14.0±2.0#4 min 2.0±1.2 12.0±4.1#11.0±27.0#15.0±2.0#5 min 2.0±1.1 13.0±6.5#8.0±19.0#16.0±1.0#6 min 2.0±1.0 14.0±8.5#10.0±18.0#17.0±2.0#

图1 6 min 单纯胸外按压过程中按压频率和深度的变化Fig.1 Changes of compression rate and depth in 6 min compression⁃only CPR

图2 按压深度和主观疲劳程度相关性Fig.2 Correlation of compression depth and RPE

图3 心率、血乳酸和主观疲劳程度相关性Fig.3 Correlation of heart rate，LAC and RPE

3 讨论

本次研究表明在6 min 的单纯胸外按压中，胸外按压质量明显下降，而主观疲劳程度则明显上升。斯皮尔曼等级相关系数分析表明主观疲劳程度随着按压时间延长和按压深度呈负相关。皮尔森相关系数分析显示主观疲劳程度和心率、血乳酸变化呈正相关。

图4 血乳酸变化和心率变化的相关性Fig.4 Correlation of LAC and RPE

胸外按压质量是抢救心脏骤停成功的基础。许多研究均表明增加胸外按压深度和频率可以改善除颤和心肺复苏成功率以及短期的生存率［10-12］。近年AHA 和欧洲复苏议会心肺复苏指南均建议增加按压频率和深度的要求［5，13］。然而，所有人都清楚心肺复苏是个体力活，在许多的研究当中表明若随着胸外按压时间的延长，按压深度、频率和回弹成功率都会大幅度下降［14-16］。与大多研究相似，本次研究表明，在实施胸外按压1 min 后，操作者很容易能做到按压频率的要求但是很难做到按压深度的要求。

低质量心肺复苏普遍存在，有学者对医院内非临床医务人员进行考核发现胸外按压和人工呼吸满分率只到2.81%［4］，其中操作者疲劳被认为是导致长时间心肺复苏胸外按压质量降低的首要原因［17-18］。时至今日，对于操作者疲劳有很多评估指标，包括有主观指标如主观疲劳程度，以及客观指标如心率和血乳酸，但是极少数据可以表明主观指标、客观指标和胸外按压质量之间的关系。在本次模拟人的试验当中，本研究数据首次显示主观疲劳程度和胸外按压质量呈明显负相关。此外，在最近一些研究当中，主观疲劳程度已发展用于有心脏问题患者、高血压患者以及运动员，并且已经表明与心率、血乳酸相关，在本次研究中也明确了主观疲劳程度和心率、血乳酸呈正相关［19-22］，可作为心肺复苏操作者重要的反馈指标。

本次试验存在一定的局限性。首先本次试验在模拟场景中进行，模拟人无法真实地反映现实中心脏骤停患者的生理参数和胸廓形态等影响因素，所以在真实的CPR 中可能存在变差。其次，本次试验邀请的都是青少年，因各年龄层的操作者生理和身体素质都不同，所以不能代表所有的操作者。最后，本次试验没有加入通气或者按压中断等影响心肺复苏成功的因素，虽然这些指标是心肺复苏成功的重要影响因素，但本次试验主要探讨操作者疲劳相关指标复苏质量的关系，所有数据均在同样的无以上因素的条件下进行，从而减少这些因素对试验的影响。

高质量胸外按压是院内心脏骤停患者生存链上的其中一环，近些年，AHA 心肺复苏指南多次增加胸外按压的要求，从而改善心肺复苏的质量，提高心脏骤停患者抢救的成功率和生存率。然而，过高的要求导致操作者难以达到新的胸外按压的标准而导致很多低质量的心肺复苏。通过本次模拟人试验，笔者认为主观疲劳程度可作为胸外按压质量的预测指标。此外，由于在心肺复苏过程中难以监测操作者的心率和血乳酸，因此主观疲劳程度也可以作为操作者疲劳的反馈指标。