成人机械心肺复苏机最佳按压部位研究进展

张晓丽，郑洁，曹雪滨，何鑫，张楠，王冬颖，黄河玲

心脏骤停是全球面临的重大公共卫生问题之一[1]，我国每年约有55万人，平均每天约1500人发生心脏骤停[2]。心肺复苏（CPR）是抢救心脏骤停的主要措施之一，有效、快速、高质量的按压是CPR成功的关键[3]。2015年国际心肺复苏指南和2016年中国心肺复苏专家共识中均指出，有效的CPR包括：成人按压深度在5~6 cm，按压频率为100~120 次/min[4]，每次按压后胸廓完全回弹，减少和避免按压中断，放松与按压的比例大致相等[5]。徒手心肺复苏存在按压深度、按压速率合格与否的不确定性，且有胸廓未完全回弹、按压中断、操作者疲劳等问题[6]。国外研究发现[7]，24%~49%的CPR过程中医务人员未达到有效的胸外按压效果。现阶段应用机械心肺复苏机实施救治是很多医疗场所进行CRP的关键组成部分。对于成人机械心肺复苏机的最佳按压部位目前尚有争议，仍需进一步的研究和探讨。本文将从CPR的发展历程及机械心肺复苏机的不同按压部位等方面进行综述。

1 机械心肺复苏机的历史

胸部按压机是Bramson设计的电动气动机，由一个可产生60~75磅力的压缩气体驱动弹簧活塞实现胸骨[8]按压。随后，Rodriquez Tocker的一种与心电图监测仪同步的自动体外心脏按摩机、Butterworth-LSI心脏外压机、beckand以电池驱动的心脏外压机等被予以应用。1989年背心CPR研制成功，这是一件放置于胸部周围的背心，通过快速充气和放气实现按压功能。1992年，主动压缩减压（ACDCCPR）技术应用于CPR，通过马桶柱塞完成按压。2000年，美国心脏协会和欧洲复苏委员会在《心肺复苏和心血管急救指南》中发布了关于“标准手动CPR的替代技术”的建议，该技术中就包括使用机械设备进行CPR。

2 心肺复苏机的分类

选择机械心肺复苏机时应考虑患者所处环境、疾病特点及有无禁忌症等情况[9]。根据成人机械心肺复苏机按压部位的不同分为：点式按压机、全胸按压机、点式和胸腔结合按压机、腹部提压式按压机四类。

2.1 点式机械心肺复苏机点式机械心肺复苏机根据按压方式不同，分为活塞式机械复苏机和主动式胸部按压-减压复苏机[10]。

2.1.1 活塞式机械复苏机活塞式心肺复苏机模拟徒手按压的手法，采用点式按压，如Thumper是第1代的心肺复苏机，以美国密歇根公司的萨勃心肺复苏机为主要代表[11]。它是以胸泵机制为基础，通过给予机体大动脉和心室产生压力梯度，使血液流向肺循环和体循环[12]，具有同时进行间歇性正压通气和同步胸外按压的功能，可显示胸部按压下陷的数据，从而避免按压不足和按压过重[13]。携带通气管的机型，可同时辅助患者通气，但安装所引起的平均按压中断时间较长，按压位置易发生偏移，存在一定的骨折风险。胸外按压深度调节范围大，可应用于超体重型患者。部分机型具有精确设定潮气量及气道压力过大自动报警功能，可实现加压与通气自动同步。该设备具有气动模式，属于电绝缘，为监护和除颤同时使用提供可能，但同时存在重量和体积较大的情况。由于缺乏对患者气道压力和呼出潮气量的监测，可能存在按压和/或通气不充分，或因通气过大造成气压伤的情况。国内现使用的心肺复苏机大部分使用氧气作为动力源（如YH2005A型气动式心肺复苏机、S-410型担架式心肺复苏机、蓝仕威克TMHLRRR-310心肺复苏机等）。单纯活塞式机Thumper虽面世最早，但目前已较少应用临床[14]。

2.1.2 主动式胸部按压-减压复苏机主动式胸部按压-减压复苏机同样采取点式按压，2015年ZOLL Medical公司的主动按压-减压机（手动ACD泵）在美国获得FDA批准，同时以“ResQPUMP”命名。它是应用带两个把手的吸盘对患者进行按压和减压，还包括压力表和计时机，从而保持必要的按压深度和频率，ResQPOD抗阻临界机连接面罩或呼吸管后，可减小胸部压力从而使更多血液进入心脏。其与传统心肺复苏相比，使下次按压时增加胸腔内负压[14]，使更多血液回流至心脏，从整体改善血液循环。

Lund大学研发的LUCAS心肺复苏机对点式按压进行了改进，其与传统按压类似，是在Thumper基础上结合ACD泵原理进行改良完成的,实现了将心泵机制发展到肺泵和胸泵机制。吸盘式的按压头设计，可自动调节高度，在按压的同时向上拉升胸廓，不但有效降低按压过程中的滑动缺陷，还可促进胸廓回弹。有研究显示，在院前和动物实验中，Lucas能提高自主呼吸循环恢复率[15], 但国内外有研究显示，与徒手心肺复苏相比，其生存率和自主循环恢复率无明显优势[16]，后续仍需大型的高质量随机对照实验进一步验证。

2.2 全胸机械心肺复苏机全胸机械心肺复苏机主要采用负荷分布式的复苏机，是第2代的自动心肺复苏机。1979年背心式CPR被提出，但其按压频率仅为60 次/min；2000年因背心式心肺复苏机体积大，操作不便，在此基础上设计出HB-CPR复苏机，它虽然体积减小，但功能与原有的背心式CPR机相同，使用高压汽缸为动力源，在胸前加上水囊，使压力均匀传递至胸壁。负荷分布式复苏机是以美国ZOLL公司生产的AutoPulse为代表，采用半覆盖式全胸廓压力分布式按压，实现按压整个胸廓，以电池充电为动力源，用一条与背板内置电机相连的负荷分布条带缠绕在患者胸部周围，并根据预置的频率有节奏进行收紧，使压力均匀分布，有效减少肋骨骨折的发生率，并使胸腔内压力在胸廓回弹时明显降低，从而增加回心血量[17]。工程设计考虑了患者个体差异，其可自动计算不同患者的胸廓大小、形状和阻力，自动调节按压深度，并使按压受力均匀；其可简便固定在担架上，适用于患者转移和转运，稳定性高；背包设计，方便携带，背包展开则可作为软担架使用。有研究显示，虽然其可明显提高院外心搏骤停患者的CPR成功率，但2006年JAMA发表的一项临床研究结果表明，使用AutoPulse进行CPR的患者较徒手CPR效果更好，但在改善脑功能方面尚需进一步评估[18]。

2.3 点式和胸腔结合心肺复苏按压机点式和胸腔结合心肺复苏按压机主要为微型机械复苏机，是第3代的心肺复苏机，以Weil MCC为代表，由美国weil危重医学研究院推出。其根据2010版AHA心肺复苏指南设计，是一款集便携CPR、移动CPR、3D按压CPR于一体的按压机，采用全胸腔包裹的第三代3D按压方式[19]，集成了分布式和活塞式的优点，是胸腔挤压和点式按压的结合，在点式按压的基础上同时挤压胸腔，形成360°压力，使胸腔充分回弹，利用胸泵和心泵机制，高效改善血流动力学，对冠状动脉灌注压、脑灌注压具有明显改善作用[20]。与Lucas和Thumper相比，Weil MCC显著改善胸腔内的正压和负压[21],使用时无体位限制，重量轻（仅2.3 kg），体积小，便携轻巧，在担架上倾斜使用时按压效果不受影响，为转运提供便利，广泛用于自然灾害救援、院前急救、社区和院内转运等领域，减少了复苏过程中引起的损伤[22]，但在无气源时部分机型使用受限。

2.4 腹部提压式心肺复苏机腹部提压式心肺复苏机是我国自主研发的创新性心肺复苏机，其突破了传统复苏理念[23]，依据心泵、腹泵、肺泵和胸泵的机制，借助放置在腹部的提压心肺复苏机实现对患者腹部进行按压与提拉，通过膈肌的位移改变胸腹压力，由提压手柄、压力机、提压板三部分组成。实施救助时将底板吸盘吸附于患者中上腹部，双手紧握提压手柄，提压板平放并与患者腹部皮肤紧密结合，提压板上方的三角形顶角放在剑突和肋缘下方，有规律地对腹部以100~120 次/min的频率实施向下按压和向上提拉操作，按压时腹部下移3~5 cm，使膈肌位移，达到在膈肌上下位移时改变腹腔压力的目的[24]，其主要适应于无法进行胸腔按压的患者，如胸部重度烧伤、开放性胸外伤、张力性气胸、大面积胸壁不稳定、大量胸腔积液及严重胸膜病变伴心脏骤停 、严重肺大泡、严重心包积液、主动脉夹层等。在自然灾害、创伤等特殊抢救中有着相对的优势[25]。但存在膈肌破裂、腹部创伤、腹腔脏器大出血、腹腔巨大肿物等情况时禁用。

3 应用

有研究表明[26]，采用机械心肺复苏机进行心脏按压相比徒手按压的复苏至心跳恢复时间明显缩短，具有更高的心脏复苏和脑复苏成功率，增加超长心肺复苏的有效率及出院率，值得临床推广应用[27]。每种心肺复苏机虽然按压部位不同，适应症及禁忌症也有所区别，但截止目前为止，在无禁忌症的情况下，尚无研究能明确具体哪种按压部位的心肺复苏机优于其它机型，后续仍需更多大规模、多中心的随机对照研究，通过对不同按压部位的多种机械心肺复苏按压机的效果进行比较，构建精准的评价系统，对提高心脏骤停患者的生存率进行更多高水平、高质量的机械心肺复苏的价值研究，以便提高预后。

4 小结与展望

机械心肺复苏机可有效减轻急救人员的救治强度，使急救人员全力完成心肺复苏以外的其他急救操作，有效防止人为误操作或误判断，提高心肺复苏的精准性。随着急救医学研究的不断深入，心肺复苏的新理念与新技术不断涌现，心脏骤停自动识别、自动优化决策，可对电除颤、呼吸通气和按压的操作顺序等提供专业化建议[20]；按压与通气协调控制，可自动协调胸外按压和机械通气操作，保证两者顺利同步进行；自动除颤优化控制，把握最优除颤时机，及时高效除颤，提高电击除颤成功率；实现多种数据集合一体机功能（如实时监测患者室颤心电信号、呼吸末CO2、平均动脉舒张压和胸骨、肋骨弹性形变等信号），从而反馈至按压机，达到闭环自动调整按压参数等。虽然相关仪器设备仍在不断地更新迭代中，但机械心肺复苏机的普及率在我国较低，尤其是公共场所，还不具备自动化简单易操作的心肺复苏机。未来随着计算机辅助决策技术、自动控制技术、信号处理技术及可穿戴机等研究的深入，各环节效能必将得到最大化发挥，从而提高患者的救治成功率。