成人心肺复苏期间和之后的通气和氧合：范式转变

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介绍

CPR期间的通气与氧合

在心肺复苏过程中，正确的通气和供氧既要提供最佳的气体交换，又要将伤害降至最低。过度通气，无论是高频率呼吸、大潮气量 (VT) 还是两者兼而有之，都会导致肺部动态过度充气。动态过度充气可导致胸腔内压升高，通过减少静脉回流最终降低冠状动脉和大脑灌注，从而对血液动力学产生不利影响。同时，动态过度充气会增加肺血管阻力，限制肺循环的血流量，恶化气体交换。此外，过度通气会降低血液中的二氧化碳含量，导致脑血管收缩，减少流向大脑的血流量。在袋罩通气（BMV）过程中，过度的 VT 可能会导致胃膨胀和腹胀。胃胀气和腹部膨胀也会增加胸内压，但这是否会影响 ROSC 尚不清楚。总体看来，过度通气可能会损害或延迟 ROSC，并降低神经功能完好的存活几率。通气不足也可能有害，因为它会导致低氧血症、高碳酸血症和酸血症。

氧气是所有生物维持生命所必需的，但它在复苏中的作用却有细微差别。氧气是线粒体有氧呼吸所必需的，可促进三磷酸腺苷的生成，并产生活性氧。三磷酸腺苷提供人体运作所需的能量，而活性氧则在免疫反应中发挥作用。然而，高浓度的活性氧会产生毒性，直接导致肺损伤、冠状动脉血管收缩、再灌注损伤和气体交换不良。尽管存在这些风险，但在心肺复苏过程中纠正低氧至关重要，因为高 PaO2 似乎能提高 ROSC 的可能性，并使患者存活下来，同时保持有意义的神经功能。此外，低血氧还会导致肺血管收缩，限制进入肺循环和左心的血流量，从而降低胸外按压的效果。相反，ROSC 后应避免高氧，因为高氧会增加院内死亡率。

现行循证指南和建议

心肺复苏过程中的气道管理

心肺复苏过程中气道管理的最新更新包括有不同强度和确定性证据支持的建议（见表 1）。目前的心肺复苏指南将胸外按压置于气道管理和通气之上，以改善复苏效果。对于成人的基本气道管理，建议使用头后仰-下巴抬起技术打开气道，除非怀疑颈椎受伤，在这种情况下，最好使用下颌推力而不伸展头部。如果下颌推力不足以实现充分通气，考虑到脊柱损伤的风险，可谨慎使用头后仰-颏后抬技术。

进一步的建议包括考虑对 CA 中的成人进行 BMV 或高级气道干预。对于院外 CA（OHCA），建议经验较少或气管插管成功率较低的医护人员使用声门上气道 (SGA) 而非气管插管。相反，对于那些在人工气道置入方面具有丰富经验和能力的医护人员，建议使用 SGA 或气管插管，包括在 IHCA 情况下。强烈建议使用呼末二氧化碳来验证气管插管的正确放置和持续监测。美国心脏协会 (AHA) 强调，在实施持续质量改进措施的同时，还需要对实施插管的医护人员进行定期再培训。这些措施旨在减少与 SGA 置入和插管等高级气道管理技术相关的并发症，并提高成功率。

2019 年国际复苏联络委员会 (ILCOR) 高级生命支持 (ALS) 科学与治疗建议共识 (CoSTR) 特别工作组确定了心肺复苏期间气道管理方面的显著差距。尚不明确的关键领域包括 IHCA 成人患者的最佳气道管理技术，以及心肺复苏期间各种气道管理策略对氧合、通气和无通气时间的影响。此外，特别工作组还强调需要进一步研究除 BMV 外，使用 SGA 或气管插管对心肺复苏结果的影响。他们还指出，需要进一步调查实现和保持气道管理技术专业知识所需的临床培训和经验。

心肺复苏期间的通气

心肺复苏过程中的通气是一个动态过程，需要仔细注意技巧、通气速率和通气量才能有效。最近更新的心肺复苏期间通气指南包含不同强度的建议，从非常低到中等确定性不等。不同的提供者（非专业人员或训练有素的医护人员）、不同的环境（OHCA 或 IHCA）以及不同的心脏事件是有人目睹还是无人目睹，所提出的建议也不尽相同。例如，心肺复苏指南建议非专业人员提供胸外按压和人工呼吸，但前提是必须经过培训并愿意这样做。如果非专业人员没有经过培训或不愿意，则指南支持对所有 CA 患者只进行按压式心肺复苏。建议医护人员在 CA 期间进行通气：(1) VT 在 500-600 mL 之间，或确保胸廓明显隆起；(2) 1 秒吸气时间；(3) 插入高级气道装置时，通气频率为 10 次/分。尽管有这些建议和其他建议，但在这些策略对 ROSC 和其他有利结果的直接影响方面，临床研究仍存在很大差距。例如，心肺复苏过程中的最佳 VT 和通气率仍是未知数。

心肺复苏期间的吸氧

AHA 和 ILCOR CoSTR 建议在心肺复苏期间尽可能使用最高浓度的氧气。这种方法旨在最大限度地输送氧气，降低与全身低氧血症相关的风险。然而，具体的动脉和组织氧目标以及监测和控制氧目标的方法的可靠性仍不清楚。这些领域是公认的重大知识空白，至少部分原因是调查心肺复苏期间各种氧浓度的临床试验有限。

AHA 和 ILCOR 指南涉及其他氧合技术，如被动氧气灌注（被动通气）和体外心肺复苏。目前，无论是在院外还是院内环境中，都不建议对接受心肺复苏的成人常规使用被动氧。唯一的例外是使用捆绑治疗的急救医疗服务系统，其中包括最小间断心脏复苏策略或持续胸外按压。目前的指南建议，当传统心肺复苏术失败，且经验丰富、技术娴熟的医护人员可以快速实施体外心肺复苏术时，可将其视为一种抢救干预措施。

充分通气的难题：速率和潮气量

心肺复苏期间通气（通气速率和 VT）问题的核心是如何在提供有效通气与避免通气不足和过度通气之间取得平衡。 多项临床研究（主要是动物实验研究）评估了心肺复苏期间不同通气频率的效果及其对预后的影响。 通气速率过低可能导致通气不良，造成血氧不足和通气不足。 如果心肺复苏过程中不提供正压通气（如仅进行胸外按压心肺复苏）或通气率过低，也可能会导致气道阻塞、低氧血症、心肺复苏血流动力学受损以及脑氧合和灌注减少。

相反，一些临床观察研究表明，在各种情况下进行心肺复苏时，高通气率导致过度通气的现象很常见。2004 年，Aufderheide 等人进行了一项临床观察研究和一项动物实验研究，以量化人类在院外心肺复苏过程中的过度通气及其对冠状动脉灌注压和猪存活率的影响。临床研究观察到，13 名成年受试者在心肺复苏期间的平均通气率为 30 ± 3.2 次/分钟，其中无一存活。动物研究包括两个方案，共涉及 30 头猪，研究发现 30 次/分钟的较高通气率与胸内压升高（P < .001）、冠状动脉灌注压降低（P = .03）和存活率降低（P = .006）显著相关。其他动物实验研究也报告了与较高通气率相关的类似血流动力学结果。一项研究报告称，通气率的降低与较高的 ROSC 率之间存在明显关联。相反，2 项动物实验研究表明，降低通气率与提高 ROSC 率并无关联，降低通气率也不能改善心肺复苏过程中的血流动力学效应。在 2 项针对人类受试者的观察性研究中，研究人员发现在心肺复苏过程中达到 ROSC 的受试者与未达到 ROSC 的受试者之间的通气率没有明显差异。2023 年，一项针对 CA 受试者的随机对照试验（RCT）结果表明，在院外心肺复苏过程中，通气速率为 20 次/分钟与 10 次/分钟相比，分钟通气量明显增加；但是，在二氧化碳排出量、酸血症、氧饱和度或 ROSC 成功率方面没有明显差异。

通气率并不是临床医生需要考虑的通气的唯一因素。O'Neill 和 Deakin 开展了最早的人体临床研究之一，报告了成人心肺复苏期间的通气变量，其中包括 VT。他们报告的通气量中位数为 618.5 毫升，通气量范围为 374-923 毫升。他们还报告了吸气压力峰值的中位数为 60.6 cm H2O，范围在 46-106 cm H2O 之间。作者总结说，过度通气很常见，但更多的是由于高通气率而不是高 VT 造成的。

如前所述，目前心肺复苏期间的推荐通气量为 500-600 毫升。心肺复苏指南中提出此建议的理由是，在此范围内的通气量通常可使 CA 中的呼吸暂停患者产生明显的胸廓隆起并维持气体交换。这些通气量还有助于避免气道压力过高和胃过度潴留。值得注意的是，目前的建议得到了 20 多年前进行的 RCT 研究的支持，此后没有任何证据能够令人信服地反驳这些 VT 目标。呼吸气体交换生理模型也支持当前的 VT 建议，该模型显示，当通气率保持在 12 次/分时，通过 BMV 的 600 毫升 VT 足以维持适当的气体交换。但值得注意的是，Ruemmler 等人通过一项动物实验研究证明，复苏期间超低 VT（2-4ml/kg）可促进肺部保护，并因炎症减少而对神经系统产生积极影响。目前，在不同的患者群体中，有助于获得 ROSC、有意义的神经功能恢复和存活等良好结果的最佳通气率和 VT 仍然未知。要填补这一关键空白，有必要开展进一步研究，尤其是通过大规模人体临床试验。

氧气：给多少？

心肺复苏的一个重要考虑因素是，是否有必要使用 100% 氧气通气，而不是较低浓度的氧。 在 CA 期间，人体处于低血流量状态，向组织输送的氧气大大减少，细胞内的氧气储备也随之耗尽。 心肺复苏过程中需要高浓度氧气（如 100%氧气）来恢复细胞内氧气水平，避免缺氧及其对预后的不利影响。 在低血流状态下，氧气输送量不太可能超过需求量，PaO2 升高也不太可能导致高氧，而高氧是再灌注期间观察到的氧化损伤增加的理论基础。 然而，在血流恢复并向组织充分供氧后，高浓度氧可能会导致高氧症，而高氧症被认为是有害的。 例如，Kilgannon 等人进行的一项回顾性观察研究显示，再灌注后高氧与较高的院内死亡率密切相关。

两项评估 OHCA 期间 PaO2 的观察性研究表明，心肺复苏期间的高 PaO2（由于心肺复苏期间输送高浓度氧气）与入院存活率的提高有关。有趣的是，心肺复苏期间测得的高 PaO2 值似乎并不影响 ROSC 后高氧症的有害影响（见表 2 和表 3），这表明在心肺复苏期间提供尽可能高的氧气浓度是安全有效的。然而，对于究竟需要多高的氧气浓度仍存在疑问。例如，在一项动物实验中，将心肺复苏时提供 50%的氧气与 100%的氧气进行了比较。作者报告称，两者在临床结果（如 ROSC 和 ROSC 时间）上没有显著差异；但是，提供 50%的氧气并不能缓解线粒体呼吸紊乱。目前，心肺复苏指南建议临床医生在心肺复苏过程中，在有补充氧气的情况下尽可能使用最高浓度的氧气。 在心肺复苏的低流量状态下，高氧的有害影响似乎并不严重。指南建议，在心肺复苏术后早期，在测量氧合血红蛋白饱和度之前，提供可用的最高氧气百分比是合理的。需要进一步开展前瞻性临床研究，以确定心肺复苏期间是否存在最佳氧合水平，如果存在，临床医生如何实时监测氧合情况，以便做出必要调整，改善预后。

监测质量和效果

呼末二氧化碳

心肺复苏过程中的 呼末二氧化碳 可为胸外按压、通气和气管插管的质量提供重要反馈。指南建议，呼末二氧化碳 (PETCO2) 水平过低或下降可能表明需要重新评估心肺复苏的质量。他们建议，PETCO2 值超过 10 mm Hg 或插管后或心肺复苏 20 分钟后突然持续升高可预测 ROSC。他们还建议，心肺复苏期间 PETCO2 值为 10-20 mm Hg 可能预示着出院后存活的几率增加（见表 1）。但是，指南并不建议仅使用 PETCO2 值来决定是否继续或终止复苏或预测死亡率。有研究报告称，PETCO2 检测 ROSC 的灵敏度和特异性各不相同，事实上，与检测 ROSC 相关的 PETCO2 值仍不明确。例如，一项针对 108 名 OHCA 受试者的回顾性病例对照研究报告称，PETCO2 的突然升高（≥ 10 mm Hg）对检测 ROSC 的灵敏度为 80%，特异度为 41%。而 Lui 等人 对 178 名 OHCA 受试者进行的横断面研究报告称，PETCO2 值上升（≥ 10 mm Hg）对检测 ROSC 有 33% 的灵敏度和 97% 的特异性。

在心肺复苏期间利用波形二氧化碳图监测通气率和质量时，临床医生必须考虑可能影响其适用性的其他混杂因素。 胸外按压引起的伪影和某些药物（如碳酸氢钠或肾上腺素）的影响，以及胸外按压质量和通气模式变化，都可能影响二氧化碳图和 PETCO2 值。 PETCO2 被认为是低流量状态下心输出量的指标。 在 CA 期间，身体处于低流量状态，限制肺循环并损害气体交换，导致 CO2 清除受限和 PETCO2 降低。 如果在 CPR 期间进行高质量的胸外按压，血流和气体交换会得到改善，PETCO2 会升高。 在一项评估了 583 名 OHCA 和 IHCA 受试者的多中心队列研究中，发现 PETCO2 值较高与胸外按压深度增加之间存在显著关联，而通气率较高与 PETCO2 值较低之间存在显著相关性。 Leturiondo 等人 表明，胸外按压伪影的存在使波形二氧化碳图的灵敏度和阳性预测值降低至远低于 80%，此外，通气率测量报告的误差为 50%。 鉴于 PETCO2 监测的重要性，人们正努力开发能够提供更准确、实时通气反馈的创新技术和算法。 两项结合二氧化碳图的自动算法的实验研究提高了波形二氧化碳图的整体灵敏度和阳性预测值检测胸外按压期间通气率的值。 希望这些算法或其他算法可以提供有价值的信息，以提高二氧化碳图的功能。

关于在心肺复苏期间使用二氧化碳分析仪，包括混杂因素、临床适用性和预后价值，存在知识空白。 具体而言，CA 病因、胸外按压和通气率对 CPR 期间二氧化碳分析仪值的影响尚未完全了解。 尚未确定预测 CA 后短期或长期结果的临界值。 尽管存在实际限制和多种混杂因素限制了二氧化碳分析仪的适用性，但它在 CPR 期间仍很常用。临床医生需要意识到该技术的当前局限性；因此，临床教育计划应侧重于二氧化碳分析仪的功能和局限性，以努力优化其在 CPR 期间的使用。需要进行更多研究并更清楚地了解其用途，以优化这项技术。

实时通气反馈系统/设备

在实践中，CPR 期间的通气没有反馈，临床医生通常依靠对胸部起伏的视觉观察来判断通气是否充分。在 2019 年对加拿大急诊医生的调查中，只有 12% 的人使用了 CPR 反馈设备，而 41.2% 的人仅依靠视觉观察来评估 CPR 质量。研究继续表明，CPR 期间输送的 VT 等变量通常不在建议范围内。 在一项横断面研究中，评估了模拟复苏期间 VT 和通气速率的输送情况，Scott 等人发现临床医生在手动通气期间输送的 VT 存在显著差异。不到一半的参与者输送的 VT 在模拟受试者的预测体重 (PBW) 的推荐范围内，即 5-8 mL/kg。但是，参与者可以达到 10 次/分钟的目标通气率。 为了提高 CPR 质量，指南建议使用反馈设备是合理的。

市售通气反馈设备可在 CPR 期间提供实时指导、监测和纠正通气率和通气量反馈。通气反馈设备技术范围从基本的视听通气率计时器到配备传感器的实时反馈设备，可在 CPR 期间测量 VT 和通气率。现代设备体积小、便携、易于使用，并连接在复苏袋和通气接口之间。 基于模拟的研究表明，实时通气反馈设备可改善 CPR 期间的通气（例如，减少通气不足和通气过度）并提高对 CPR 指南的遵守。正在不断努力提高这些设备的准确性、可用性和集成度。已经描述了诸如用于远程监控和数据分析的无线连接、用于改进决策支持的机器学习算法以及根据生理反馈调整通气的自动 CPR 设备等创新。 然而，尽管前景光明，但仍然缺乏评估使用这些设备对患者结果影响的人体临床研究。

机械通气作为心肺复苏期间手动通气的替代方案

有人提议在心肺复苏期间使用机械通气作为手动通气的替代方案。 在 2018 年的一项国际调查中，46%（223/490 名受访者）报告在对插管患者进行心肺复苏期间使用呼吸机。 72% 的受访临床医生报告在使用机械通气机时使用容量控制模式。 Sahu 及其同事提出了一种“六表盘”策略，用于在心肺复苏期间对已插管患者使用机械通气。 他们的策略包括使用容量控制通气，即 (1) PEEP 为 0 cm H2O，(2) VT 为 8 mL/kg，FIO2 为 1.0，(3) 通气频率为 10 次/分钟，(4) 最大吸气峰值压力报警为 60 cm H2O，(5) 关闭触发灵敏度，以及 (6) 吸气与呼气时间比 (I-E) 为 1:5。 该提议策略基于一家医院急诊科的临床应用经验以及与既定 CPR 指南类似的环境。 但值得注意的是，这种方法尚未在大型临床试验中得到评估以确定其安全性和有效性。 2023 年，一项 RCT (CPR-VENT) 比较了急诊科受试者在 CPR 期间使用机械通气和 BMV 通气的疗效。 接受 CPR 的 60 名 CA 成年受试者被随机分成 2 组，每组 30 人。 对照组在 CPR 期间接受 BMV，而干预组(机械通气) 组在插管后立即通过 Hamilton-C1 呼吸机 (版本 SW 2.2.x，Hamilton Medical，瑞士博纳杜兹) 进行通气。 呼吸机设置为容量控制，VT 为 6-7 mL/kg，通气频率为 10 次/分钟，PEEP 0 cm H2O，吸气时间为 1 s，I:E 比率为 1:5，FIO2 为 1.0。 对于理想体重未知的受试者，VT 设置为男性 500 ml，女性 400ml。 本 RCT 中的通气参数与 Sahu 等人提出的通气策略相似，并采用 CPR 指南推荐的通气值。 结果显示，对照组（36.5 mmHg，四分位距 [IQR] 14–70 mmHg ）和干预组（29 mmHg ，IQR 15–70 mmHg ，P = 0.88）之间的 PaO2 值没有显著差异。 对照组和干预组之间的复苏结果和并发症没有显著差异，ROSC（分别为 13, 43% vs 15, 50%，P = 0.80）、入院生存率（分别为 10, 33% vs 11, 37%，P > 0.99）、出院生存率（分别为 3, 10% vs 5, 17%，P = .71)、神经系统预后良好的存活率（分别为 0 和 2.7%，P = .49），而且尽管并非所有受试者都接受了胸部 X 线检查，但并未观察到气胸。 尽管未观察到结果差异，但这项 RCT 确实证明了在插管的 CA 患者 CPR 期间进行机械通气的可行性和安全性。

目前，还不清楚在心肺复苏过程中使用机械呼吸机是否比手动通气更具优势。 虽然机械通气看起来安全，但心肺复苏期间的最佳机械通气策略尚不清楚，需要进一步研究。

心脏骤停后的通气和供氧