心脏骤停（cardiac arrest, CA）是全球的重大公共卫生问题，每年影响数百万人的生命^[1]。高质量心肺复苏（cardiopulmonary resuscitation, CPR）通过心脏的机械挤压形成暂时的人工循环，以促使心脏恢复自主搏动，是目前成功救治CA患者公认的关键措施^[2]。但有相当部分患者的预后仍不理想，其中之一的原因与传统CPR所获得的心脑灌注水平偏低相关^[3-4]。研究显示，复苏性主动脉球囊阻断（resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta, REBOA）在CPR过程中具有改善心脑血流灌注的作用，可能成为提高CPR效能的有效手段^[5-7]。但当前国内所用产品主要为进口，笔者团队合作研发了一款REBOA导管，拟在猪CPR模型中评价其效果和安全性，为进一步的临床转化应用提供依据。

实验动物统一购买于上海甲干生物科技有限公司，生产合格证号为SCXK（沪）2020-0006。共选用国产健康白猪19头，体重（37.9±1.7）kg。通过随机数字表法分为国产REBOA组（DR组，n=6）、进口REBOA组（IR组，n=6）与传统CPR组（CPR组，n=7），其中CPR组动物仅放置国产REBOA导管、不实施球囊阻断。两组REBOA动物在CPR开始时应用相应的导管实施主动脉1区的球囊阻断治疗，持续整个CPR过程。

本研究通过浙江大学医学院附属第二医院动物伦理委员会审查批准（批准号：2023-021）。

实验使用仪器设备：进口REBOA导管（美国Cordis公司），国产REBOA导管（脉柯斯医疗科技绍兴有限公司），BeneVision N15型多功能监护仪和SV350呼吸机（深圳迈瑞公司），长直喉镜（美国Welch Allyn公司），MCC-E型电动胸外按压仪（苏州尚领公司），i15 VET型兽用血气分析仪（深圳理邦精密仪器公司），T402型颈血流量监测仪（美国Transonic公司）, 大动物致颤仪（美国Weil危重医学研究所），Emma呼气末二氧化碳监测仪（瑞典Masimo公司），PV8215热稀释导管包及连续心排血量监测仪（德国Pulsion Medical公司），压力监测导管（美国Edwards公司），Centrifuge 5702R离心机（德国eppendorf公司）。

实验使用主要制剂：替来他明/唑拉西泮（法国维克公司），赛拉嗪（吉林华牧动物保健品公司），丙泊酚（西安力邦制药公司），心肌肌钙蛋白（cardiac troponin Ⅰ, cTnI）、神经元特异性烯醇化酶（neuron specific enolase, NSE）、肌酐（creatinine, Cr）、肠型脂肪酸结合蛋白（intestinal fatty acid binding protein, IFABP）检测试剂盒（上海美轩生物公司）。

所有动物实验前禁食12 h并自由饮水; 使用替来他明/唑拉西泮5 mg/kg联合赛拉嗪1 mg/kg肌注进行基础麻醉，于耳缘静脉推注丙泊酚2 mg/kg全身麻醉，以长直喉镜迅速建立人工气道，连接呼吸机行机械通气支持（容控模式，潮气量10 mL/kg、氧气浓度21 %），调整通气频率以保持呼吸末二氧化碳（end-tidal CO₂, ETCO₂）在35~40 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）区间; 经耳缘静脉持续输入芬太尼[2 μg/(h·kg)]、丙泊酚[4 mg/(h·kg)]进行镇静镇痛。手术暴露双股动脉，留置双侧动脉鞘管，一侧连接脉搏指示连续心排血量（pulse indicator continous cadiac output, PICCO）导管，用于监测每搏输出量（stroke volume, SV）、全心射血分数（global ejection fraction, GEF）及有创血压，另一侧根据分组置入主动脉球囊导管进行主动脉1区（横膈水平）阻断。手术暴露右股静脉，置入压力监测导管至右心房。手术暴露右颈外静脉，置入双腔深静脉导管，用于采集静脉血标本、连接PICCO静脉端及输注氯化钠注射液、镇静镇痛药物，并在CA起始时更换为室颤诱颤电极至右心室，用于诱导室颤。

动物准备完成后停止镇静镇痛治疗，观察30 min，待动物状态稳定，采集心率（heart rate, HR）、平均动脉压（mean arterial pressure, MAP）、颈动脉血流（carotid blood flow, CBF）、ETCO₂、动脉血气及血乳酸等基线数据。经右心室电极释放1 mA交流电诱导室颤，如心电监护呈室颤波形、伴有动脉血压显著下降与动脉搏动波形消失说明诱导成功。断开呼吸机连接并无干预观察6 min。启动CPR同时IR组经注射泵手动充液进行球囊阻断，DR组通过导管配备的智能化充液管理模块，按相应按键执行自动化阻断（见图 1）。阻断时程均持续至CPR成功或失败时终止。CPR参照指南标准执行：即采用电动CPR机实施CPR，按压频率120次/min、按压深度5 cm; 呼吸机设置容控模式、潮气量10 mL/kg、呼吸频率10次/min、氧浓度100 %。CPR 8 min时，以150 J交流电除颤1次。若未恢复自主循环（return of spontaneous circulation, ROSC），立即重启CPR 2 min并除颤1次，重复此步骤≤5次，直至ROSC或宣告失败。复苏成功的动物继续机械通气，参数恢复至造模前，持续麻醉监护4 h，送回饲养房观察至复苏后24 h。

图 1 国产主动脉球囊阻断导管智能充液模块及DR组、IR组实验现场 Fig 1 Prototype of intelligent inflatable module of domestic REBOA catheter and experimental site of DR group and IR group

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CPR期间，采集每分钟的冠脉灌注压（coronary perfusion pressure, CPP）、ETCO₂、CBF指标的数值，并记录各组动物的复苏结局包括复苏成功率、复苏持续时长、电除颤次数等; 于复苏后1 h、2 h、4 h时，记录实验动物的HR、MAP、ETCO₂、CBF等血流动力学指标，同时应用PICCO评估SV、GEF。于复苏后1 h、2 h、4 h、24 h时，采集静脉血标本，离心获取上清液，-80 ℃深低温冰箱保存，并择期应用酶联免疫吸附法检测各重要脏器损伤标志物的水平，包括cTnI、NSE、Cr、IFABP。于复苏后24 h时，计算每头动物神经功能缺损评分（neurological deficit score, NDS）^[8-9]; 以10%氯化钾10 mL静脉注射对动物进行安乐死，迅速获取两组REBOA动物球囊处主动脉组织标本，进行HE染色，比较两组主动脉损伤情况。

采用SPSS 25.0进行统计学分析。计量数据首先进行S-W正态性检验，符合正态分布以均数±标准差（x±s）表示，采用单因素方差分析; 非正态分布的计量资料以中位数（四分位数）[M(Q₁, Q₃)]表示，采用K个独立样本非参数秩和检验。组间进一步两两比较，采用Bonferroni事后检验。计数资料的比较采用Fisher精确检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

各组动物的基线数据，包括体重、HR、MAP、ETCO₂、CBF、乳酸等生理指标，组间比较差异均无统计学意义（均P > 0.05）。见表 1。

在CPR期间，DR组与IR组动物在各时间点的CPP、CBF、ETCO₂值较CPR组均升高（均P < 0.05），IR组对血流动力学的改善略优于DR组、但组间比较差异无统计学意义（均P > 0.05，图 2）。CPR组动物复苏成功6头（6/7），DR和IR组全部复苏成功（均为6/6）。与CPR组相比，两组REBOA动物有ROSC率增加、复苏时长缩短及除颤次数减少趋势（均P > 0.05）。

注：DR组为国产REBOA组，IR组为进口REBOA组，CPR组为心肺复苏组; CA为心脏骤停，VF为室颤，ABO为主动脉球囊阻断，CPP为冠脉灌注压，CBF为颈动脉血流量，ETCO2为呼末二氧化碳分压; DR组与CPR组相比aP < 0.05，bP < 0.01;IR组与CPR组相比cP < 0.01;ns为DR、IR组间比较差异无统计学意义 图 2 各组动物复苏期间血流动力学变化情况（x±s） Fig 2 Hemodynamic changes of animals in each group during resuscitation(x±s)

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复苏后，所有动物的SV与GEF值均明显下降，但随时间延续有回归基线水平趋势。三组动物复苏后各时间点的SV、GEF比较，差异均无统计学意义（均P > 0.05）。在复苏后24 h对三组动物进行神经功能缺损评分，CPR组动物NDS值较两组REBOA动物增高（P < 0.05）。REBOA两组比较，差异无统计学意义（P > 0.05）。见图 3。

注：DR组为国产REBOA组，IR组为进口REBOA组，CPR组为心肺复苏组; SV为每搏量，GEF为全心射血分数，NDS为神经功能缺损评分，BL为基线值; aP < 0.05，bP < 0.01;ns为差异无统计学意义 图 3 各组动物复苏后心功能、神经功能的比较 Fig 3 Changes of cardiac function and neurological function after resuscitation in each group

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复苏后三组动物的cTnI、NSE均明显升高，两组REBOA动物在复苏后各时间段均低于CPR组（P < 0.05）。

三组动物复苏后血清Cr均升高，但随时间延续则保持相对平稳的趋势; 两组REBOA动物的血清Cr浓度始终低于CPR组，差异有统计学意义（P < 0.05）。

CPR组动物IFABP浓度在复苏后各时间点均高于REBOA两组，复苏后1 h较DR组仅有升高趋势（P > 0.05），随时间推移则差异出现统计学意义（P < 0.05）。REBOA两组动物IFABP浓度在复苏后4 h时到达顶峰，较CPR组更快趋向稳定，CPR组的IFABP水平则进行性升高。

REBOA两组之间比较，复苏后各时间段cTnI、NSE、Cr、IFABP水平差异无统计学意义（均P > 0.05）。见图 4。

注：DR组为国产REBOA组，IR组为进口REBOA组，CPR组为心肺复苏组; cTnI为肌钙蛋白，NSE为神经元特异性烯醇化酶，Cr为肌酐，IFABP为肠型脂肪酸结合蛋白，BL为基线值; DR组与CPR组相比，aP < 0.05，bP < 0.01;IR组与CPR组相比，cP < 0.05，dP < 0.01;ns为差异无统计学意义 图 4 各组动物重要脏器损伤标志物的变化 Fig 4 Changes of important organ injury markers in each group

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复苏后24 h时，两组REBOA动物球囊阻断处的主动脉组织病理分析提示，主动脉内膜无脱落、弹力胶原纤维未见明显局部断裂缺损情况，且未见明显炎症细胞浸润表现（图 5）。

注：两组REBOA动物主动脉组织的HE染色，图中所示淡红色弯曲条带状组织为弹力胶原纤维，空白侧为主动脉内膜组织; 两组动物主动脉弹力胶原纤维走形自然，连续性完好，主动脉内膜未见断裂脱落，未见明显炎症细胞浸润 图 5 两组REBOA动物的主动脉组织病理图像 Fig 5 Pathological images of aorta in DR and IR groups

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CPR是重新启动CA患者血液循环的有效方法，其核心在于提高冠脉灌注，以确保心肌的氧供并促使自主循环恢复。有研究表明，CPP > 15 mmHg及基于CPP随时间延续所产生的冠脉灌注总压力，是提高ROSC和出院存活率的重要预测指标^[10]。但传统复苏较难获得CPP的达标与稳定^[11]。当前临床上提高CPP的手段主要依赖肾上腺素注射，但存在脑血管收缩、脑灌注受限风险^[12]。Stokland等^[5]建立犬开胸CPR动物模型，发现胸主动脉阻断引起CPR产生的有限心输出量被调配至主动脉上干供应的区域，使CPP、脑灌注量明显改善。因此，REBOA技术可能成为提高复苏效果的利器。但国内的REBOA导管主要依靠进口，一定程度上制约了该技术在我国的推广。开发适用CA患者抢救、安全有效、易实施的REBOA装置，显得非常必要。

传统REBOA导管充液存在难以精确定量的痛点，主动脉Ⅰ区至Ⅲ区直径不同，同一位置个体间差异难以掌控，通常根据经验输入球囊3~8 mL液体。球囊膨胀的液体量一旦超量，可能会导致球囊或血管破裂的严重并发症。笔者团队将智能控制芯片、传感识别模块、蠕动泵整合形成小型智能化自动充液主机，可以通过感应患者血压数据判断封堵是否有效。当球囊完成正确封堵，患者血管内压应逐渐升高，球囊内壁触碰血管壁导致球囊内压升高，由此判断球囊在体内充盈状态，防止充盈过度或者充盈不足。

根据阻断部位的不同，REBOA技术将主动脉分成三个区域：Ⅰ区，左锁骨下动脉开口至腹腔干动脉水平; Ⅱ区，腹腔干动脉至最低肾动脉水平; Ⅲ区，最低肾动脉水平以下至髂动脉分叉水平^[13]。本研究选择能够耐受心前区强有力胸外按压，和人类解剖学、血流动力学、脏器损伤反应存在相似特征的国产健康白猪作为实验对象^[14-16]，实施主动脉Ⅰ区远端（横膈水平）阻断，可保证心脑灌注的同时又避免了阻断更近端部位导致过高的后负荷对心脏造成较大影响^[17]。另外，动物实验已证明肾上腺素使脑血管阻力急剧增加，颈动脉血流下降52%，并可能对复苏后代谢产生影响^[18]。为避免肾上腺素产生的干扰，本研究在CPR时未使用肾上腺素。所有动物采用经右侧颈外静脉通路置入右心室电极，释放24 V交流电作用2~3 s诱导室颤。所有动物均呈现室颤心律、动脉搏动波形消失，复苏后均出现心、脑、肾、肠损伤标志物的明显升高，猪CA模型可靠性得到确认。

本研究探讨了国产及进口REBOA导管对复苏期间血流动力学和复苏结局的影响。发现在CPR中REBOA使心脏按压的效能大幅提升，和CPR组相比，实施REBOA的两组动物在复苏期间各时间点的CPP值提高约40%~50%，动物有复苏成功率增加、复苏时间缩短、除颤次数减少的趋势; REBOA组颈血流在复苏期间每个时点获得10~20 mL/min的增加。复苏后神经功能缺损评价证实，两组REBOA动物的神经功能较CPR组更佳，这充分说明复苏期间应用REBOA可显著改善心脑的血流灌注。进口REBOA组对血流动力学的改善略优于国产REBOA组，可能与前者经手动进行球囊充液的充分扩张相关，而国产REBOA球囊仅进行了适度扩张以避免主动脉受伤。两组REBOA动物复苏期间血流动力学参数组间比较差异无统计学意义。

现有少量临床相关研究验证了REBOA技术在CPR中的有效性^[19-20]。近期的一项研究报道，50%获得ROSC的患者在阻断终止后20 min内再次停搏^[19]。这可能与撤除阻断后血流动力学骤然降低、可逆性病因未纠正、大量缺血性代谢物进入体循环并导致炎症损伤等原因有关^[21]。REBOA导管部分阻断模式的序贯实施，可能减少循环的大幅波动或崩溃^[22]。具有多个球囊或叶的pREBOA-PRO导管，实施部分阻断时预留了流出道，被证实可通过减轻远端区域缺血来延长REBOA的治疗窗口^[23]。近期，专为降低ROSC后再次停搏率而设计的血管内可变主动脉控制系统正在进行动物验证，其由一根与自动注射器控制器相连的REBOA导管组成，可根据球囊上方测得的舒张压自动改变球囊体积，以平衡主动脉阻断对血流动力学支持的益处与缺血风险，防止再次CA发生^[24]。这些技术可能是未来研究的重要方向。

本研究观察了国产和进口REBOA在CA复苏中应用对机体各器官安全性的影响。早期的REBOA技术在创伤救治中应用的研究证实，REBOA在降主动脉Ⅰ区远端实施阻断后，将产生阻止血流流向外周、阻断水平近段增压的双重血流动力学效应，导致心脏过负荷及远端脏器缺血加重等^{[17, 25]}。本研究选择Ⅰ区主动脉远端部位（横膈水平）作为阻断点，两组REBOA动物阻断后立即出现血流动力学改善、脏器损伤减轻。与CPR组相比，REBOA的两组动物的心、脑、肾、肠损伤减轻，三组动物心输出量比较未见REBOA对心功能的影响。上述结果提示REBOA辅助CPR是安全的，且两种导管的安全性比较均无差别。国产REBOA导管的智能化自动充液模块结合球囊内压力、容积、主动脉压力等因素，在保障阻断效果和避免主动脉损伤间取得了较好的平衡，充液方式的优化为下一步实现部分式阻断提供了可能，当球囊需要泄放的时候，系统将根据血压情况缓慢逐级释放，防止泄放过快导致再灌注损伤或循环崩溃。

本研究存在不足之处。首先，REBOA介入的时机较临床实际场景中更早，而临床的情况更为复杂、需要更长时间的操作。其次，本研究中CA后无干预时间为6 min，而临床上该时间往往更长。再次，两组REBOA动物第一次除颤即恢复自主循环，可能导致肾、肠器官损伤的评价较CPR组更为获益，而阻断模式及时长的最优化策略仍需进一步研究。

总之，国产和进口的REBOA导管均可显著改善猪CPR时的血流动力学，减轻复苏后心、脑、肾、肠的损伤，未见明显的副作用，值得进一步研究。

利益冲突  所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明  徐帅、毛祎、马海英、梅之瀚、阮峰、李雨林、郑忠骏：实验操作; 徐帅、徐杰丰：论文撰写、数据收集及整理、统计学分析; 张茂、徐杰丰：研究设计、论文修改