心脏骤停（cardiac arrest CA）时因心脏射血功能突然终止，导致重要脏器血供中断而出现缺血缺氧，进而造成患者死亡，病因为心源性的被称为心源性猝死^[1]。据统计，美国每年约有379 133例，英国约有28 729例，而我国约有544 000例；每年发患者数正在逐年增加中，并且呈年轻化趋势^[2-4]。心搏骤停患者全身的病理生理基础是所有组织细胞的缺血缺氧过程，其中脑组织对氧的需求量最高，同时也最不能耐受缺氧，研究显示早期改善脑组织的缺血缺氧情况，可明显减少病死率及复苏后脑组织损伤导致的并发症发生^[5]，因此寻找有效的方法改善心搏骤停患者的脑组织缺氧情况迫在眉睫。

当心脏骤停事件发生后，治疗方法是立即给予心肺复苏，心肺复苏术主要包括胸外按压、气道开放及机械通气、电除颤等环节，机械通气作为心肺复苏过程中重要的手段之一，广泛应用于院内和院外心脏骤停的患者抢救中。

目前最常用的机械通气模式为间歇正压通气模式（intermittent positive pressure ventilation IPPV），这个模式主要针对胸腔压力变化不大普通患者，但是心肺复苏过程中进行胸外按压会造成患者胸腔内压力规律性改变，这也是按压时全身血流重新流动的“驱动力”重要组成部分，因为常规的机械通气模式也会造成胸内压力变化，甚至会与按压进行拮抗，减弱按压效果，进而使全身组织氧供情况改善不佳。

为了解决这一情况，2014年Kill提出了一种全新的通气模式：胸外按压同步通气模式(chest compression synchronized ventilation CCSV)。CCSV其原理是由胸外按压的压力控制通气，按压时触发送气，放松胸廓回弹时处于呼气阶段，从而减少正压通气对静脉回流入心脏的抑制。

研究显示，在动物实验心肺复苏过程中使用CCSV通气模式的氧合和血流动力学优于IPPV模式^[6]，但对脑组织的灌注情况是否有改善并不明确。在本研究中，笔者构建猪心脏骤停模型，给予心肺复苏及胸外按压同步通气模式，探讨CCSV通气模式在心脏骤停中对脑组织的氧合改善作用。

1 材料与方法 1.1 动物模型及分组

选用国产健康白猪10头，雄性，月龄3~4个月左右，购于上海甲干生物科技有限公司，体重范围在33~35 kg左右，动物合格证号：SCXK（沪）20100028^[7]。实验前饲养于杭州市急救中心动物实验室内，1周适应性饲养后信封法随机分为2组，命名为：IPPV组（n=5）、CCSV组（n=5）。整个实验过程动物体温保持在常温（37.5±0.5）℃。本研究动物实验实施过程符合实验动物伦理要求。

1.2 建立猪心脏骤停模型

实验前一晚，猪禁食，不禁水，实验中诱导麻醉时，在臀大肌处肌肉注射咪达唑仑（0.4 mg/kg, 德国费森尤斯卡比医药有限公司），快速建立耳缘静脉通道，沿耳缘静脉按给予静脉注射丙泊酚（首剂量为2 mg/kg，维持剂量为4 mg/（kg·h），德国费森尤斯卡比医药有限公司）。待猪完全麻醉后，开放气道进行气管插管，接呼吸机（Mindray-E5, 深圳，中国）常规容量控制模式，呼吸机初始参数设置为固定潮气量12 mL/ kg、峰流速40 L/min、FiO₂ 21%，调节呼吸频率以维持PETCO₂在35~40 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），左股动脉置入PiCCO动脉端管路（Pulsion，德国）取动脉血测血气分析及动脉压；暴露右颈总动脉，使用超声血流探头（TS420, Transonic, 美国）包绕动脉，监测颈动脉血流流速（carotid blood flow CBF），右颈外静脉置入导丝电极诱发室颤；前额部备皮及黏贴脑氧探头(EGOS-600，苏州爱琴生物医疗电子有限公司），监测脑氧饱和度，置入肛温计，水毯控温仪（Blanketrol Ⅲ，美国）保持体温（37.5±0.5）℃^[8]。

1.3 猪心肺复苏处理及分组处理类型

在诱发心室颤动前15 min记录猪的基础生命指标（体重、体温、心率、乳酸值、颈动脉血流流速、脑氧饱和度），给予电流24 V/50 Hz交流电诱发心室颤动，建立心室颤动后停止机械通气，当心电监护（Mindray-N22, 深圳，中国）显示：①室颤心律；②收缩压下降至25 mmHg时提示诱导心脏骤停成功^[9]。猪室颤8 min后进行人工胸外按压(按压频率100~120次/min，深度5~6 cm，使用按压反馈装置进行按压质量控制（PCPR-B1, 苏州尚领，中国)^[10]，同时给予猪机械通气，根据分组，选择呼吸机通气模式IPPV、CCSV。IPPV通气模式设置值为恒定流量，无呼气末正压(PEEP =0)，FiO₂ 100%，固定潮气量7 mL/kg，呼吸频率10次/min和I: E 1:1.5（导致吸气时间为2.4 s和呼气时间3.6 s），气道压力上限设为60 kPa）; CCSV通气模式是在辅助自主呼吸(Assisted Spontaneous Breathing ASB) 模式Medumat Transport下进行重新编程，包括反向触发、循环机制和更高的ASB支持压力水平（高达75 kPa）^[11]，复苏时FiO₂100%；呼吸机参数设置：恒定流量, 无呼气末正压(PEEP =0)，FiO₂ 100%，固定潮气量8 mL/ kg, 呼吸频率10次/min。气道压力上限设为60 kPa，关闭吸气触发灵敏度。复苏的同时给予每组猪静脉注射肾上腺素20 µg/kg（在心肺复苏期间首次给药2 min，随后每间隔4 min给予静脉注射），复苏8 min后，给予除颤1次（双相波150 J，CodeMaster XL，Heartstream Operation，Philips，美国），判断是否恢复自主循环恢复(ROSC)，若未恢复, 继续给予心肺复苏2 min，再次判断，如此反复，持续抢救大于20 min，自主循环仍未恢复则终止抢救。复苏成功的标准为：①出现自主心律、脉搏波且平均动脉压≥50 mmHg; ②持续5 min以上。复苏成功后机械通气FiO₂ 21%，持续4 h，在复苏时持续监测并记录按压频率、按压深度、右颈动脉血流量、脉搏血氧波形、主动脉压、右心房压力及呼气末二氧化碳分压，同时在心肺复苏时4 min、7 min及复苏成功后30 min三个时间点采集动脉血，测血气分析，分析动脉血中乳酸的变化情况。复苏后4 h，拔出除气管插管，伤口缝合并放回猪圈继续饲养。

1.4 神经功能缺损评分（neurological deficit score, NDS）评分标准

猪心肺复苏成功后生存24 h，记录猪的神经功能缺损评分(NDS)，采用Geocadin等的方法，从整体行为、脑干功能、肌张力、感觉、运动、行为学等方面对猪进行NDS评分，0分为正常，400分为脑死亡^[12]。

1.5 统计学方法

采用SPSS 2.0统计软件对实验数据进行统计分析，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，组间比较使用单因素方差分析(One-way ANOVA); 自身前后对照用配对t检验，以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 诱颤前实验动物基础生理指标

诱导室颤前10只雄性家猪的各项基础生理指标测量结果见表 1。两组试验模型猪的体重、体温、心率、乳酸值、颈动脉血流流速、脑氧饱和度差异均无统计学意义（均P > 0.05）。

2.2 复苏相关指标比较

经诱颤电极放电后，所有模型猪均出现室颤波形，室颤发生率为100%（10/10）。CPR复苏期间，与IPPV组对比，CCSV组猪的复苏时间及除颤次数有所下降，但肾上腺素用量增加，差异无统计学意义（P＞0.05），复苏结果为8头猪恢复自主循环，每组各死亡1头猪，复苏成功率为80%（4/5)，复苏成功的白猪均存活24 h。见表 2。

2.3 动脉血中乳酸的变化

两组猪在心肺复苏过程中，分析动脉血中乳酸的变化显示，在胸外按压4 min、7 min、复苏后30 min三个时间点CCSV组猪血气中乳酸值明显低于IPPV组（见表 3）。

2.4 颈动脉血流流速变化

在心肺复苏过程中，监测按压时每分钟颈动脉血流流速，结果显示：在1~8 min内CCSV组猪颈内动脉血流流速明显高于IPPV组（如图 1）。

2.5 脑氧饱和度监测

通过脑部血氧探头监测在心肺复苏后1 h、2 h、3 h、4 h四个不同时间点内脑组织的血氧饱和度情况，结果显示CCSV组猪脑组织的氧饱和度亦明显高于IPPV组，见表 4。

2.6 神经系统评分

在心肺复苏成功后，生存24 h，观察两组猪生存情况，给予神经系统评分，结果显示：CCSV组的猪神经系统评分明显低于IPPV组，见表 5。

3 讨论

心脏骤停是院外最常见的死亡类型之一，救治成功率极低。我国院外心脏骤停（out of hospital cardiac arrest, OHCA）出院存活率及神经功能良好的比例仅为1.3%和1%^[13]，而美国在10%左右^[14]。2016年上海院前心脏骤停的心肺复苏成功率仅为1.96%，存活出院率不到0.2%^[15]。当心肺复苏成功以后，引发一系列并发症如心功能衰竭、心肌缺血，其中最严重的并发症为脑水肿^[16]。因脑组织对氧气极其敏感，在心脏骤停及复苏期间，胸外按压导致的缺血缺氧程度不同，血流可以从完全中断到低灌注，以及复苏后的再灌注性损伤，都会出现不同程度的中枢神经系统功能障碍，乃至处于植物状态或死亡，因此提高脑复苏的成功率成为重要的关键^[17-18]。有专家认为：心肺复苏除了恢复心搏和呼吸，其最终目的是恢复患者的神经系统功能，因此又称为心肺脑复苏^[6]。为避免发生脑死亡，减轻脑组织的损伤，在患者的心搏和呼吸停止期间，给予心肺复苏中，有条件的情况下，应尽早进行气管插管，利用呼吸机供氧，尽快恢复脑循环氧供应^[19]。选择合适的呼吸机模式成为关键，CCSV呼吸模式作为新型的呼吸模式，目前的研究效果尚在研究阶段。

在本研究中，诱导室颤前，猪的基础指标均差异无统计学意义，心脏骤停后心肺复苏过程的4 min、7 min，复苏后30 min内，CCSV组乳酸水平明显低于IPPV组，随着时间的推移，乳酸水平逐渐增加，但CCSV组的乳酸增长速度明显低于IPPV组。乳酸作为衡量无氧代谢的指标，可反映机体组织低灌注和组织氧合功能。在心脏骤停过程中，组织处于缺血缺氧状态下，产生大量的乳酸，乳酸的连续监测可很好的反应微循环的灌注情况，同时也可对脑细胞缺氧情况有着灵敏反应^[20]；研究发现动脉血中乳酸水平低可降低心脏骤停后患者的病死率，并且可改善神经系统功能^[21-22]，证实CCSV通气模式在心脏骤停复苏过程中及复苏后可减少乳酸的产生，减轻脑组织的损伤。

在心肺复苏期间，监测颈动脉血流显示，在复苏期间的1~8 min内CCSV组猪血流流速明显高于IPPV组。有研究证实在心肺复苏过程中，胸外按压时吸气时胸廓压力升高可能会影响减压期间进入右心的静脉血流量，降低胸外按压复苏时的心输出量，导致颈动脉血流降低，加重脑组织的损伤^[23]。本研究证实CCSV呼吸模式可明显增加颈部动脉的血流流速，减轻脑组织的损伤。通过进一步研究发现：在心肺复苏后1 h、2 h、3 h、4 h内，通过前额的脑血氧饱和度（TOI）监测显示：CCSV组猪的脑血氧饱和度好于IPPV组。心肺复苏期间脑组织缺血缺氧，以及复苏后再灌注造成的中枢神经系统损伤是患者最主要的死亡原因^[24]。脑血氧饱和度直接反应脑组织缺氧情况，复苏期间更高的脑血氧饱和度与脑复苏相关，持续地监测脑血氧饱和度的幅度变化对复苏过程有指导意义，此结论与本研究中一致^[25]。本研究结果显示：在心肺复苏后CCSV组的白猪脑血氧饱和度有所好转，进一步证实CCSV通气模式可改善通气效果，减轻脑组织的缺氧情况。

为进一步评估CCSV呼吸模式对复苏后对神经系统的效果，在猪复苏成功后存活24 h神经系统评分显示：CCSV组猪神经系统评分明显低于IPPV组。证实CCSV呼吸模式在复苏过程中及复苏后都可以改善脑组织缺血缺氧情况。新型呼吸机模式CCSV在心肺复苏过程中，只有在胸外按压开始时才同时注入氧气，并且在减压期开始前停止正压通气，使静脉血流入右心脏。这种在胸外按压使同步正压通气，可防止通过气道的胸腔内压损失，增强心肺血流量，改善脑组织的缺血缺氧情况^[26]。当脑组织的缺氧情况改善，可减少线粒体的损伤及炎症反应，减轻神经系统的损伤，从而提高心肺脑的复苏的成功率，减少并发症。通过此实验证实CCSV呼吸模式在心肺复苏时尽早使用，对心肺复苏期间及复苏后的脑组织都具有改善缺氧作用，减少脑死亡的发生率，提高患者的生存率，降低心脏骤停复苏后的脑组织并发症^[27]。

综上，CCSV通气模式在心肺复苏中可更好改善脑组织的供氧情况，明显减轻脑组织的缺氧情况，降低脑组织缺氧导致的并发症。但本研究的样本量较少，检测的数据有限，没有直接测量胸腔内压力的变化，证实CCSV通气模式对脑组织的氧和改善情况，下一步将进一步在具体机制方面探究CCSV对脑组织的氧和的改善作用。

利益冲突  所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明  徐杰丰、张旻海：实验操作、数据收集；胡海燕：论文撰写、数据的整理、统计学分析；王建岗：研究设计、论文修改