主动脉球囊阻断在心肺复苏中的应用进展
主动脉球囊阻断在心肺复苏中的应用进展
心脏骤停是威胁全球人类生命健康的一个公共问题。各种原因导致的心脏骤停在美国每年约有379 133例，英国约有28 729例，而我国约有544 000例[1,2,3]。尽早进行高质量的心肺复苏和除颤是提高心脏骤停患者生存率的关键。尽管在过去的几十年中，人们在心肺复苏方面尽了不少努力，但在提高总体生存率上仍不尽人意，院外心脏骤停和院内心脏骤停的出院率分别仅为10%、24%[4,5]。传统心肺复苏治疗心脏骤停患者时存在普及率低且按压质量欠佳，按压后心输出量不足以及自主循环恢复率偏低等问题，从而影响了心肺复苏的效果[6,7,8]。主动脉球囊阻断（aortic balloon occlusion，ABO）已被应用于心肺复苏并被认为有较好的前景，拥有如下优势：（1）可以在心肺复苏期间增加冠状动脉灌注压，提高心脏骤停患者自主循环恢复率；（2）心脏按压期间增加脑组织的灌注量，改善神经功能保护作用；（3）可以临时阻断骨盆和下肢部位的大出血，减少心脏骤停的发生。但ABO在心肺复苏中依然存在一些问题：（1）临床应用难度较大；（2）操作相关并发症；（3）难以实现最优化的效果。笔者就其在心肺复苏中的发展历程、作用机制、应用难点、安全性与有效性进行综述。
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1 ABO的概述
ABO是将球囊导管经股动脉穿刺置入降主动脉内，通过充盈球囊增加阻断部位以上脏器的血流灌注水平，从而达到改善心脏骤停患者的复苏效果。主动脉内球囊阻断最早是在20世纪50年代朝鲜战争期间被用于创伤大出血的救治，但此后几十年进展较为缓慢。1985年人们发现在心肺复苏期间使用主动脉球囊阻断可增加冠状动脉的血流量[9]。Spence等[10]在心脏停搏犬模型中发现，主动脉球囊阻断可使平均动脉压显著增加（130%），并改善脑和心脏的血流。Sesma等[11]在猪模型中发现，与单纯的心肺复苏相比，联合主动脉球囊阻断可使呼气末二氧化碳升高约38%，冠状动脉灌注压增加150%，脑灌注压增加200%。2017年，Barnard等[12]通过ABO联合导管头端输注含氧血制品实现血管内灌注，提高心脏骤停后存活的机会。2018年，Wasicek等[13]通过回顾性研究，提出高质量的胸外按压合并ABO可维持创伤性心脏骤停患者的血压，促进自主循环恢复（restoration of spontaneous circulation，ROSC）和预后的改善。
2 ABO在心肺复苏中的作用机制
第一，ABO可以在心肺复苏期间增加冠状动脉灌注压，提高自主循环恢复率。冠状动脉灌注压是指主动脉压和右心房之间的压力梯度[14]。传统的胸外心脏按压通常较难达到自主循环恢复所需的冠状动脉灌注压。在胸外按压期间，冠状动脉灌注压在几分钟内逐渐上升，但在按压中断后压力会突然下降，心脏的灌注水平也会随之下降。在缺乏高级复苏措施（如肾上腺素给药）的情况下，持续的胸外心脏按压将导致冠状动脉灌注压逐渐降低[15]。已有研究表明，传统心肺复苏时心输出量仅为心脏骤停前的25%~40%，而为心脏和脑组织提供的血流灌注仅为正常的10%~30%和30%~40%[8]。因而，维持冠状动脉灌注压的稳定是恢复自主循环的决定因素。ABO通过阻断主动脉Ⅰ区（左锁骨下动脉至腹腔干区域），增加球囊近端的动脉压，从而引起冠状动脉灌注压增加，提高自主循环恢复率。徐杰丰等[16]在猪创伤性心脏骤停模型中发现，ABO组的模型动物冠脉灌注压增加，提高了ROSC率，缩短复苏时间以及减少除颤、血管活性药物的使用量。国外也有研究发现单纯心肺复苏的前2 min，冠状动脉灌注降低，联合使用ABO后可使冠状动脉灌注压增加。另外，Olsen等[17]在实验中发现ABO球囊充盈后，舒张压明显升高，冠状动脉灌注也相应增加。而在心肺复苏期间，舒张压是决定冠状动脉血流量的重要因素[18]。Paradis等[19]对100名心脏骤停患者进行研究，发现患者ROSC与冠状动脉灌注压是否大于15 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）或舒张压是否大于17 mmHg密切相关，而长时间的心脏骤停可能还需要更高的冠状动脉灌注压(35~40 mmHg)[20]。
第二，ABO可以增加脑组织的灌注量，减少神经功能损伤，改善患者预后。脑灌注压是指颈动脉和颅内压之间的压力梯度，其驱动脑血流和氧气输送。当阻断主动脉Ⅰ区后，可增加颈动脉的血流，进而增大脑灌注压、增加脑流量[21,22]。有研究表明维持脑组织的灌注量可产生显著的神经保护作用[23]。姬晓伟等[24]在失血性休克心肺复苏猪模型中发现，应用ABO能够抑制复苏后的机体炎症反应，减轻复苏后脑损伤。国外也有研究发现，应用ABO后脑灌注压由12.54 mmHg升至39.71 mmHg，增幅高达200%，而较高的脑灌注压对于恢复脑血流量和氧代谢是必要的[11]。Gedeborg等[25]使用ABO阻断降主动脉后，颈总动脉血流量增加62%，ROSC率提高至69%。一项猪心肺复苏的研究中也表明，ABO复苏组的猪48 h存活率为100％，且神经功能接近正常，而仅进行传统心肺复苏的对照组存活率为10％，神经系统结局更差[26]。此外，ABO引起的皮质脑血流量增加量明显高于由肾上腺素引起的增加量，且持续时间较长，对自主循环恢复后的脑血流量、氧合情况及组织pH值无不良影响[27]。
第三，ABO作为临时止血的方式，可以控制骨盆和下肢的致命性大出血，减少失血性休克导致的心脏骤停发生。通过阻断主动脉Ⅲ区后，可减少阻断位置远端的活动性出血，同时增加近端主动脉压，提高心脏灌注水平，防止心脏骤停的发生。一项为期四年的临床研究发现，对31例创伤大出血患者应用ABO，可使60%心脏停搏患者的收缩压平均升高55 mmHg并获得自主循环恢复[28]。ABO可为院前创伤性心脏骤停的患者争取更多的治疗时间。Lendrum等[29]报道接受主动脉III区阻断的13例创伤患者，ABO显著改善了患者血压(114 mmHg vs. 57 mmHg)，明显降低了院前心脏骤停的发生率(0% vs. 50%)，降低出血病死率(0% vs. 67%)。ABO也可以联合体外膜肺氧合与亚低温技术用于创伤后心脏骤停患者的抢救，可降低氧代谢，改善神经功能预后，有利于患者循环恢复[30]。
3 问题及对策
ABO在心肺复苏中具有一定的优势，但在临床应用中仍存在问题（表1）。
第一，目前在临床实际应用的难度较大。首先，快速置管难度较大。已有研究表明，在经过专业培训后留置ABO导管所需时间约为8.5 min[31]。而对于心脏停搏后低血压及动脉塌陷的患者，常规经皮穿刺的难度很大，尤其对于院前急救现场的不利环境（受限的空间与天气状况、局限的光线、有限人员和器械等），要先预判ABO能否在此院前环境下成功实施，并以最快速度完成动脉置管，如在超声引导下可增加首次穿刺成功率，降低动脉置管相关并发症[32]。其次，球囊定位困难。如果球囊定位不当可造成内脏缺血坏死，截肢等严重并发症[33]。有研究表明，使用20 mm的球囊可以几乎阻断全部血管，同时也不会出现因球囊过大而导致主动脉破裂的风险[34]。也可以发展精准的体表标志定位法，并联合超声、X线摄片、CT指导球囊的具体位置[35]。有研究报道可以通过体表标志（胸骨上切迹、剑突和脐）来指导主动脉I、Ⅲ区球囊导管的置入深度，适用于紧急的院前环境[36]。由于目前ABO临床应用并不广泛，许多临床工作者对操作流程并不熟悉，需要更多的理论和模拟操作培训。将理论、人体模型以及高仿真场景模拟逐步结合在一起，提高培训效果[31]。
第二，存在并发症的风险。主动脉Ⅰ区长时间阻断后会使球囊近端组织过度充血，球囊远端器官缺血坏死，球囊放气后血液重新分配又导致全身缺血再灌注损伤，球囊远端的炎症因子、乳酸等物质在全身范围内扩散导致相应的并发症，如肺水肿、脑水肿、心力衰竭、脊髓缺血、高乳酸血症等[33]。有研究[37]发现在幸存者中主动脉Ⅰ区阻断的平均时间为49 min，远小于死亡者的80 min。可使用间歇性ABO、部分ABO或将导管重新定位到更远端水平进行阻断，以进一步延长缺血的可耐受持续时间。然而，一旦主动脉间歇性阻断，脑血流相应间歇性停止，存在脑缺血损伤的风险，而部分ABO在持续维持脑灌注同时，也可以防止球囊远端的长时间缺血缺氧。Scott等[38]在动物研究中发现，与使用传统的主动脉阻断球囊(14 F鞘)相比，使用免透视的球囊装置（7 F鞘）可改善模型组动物的血压和存活率。临床上也有类似发现，使用7 F大小的鞘管可显著升高收缩压，同时减少鞘管相关并发症以及增加术后导管的留置时间[33,37]。另外，患者在自主循环恢复后球囊过快放气，突然下降的后负荷会加剧心脏的负担，增加心脏做功及氧耗量，可能出现再次心脏骤停的风险。因此，在患者自主循环恢复时应使球囊缓慢放气，以避免后负荷突然降低，建议在有创动脉压、超声监测下控制球囊放气速度。
第三，如何达到ABO使用效果的最优化。ABO作为心肺复苏的一种辅助治疗方式，需明确其适应证及禁忌证。但目前ABO应用于心肺复苏的适应证尚不明确，仍需进一步临床研究；禁忌证包括主动脉夹层，主动脉瘤、主动脉明显弯曲或钙化、膈肌以上的严重心脏、肺或血管损伤等[39,40]。由于ABO使用的时间窗有限，因而及时有效地控制ABO使用时间以及自主循环恢复后血流动力学管理也是保障ABO效果的重要环节。在院内环境下临床医生可通过心脏超声、有创动脉压监测等多模态手段评估复苏效果，而在院前可观察患者自主呼吸节律、自主循环情况及其他心脑灌注恢复的指标。有研究发现在创伤性心脏骤停模型中，ABO联合导管头端输注含氧血制品组的实验动物短期存活率明显优于传统的ABO组（90% vs. 0%）[12]。也有文献报道一种血管内可变的主动脉控制装置，可通过精确地调节球囊体积，允许少量血液流向阻断部位远端、减少组织缺血[41]。
引用: 翁丹雷, 钱安瑜, 徐杰丰, 等. 主动脉球囊阻断在心肺复苏中的应用进展 [J] . 中华急诊医学杂志, 2021, 30(4) : 513-516.
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