经股静-动脉心肺转流对犬心脏停搏后脑氧供需关系的影响
作者：许永华 张翔宇 景炳文 陈学云 杨兴易
单位：许永华(解放军急救医学中心上海长征医院急救科，上海 200003)；张翔宇(解放军急救医学中心上海长征医院急救科，上海 200003)；景炳文(解放军急救医学中心上海长征医院急救科，上海 200003)；陈学云(解放军急救医学中心上海长征医院急救科，上海 200003)；杨兴易(解放军急救医学中心上海长征医院急救科，上海 200003)
关键词：心脏停搏；心肺脑复苏；心肺转流；脑氧利用率
中国危重病急救医学000114 摘 要：目的：观察犬电击致心室颤动心脏停搏(VFCA)8分钟后经开胸心肺复苏(CPR)和(或)经股静动脉心肺转流(CPB)心肺复苏对脑氧供需关系的影响。方法：采用犬经胸壁电击VFCA 8分钟，经CPR恢复自主循环(RSC)后观察4小时内脑氧利用率(O2UC)和脑静脉血氧分压(PssO2)的变化。9只犬分为2组，Ⅰ组(5只)采用开胸心脏按压等方法复苏，Ⅱ组(4只)于开胸心脏按压同时经一侧股静、动脉心肺转流，并维持2小时。结果：Ⅱ组RSC时间(6.3±2.1)分钟较Ⅰ组(13.6±5.9)分钟显著缩短，P<0.05；Ⅰ组RSC后30、60、120和240分钟脑O2UC值(0.64±0.10，0.71±0.09，0.74±0.08和0.77±0.06)均较CA前(0.43±0.08)明显升 高，P均<0.05；同时120分钟后PssO2值不断降低(P均<0.05)，240分钟时仅(2.84±0.20)kPa(1 kPa=7.5 mmHg)，而Ⅱ组RSC后除120分钟外各时点脑O2UC值(0.52±0.04，0.56±0.03和0.57±0.03)与CA前值0.51±0.03比较无显著升高，P均>0.05，且明显低于Ⅰ组各值(P均<0.05)；同时PssO2较CA前无明显降低(P均>0.05)，最低值240分钟时为(4.25±0.30)kPa。结论：CA后经开胸CPR辅以CPB能抑制单一开胸CPR后发生的脑O2UC升高和PssO2降低，从而改善脑氧供需关系，对脑复苏有利。
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分类号：R541.78; R605.974 文献标识码：A
文章编号：1003-0603(2000)01-0048-04
Effect of cardiopulmonary bypass through the femoral vein and artery on the relationship between cerebral oxygen delivery and uptake after cardiac arrest
XU Yong-hua,ZHANG Xiang-yu,JING Bingwen
(The Emergency center of PLA,Changzheng Hospital,Shanghai 200003)
Abstract：Objective：To study the effects of open chest cardiac massage cardiopulmonary resuscitation (CPR) and(or) cardiopulmonary bypass (CPB) through the femoral vein and artery on the relationship between cerebral oxygen delivery and uptake in dogs with 8 minutes of ventricular fibrillationcardiac arrest (VF-CA).Methods：9 dogs were divided into two groups.Resuscitation was conducted by using open chest cardiac massage CPR in group I (n=5),and by using CPB through unilateral femoral vein and artery at the beginning of open chest cardiac massage CPR in group Ⅱ (n=4).Cerebral oxygen utilization coefficient (O2UC) and partial oxygen pressure in sagittal sinus blood (mixed cerebral venous blood,PssO2) were determined before VF-CA and 30,60,120 and 240 minutes after return of spontancous circulation (RSC).Results：During cardiac resuscitaion,the time to RSC in group Ⅱ was shorter significantly than that in group I[(6.3±2.1)minutes vs.(13.6±5.9)minutes,P<0.05].In group I,cerebral O2UC values at 30,60,120 and 240 minutes after RSC increased significantly as compared to baseline(0.64±0.10,0.71±0.09,0.74±0.08，0.77±0.06 vs.0.43±0.08，all P<0.05),while PssO2 decreased progressively (all P<0.05),with(2.84±0.20)kPa(1 kPa=7.5 mmHg) at 240 minutes.In group Ⅱ,cerebral O2UC did not increased significantly except at 120 minutes (0.52±0.04，0.56±0.03，0.57±0.03 vs.0.51±0.03,all P>0.05) and was significantly less than those in group Ⅰ(all P<0.05),while PssO2 did not decrease significantly as compared to baseline (all P>0.05),with(4.25±0.30)kPa at 240 minutes.Conclusions：Cerebral oxygen delivery and uptake is mismatched after CA and resuscitation by using open chest cardiac massage CPR.Resuscitation by using open chest cardiac massage CPR plus CPB may ameliorate changes in cerebral O2UC and PssO2 and improve the relationship between cerebral oxygen delivery and uptake,thus benefiting postarrest brain resuscitation.The mechanisms of CPB′s effects are discussed.
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Key words：cardiac arrest;cardiopulmonarycerebral resuscitation;cardiopulmonary bypass;cerebral oxygen utilization coefficient▲
心脏停搏(CA)复苏后继发脑损伤的机制复杂，一般认为脑再灌注期脑氧输送不足以满足氧需求[1]。近年来，紧急经外周静动脉心肺转流(CPB)用于较长时间CA后心肺脑复苏，可明显减轻脑组织损害，改善脑功能[2，3]，其作用机制有待深入研究。本实验在电击犬心室颤动心脏停搏(VFCA)复苏模型中，采用开胸心脏按压心肺复苏和经一侧股静动脉CPB复苏，观察脑氧利用率(O2UC)和脑静脉血氧分压(PssO2)的变化。
1 材料与方法
1.1 动物准备：健康杂种家犬9只，体重9.0～14.5 kg，雌雄不拘。静注戊巴比妥钠30 mg/kg麻醉后气管插管，予机械通气以维持血气正常范围。分离双侧股动、静脉，经一侧股动脉向心侧置入18F动脉导管至主动脉弓并固定，同侧股静脉置入20F带侧孔导管至下腔静脉并固定，用作引血(导管尖端位置均于实验结束后解剖动物证实)；经另一侧股动脉插管股静脉置入5F SwanGanz导管(Baxter,USA)，接西门子960型心电监护仪，监测平均动脉压(MAP)、中心静脉压(CVP)、肺动脉楔嵌压(PAWP)、肺动脉血温(Tpa)和心电图(ECG)；冷盐水热稀释法测定心排血量(CO)；颅顶正中钻颅开窗1.5 cm×2.0 cm，不损及硬脑膜，暴露矢状窦，颅骨下硬脑膜外置硬膜外压力传感器监测颅内压(ICP)；经矢状窦向窦汇侧置管，用于间断抽取脑静脉血。
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1.2 分组：动物随机分成2组，Ⅰ组即对照组(5只)，心脏复苏后加强监护治疗至4小时；Ⅱ组即实验组(4只)，复苏同时开始CPB，其余处理措施同Ⅰ组。
1.3 模型制作与复苏：按Pittsburgh电击VF方法[4]。停止机械通气，经胸壁以60～80 V交流电进行为时4秒的电休克，必要时反复，直至ECG呈VF波形，MAP为0，持续8分钟后开始复苏。Ⅰ组采用开胸心肺复苏(CPR)方法，恢复机械通气，吸氧浓度1.00，潮气量25～30 ml/kg，开胸心脏按压，直流电击除颤(从100 J开始)，同时应用肾上腺素、多巴胺、碳酸氢钠及阿托品等药物，必要时用利多卡因抗心律失常，直到恢复窦性心律，MAP>10.67 kPa(1 kPa=7.5 mmHg)表示自主循环恢复(RSC)；心脏复苏后维持MAP 16.00 kPa，加强监护治疗4小时；Ⅱ组于开胸CPR同时行CPB，转速600～800 ml/min，氧流量2～4 L/min，开始前静注肝素1.5 mg/kg，转流维持2小时后脱机，回输氧合器内血液，调节转流血温及物理保温法维持Tpa。
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1.4 体外转流装置：由转流泵(GS 02滚柱泵，上海医疗器械研究所)、氧合器(FDAL08，复旦大学科教仪器厂)、热交换器、变温台及动、静脉管道组成。氧合器系中空纤维膜式。生理盐水与5%碳酸氢钠溶液以9∶1容积比配制预充液(肝素40 mg/L)，170 ml预充液预充转流系统。
1.5 观察指标及方法：
1.5.1 CA前及CA复苏后30、60、120和240分钟分别采取动脉血、矢状窦血等标本，记录心脏复苏时间、Tpa及血流动力学参数指标。
1.5.2 动脉血、矢状窦血行血气分析(Radiometer ABL5,Copenhagen)，血常规检测血红蛋白(Hb)、血细胞比容(Hct)和血小板数(BPC)。
1.5.3 O2UC计算法：O2UC=氧摄取/氧输送。
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1.6 统计学方法：计量资料以均数±标准差(
±s)表示，采用t检验，P<0.05为差异有显著性。
2 结 果
2.1 心肺复苏及循环状态：Ⅰ组心脏复苏时间(13.6±5.9)分钟，明显高于Ⅱ组(6.3±2.1)分钟(P<0.05)；除颤次数Ⅰ组(4.3±1.2)次，Ⅱ组(2.4±0.8)次；肾上腺素用量分别为(3.8±1.1)mg和(0.9±0.1)mg；复苏前后2组心率(HR)、PAWP、CVP等无明显差异(P均>0.05)；Ⅰ组复苏后60分钟MAP及120分钟CO均明显低于CA前(P均<0.05)；2组动物复苏后ICP均升高，但与复苏前相比及组间相比均无显著差异(P均>0.05)；CPB使Ⅱ组动物Hct从CA前0.37±0.02下降至复苏后0.30±0.02(P均<0.05)，且明显低于Ⅰ组各值(P均<0.05)。2组动物CA后体温均自发性下降，经物理保温及调节转流血温维持Tpa 36.2～37.3 ℃，组间比较无显著差异(P>0.05)。见表1。
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表1 2组动物复苏前后血流动力学等参数变化(±s) 指标
组别
CA前
RSC后时间(min)
30
60
120
240
HR(次/min)
Ⅰ组
169±22
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144±16
150±69
131±62
143±30
Ⅱ组
168±14
156±35
153±14
148±25
138±21
MAP(kPa)
Ⅰ组
16.5±2.67
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16.0±3.55
13.6±4.95+
16.1±2.67
15.3±3.95
Ⅱ组
17.2±3.57
18.7±4.56
16.4±6.12*
16.9±6.12
16.0±4.27
ICP(kPa)
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Ⅰ组
1.60±0.75
1.93±0.94
2.07±0.34
1.73±0.24
2.10±0.99
Ⅱ组
1.77±0.89
2.53±1.85
1.80±1.30
1.56±0.28
1.83±0.66
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CVP(kPa)
Ⅰ组
1.07±0.35
1.69±0.73
2.13±0.37
2.00±0.61
2.13±0.24
Ⅱ组
0.93±0.20
1.07±0.25
1.07±0.44
1.20±0.19
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1.33±0.28
PAWP(kPa)
Ⅰ组
1.56±0.39
2.27±1.27
1.93±0.10
1.43±0.08
2.20±0.85
Ⅱ组
1.33±0.17
1.87±0.93
1.73±1.17
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1.73±0.28
1.60±0.69
CO(L/min)
Ⅰ组
3.4±1.4
2.9±0.4
2.9±1.7
2.1±0.8+
2.8±0.9
Ⅱ组
3.0±0.7
2.5±0.8
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2.6±0.6
2.9±0.2
2.8±0.7
Hb(g/L)
Ⅰ组
133.0±4.0
109.0±14.0
116.0±11.0
130.0±16.0
131.0±18.0
Ⅱ组
132.0±8.0
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111.0±10.0
119.0±10.0
113.0±19.0
116.0±12.0
Hct
Ⅰ组
0.39±0.01
0.35±0.05
0.37±0.03
0.35±0.05
0.35±0.01
Ⅱ组
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0.37±0.02
0.30±0.02+*
0.29±0.02+*
0.31±0.02+*
0.31±0.03+*
Tpa(℃)
Ⅰ组
38.6±1.6
36.9±2.0
37.1±1.6
37.2±2.7
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37.3±0.2
Ⅱ组
38.5±1.0
36.2±0.9
36.9±1.0
37.0±2.2
37.1±1.1
注：与CA前值比较：+P<0.05；与Ⅰ组比较：*P<0.05；1 kPa=10.20 cmH2O
2.2 脑O2UC及PssO2变化：Ⅰ组RSC后30、60、120和240分钟脑O2UC不断升高，分别为0.64±0.10，0.71±0.09，0.74±0.08和0.77±0.06，均较CA前0.43±0.08明显升高(P均<0.05)；PssO2从RSC后120分钟起明显下降(P均<0.05)，240分钟降至(2.84±0.20)kPa。Ⅱ组RSC后除120分钟外各时点脑O2UC呈轻度升高，分别为0.52±0.04，0.56±0.03，0.57±0.03，但与CA前0.51±0.03比较无显著差异(P均>0.05)，而较Ⅰ组各值明显降低(P均<0.05)，PssO2与CA前比较亦无显著降低(P均>0.05)，说明Ⅱ组复苏能改善CA后脑氧供需关系。见表2。
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表2 2组动物复苏前后O2UC和PssO2的变化(±s) 指标
组别
CA前
RSC后时间(min)
30
60
120
240
脑O2UC
Ⅰ组
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0.43±0.08
0.64±0.10+
0.71±0.09+
0.74±0.08+
0.77±0.06+
Ⅱ组
0.51±0.03
0.52±0.04*
0.56±0.03*
0.61±0.01+*
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0.57±0.03*
PssO2(kPa)
Ⅰ组
4.72±0.70
4.33±0.40
3.99±0.10
3.12±0.60+
2.84±0.20+
Ⅱ组
4.56±0.50
4.73±0.40
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4.83±0.30*
4.26±0.30*
4.25±0.30*
注：与CA前值比较：+P<0.05;与Ⅰ组比较：*P<0.05
3 讨 论
3.1 CA复苏后继发性脑损害中脑血流动力学异常起主要作用[5]，自主循环恢复后发生的脑再灌注中，继短暂性的反应性充血后即发生至少持续10小时的脑低灌注。Kuboyama等[6]发现犬VFCA 12.5分钟经CPR复苏后的2～18小时脑氧输送不能满足氧需求，主要表现在脑O2UC>0.50，PssO2<2.67 kPa，说明在脑持续低灌注期脑氧供与摄取间失配(mismatching)，这可能是CA后脑损害的主要因素之一。
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3.2 本实验结果表明CA经开胸心脏按压CPR后加强监护治疗的4小时内，脑O2UC升高明显，同时PssO2不断降低并接近临界值水平(2.67 kPa)。本实验犬脑O2UC正常参考值为0.40～0.53，高于报道的0.3～0.4[6]，可能由动物差别、样本小等所致，但复苏后其不断增高的变化趋势是一致的，表明心脏复苏后脑氧供需发生严重失衡，脑氧输送不能满足氧需求。实验中未能观察脑血流量(CBF)的变化，因此无法直接计算脑氧输送和氧代谢及二者的比值，但O2UC能反映二者的关系。Ⅱ组动物CA后经开胸CPR和CPB复苏，脑O2UC无明显增高，PssO2变化亦不显著，且较Ⅰ组动物明显升高，表明经CPB复苏后脑氧供需关系得到改善。推测其作用机制可能在于：①CPB使早期脑复苏开始成为可能。影响CA后脑复苏的因素是多方面的，其中心脏复苏的时间、有效性与脑损害程度密切相关，关键在于尽早改善脑再灌注。Kano等[2]发现经CPB复苏后，即使动物自主循环未恢复时，CBF已恢复到CA前水平，而胸外或开胸心脏按压均不能产生类似效果。本实验2组动物RSC后4小时内均维持稳定的循环状态，但CPB复苏组心脏复苏时间显著缩短，除颤次数和肾上腺素用量也大为减少，可能是由于体外转流直接改善了冠状动脉血流量，使心脏复苏更为有效，从而提早供脑氧输送；另一方面，在心脏未复跳时，体外转流可一定程度上代替心脏的泵功能，提供一定的脑血流量，使脑复苏早期化，为进一步复苏打下基础。②血液稀释的作用。脑缺血时血管通透性增高引起血液粘滞度增高，这可能是脑无再灌注和延迟性多灶性持续低灌注的主要原因[7]。一般情况下血流量与血液粘滞度成反比，因此血液稀释可能对脑复苏有利。Sterz等[8，9]的动物实验初步证明了血液稀释(降低Hct)的这一作用，但强调应掌握在Hct>0.25，否则血液携氧下降反而会起到有害作用。体外转流由于预充液使血液稀释，从而降低血液粘滞度。本实验中CPB使Hct在复苏后降至0.29～0.32，明显低于对照组，可能在提高CBF中起到一定作用。③低温的作用。亚低温的脑复苏作用日益受到重视，但其并不能改善CA复苏后脑氧供需失配[6]。本实验未能进一步对照比较低温对脑O2UC的影响，有待深入研究。
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本结果表明：CA复苏后脑O2UC明显升高，PssO2明显降低，表明脑氧供需失配；CPB能抑制二者的改变，调整脑氧供需平衡，有利于脑复苏。
作者简介：许永华(1968-)，男(汉族)，浙江杭州人，硕士，主治医师。
参考文献：
[1]Safar P.Cerebral resuscitation after cardiac arrest:research initiatives and future direction.Ann Emerg Med,1993,22(Pt2):324-349.
[2]Kano T,Hashiguchi A,Sadanaga M,et al.Cardiopulmonarycerebral resuscitation by using cardiopulmonary bypass through the femoral vein and artery in dogs.Resuscitation,1993,25:265-281.
, 百拇医药
[3]Tisherman S A,Vandevelde K,Safar P,et al.Future directions for resuscitation research(V):ultraadvanced life support.Resuscitation,1997,34:281-293.
[4]Vaagenes P,Cantadore R,Safar P,et al.Amelioration of brain damage by lidoflazine after prolonged ventricular fibrillation cardiac arrest in dogs.Crit Care Med,1984,12:846-855.
[5]Hossmann K A.Ischemiamediated neuronal injury.Resuscitation,1993,26:225-235.
, 百拇医药
[6]Kuboyama K,Safar P,Oku K,et al.Mild hypothermia after cardiac arrest in dogs does not affect postarrest cerebral oxygen uptake/delivery mismatching.Resuscitation,1994,27:231-244.
[7]Ames A,Wright R L,Kowada M,et al.Cerebral ischemia(Ⅱ):the noreflow phenomenon.Am J Pathol,1968,52:437-453.
[8]Sterz F,Leonov Y,Safar P,et al.Hypertension with or without hemodilution after cardiac arrest in dogs.Stroke,1990,21:1178-1184.
[9]Leonov Y,Sterz F,Safar P,et al.Hypertension with hemodilution prevents multifocalcerebral hypoperfusion after cardiac arrest in dogs.Stroke,1992,23:45-53.
收稿日期：1999-03-05, 百拇医药
单位：许永华(解放军急救医学中心上海长征医院急救科，上海 200003)；张翔宇(解放军急救医学中心上海长征医院急救科，上海 200003)；景炳文(解放军急救医学中心上海长征医院急救科，上海 200003)；陈学云(解放军急救医学中心上海长征医院急救科，上海 200003)；杨兴易(解放军急救医学中心上海长征医院急救科，上海 200003)
关键词：心脏停搏；心肺脑复苏；心肺转流；脑氧利用率
中国危重病急救医学000114 摘 要：目的：观察犬电击致心室颤动心脏停搏(VFCA)8分钟后经开胸心肺复苏(CPR)和(或)经股静动脉心肺转流(CPB)心肺复苏对脑氧供需关系的影响。方法：采用犬经胸壁电击VFCA 8分钟，经CPR恢复自主循环(RSC)后观察4小时内脑氧利用率(O2UC)和脑静脉血氧分压(PssO2)的变化。9只犬分为2组，Ⅰ组(5只)采用开胸心脏按压等方法复苏，Ⅱ组(4只)于开胸心脏按压同时经一侧股静、动脉心肺转流，并维持2小时。结果：Ⅱ组RSC时间(6.3±2.1)分钟较Ⅰ组(13.6±5.9)分钟显著缩短，P<0.05；Ⅰ组RSC后30、60、120和240分钟脑O2UC值(0.64±0.10，0.71±0.09，0.74±0.08和0.77±0.06)均较CA前(0.43±0.08)明显升 高，P均<0.05；同时120分钟后PssO2值不断降低(P均<0.05)，240分钟时仅(2.84±0.20)kPa(1 kPa=7.5 mmHg)，而Ⅱ组RSC后除120分钟外各时点脑O2UC值(0.52±0.04，0.56±0.03和0.57±0.03)与CA前值0.51±0.03比较无显著升高，P均>0.05，且明显低于Ⅰ组各值(P均<0.05)；同时PssO2较CA前无明显降低(P均>0.05)，最低值240分钟时为(4.25±0.30)kPa。结论：CA后经开胸CPR辅以CPB能抑制单一开胸CPR后发生的脑O2UC升高和PssO2降低，从而改善脑氧供需关系，对脑复苏有利。
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分类号：R541.78; R605.974 文献标识码：A
文章编号：1003-0603(2000)01-0048-04
Effect of cardiopulmonary bypass through the femoral vein and artery on the relationship between cerebral oxygen delivery and uptake after cardiac arrest
XU Yong-hua,ZHANG Xiang-yu,JING Bingwen
(The Emergency center of PLA,Changzheng Hospital,Shanghai 200003)
Abstract：Objective：To study the effects of open chest cardiac massage cardiopulmonary resuscitation (CPR) and(or) cardiopulmonary bypass (CPB) through the femoral vein and artery on the relationship between cerebral oxygen delivery and uptake in dogs with 8 minutes of ventricular fibrillationcardiac arrest (VF-CA).Methods：9 dogs were divided into two groups.Resuscitation was conducted by using open chest cardiac massage CPR in group I (n=5),and by using CPB through unilateral femoral vein and artery at the beginning of open chest cardiac massage CPR in group Ⅱ (n=4).Cerebral oxygen utilization coefficient (O2UC) and partial oxygen pressure in sagittal sinus blood (mixed cerebral venous blood,PssO2) were determined before VF-CA and 30,60,120 and 240 minutes after return of spontancous circulation (RSC).Results：During cardiac resuscitaion,the time to RSC in group Ⅱ was shorter significantly than that in group I[(6.3±2.1)minutes vs.(13.6±5.9)minutes,P<0.05].In group I,cerebral O2UC values at 30,60,120 and 240 minutes after RSC increased significantly as compared to baseline(0.64±0.10,0.71±0.09,0.74±0.08，0.77±0.06 vs.0.43±0.08，all P<0.05),while PssO2 decreased progressively (all P<0.05),with(2.84±0.20)kPa(1 kPa=7.5 mmHg) at 240 minutes.In group Ⅱ,cerebral O2UC did not increased significantly except at 120 minutes (0.52±0.04，0.56±0.03，0.57±0.03 vs.0.51±0.03,all P>0.05) and was significantly less than those in group Ⅰ(all P<0.05),while PssO2 did not decrease significantly as compared to baseline (all P>0.05),with(4.25±0.30)kPa at 240 minutes.Conclusions：Cerebral oxygen delivery and uptake is mismatched after CA and resuscitation by using open chest cardiac massage CPR.Resuscitation by using open chest cardiac massage CPR plus CPB may ameliorate changes in cerebral O2UC and PssO2 and improve the relationship between cerebral oxygen delivery and uptake,thus benefiting postarrest brain resuscitation.The mechanisms of CPB′s effects are discussed.
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Key words：cardiac arrest;cardiopulmonarycerebral resuscitation;cardiopulmonary bypass;cerebral oxygen utilization coefficient▲
心脏停搏(CA)复苏后继发脑损伤的机制复杂，一般认为脑再灌注期脑氧输送不足以满足氧需求[1]。近年来，紧急经外周静动脉心肺转流(CPB)用于较长时间CA后心肺脑复苏，可明显减轻脑组织损害，改善脑功能[2，3]，其作用机制有待深入研究。本实验在电击犬心室颤动心脏停搏(VFCA)复苏模型中，采用开胸心脏按压心肺复苏和经一侧股静动脉CPB复苏，观察脑氧利用率(O2UC)和脑静脉血氧分压(PssO2)的变化。
1 材料与方法
1.1 动物准备：健康杂种家犬9只，体重9.0～14.5 kg，雌雄不拘。静注戊巴比妥钠30 mg/kg麻醉后气管插管，予机械通气以维持血气正常范围。分离双侧股动、静脉，经一侧股动脉向心侧置入18F动脉导管至主动脉弓并固定，同侧股静脉置入20F带侧孔导管至下腔静脉并固定，用作引血(导管尖端位置均于实验结束后解剖动物证实)；经另一侧股动脉插管股静脉置入5F SwanGanz导管(Baxter,USA)，接西门子960型心电监护仪，监测平均动脉压(MAP)、中心静脉压(CVP)、肺动脉楔嵌压(PAWP)、肺动脉血温(Tpa)和心电图(ECG)；冷盐水热稀释法测定心排血量(CO)；颅顶正中钻颅开窗1.5 cm×2.0 cm，不损及硬脑膜，暴露矢状窦，颅骨下硬脑膜外置硬膜外压力传感器监测颅内压(ICP)；经矢状窦向窦汇侧置管，用于间断抽取脑静脉血。
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1.2 分组：动物随机分成2组，Ⅰ组即对照组(5只)，心脏复苏后加强监护治疗至4小时；Ⅱ组即实验组(4只)，复苏同时开始CPB，其余处理措施同Ⅰ组。
1.3 模型制作与复苏：按Pittsburgh电击VF方法[4]。停止机械通气，经胸壁以60～80 V交流电进行为时4秒的电休克，必要时反复，直至ECG呈VF波形，MAP为0，持续8分钟后开始复苏。Ⅰ组采用开胸心肺复苏(CPR)方法，恢复机械通气，吸氧浓度1.00，潮气量25～30 ml/kg，开胸心脏按压，直流电击除颤(从100 J开始)，同时应用肾上腺素、多巴胺、碳酸氢钠及阿托品等药物，必要时用利多卡因抗心律失常，直到恢复窦性心律，MAP>10.67 kPa(1 kPa=7.5 mmHg)表示自主循环恢复(RSC)；心脏复苏后维持MAP 16.00 kPa，加强监护治疗4小时；Ⅱ组于开胸CPR同时行CPB，转速600～800 ml/min，氧流量2～4 L/min，开始前静注肝素1.5 mg/kg，转流维持2小时后脱机，回输氧合器内血液，调节转流血温及物理保温法维持Tpa。
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1.4 体外转流装置：由转流泵(GS 02滚柱泵，上海医疗器械研究所)、氧合器(FDAL08，复旦大学科教仪器厂)、热交换器、变温台及动、静脉管道组成。氧合器系中空纤维膜式。生理盐水与5%碳酸氢钠溶液以9∶1容积比配制预充液(肝素40 mg/L)，170 ml预充液预充转流系统。
1.5 观察指标及方法：
1.5.1 CA前及CA复苏后30、60、120和240分钟分别采取动脉血、矢状窦血等标本，记录心脏复苏时间、Tpa及血流动力学参数指标。
1.5.2 动脉血、矢状窦血行血气分析(Radiometer ABL5,Copenhagen)，血常规检测血红蛋白(Hb)、血细胞比容(Hct)和血小板数(BPC)。
1.5.3 O2UC计算法：O2UC=氧摄取/氧输送。
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1.6 统计学方法：计量资料以均数±标准差(
±s)表示，采用t检验，P<0.05为差异有显著性。2 结 果
2.1 心肺复苏及循环状态：Ⅰ组心脏复苏时间(13.6±5.9)分钟，明显高于Ⅱ组(6.3±2.1)分钟(P<0.05)；除颤次数Ⅰ组(4.3±1.2)次，Ⅱ组(2.4±0.8)次；肾上腺素用量分别为(3.8±1.1)mg和(0.9±0.1)mg；复苏前后2组心率(HR)、PAWP、CVP等无明显差异(P均>0.05)；Ⅰ组复苏后60分钟MAP及120分钟CO均明显低于CA前(P均<0.05)；2组动物复苏后ICP均升高，但与复苏前相比及组间相比均无显著差异(P均>0.05)；CPB使Ⅱ组动物Hct从CA前0.37±0.02下降至复苏后0.30±0.02(P均<0.05)，且明显低于Ⅰ组各值(P均<0.05)。2组动物CA后体温均自发性下降，经物理保温及调节转流血温维持Tpa 36.2～37.3 ℃，组间比较无显著差异(P>0.05)。见表1。
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表1 2组动物复苏前后血流动力学等参数变化(
±s) 指标组别
CA前
RSC后时间(min)
30
60
120
240
HR(次/min)
Ⅰ组
169±22
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144±16
150±69
131±62
143±30
Ⅱ组
168±14
156±35
153±14
148±25
138±21
MAP(kPa)
Ⅰ组
16.5±2.67
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16.0±3.55
13.6±4.95+
16.1±2.67
15.3±3.95
Ⅱ组
17.2±3.57
18.7±4.56
16.4±6.12*
16.9±6.12
16.0±4.27
ICP(kPa)
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Ⅰ组
1.60±0.75
1.93±0.94
2.07±0.34
1.73±0.24
2.10±0.99
Ⅱ组
1.77±0.89
2.53±1.85
1.80±1.30
1.56±0.28
1.83±0.66
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CVP(kPa)
Ⅰ组
1.07±0.35
1.69±0.73
2.13±0.37
2.00±0.61
2.13±0.24
Ⅱ组
0.93±0.20
1.07±0.25
1.07±0.44
1.20±0.19
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1.33±0.28
PAWP(kPa)
Ⅰ组
1.56±0.39
2.27±1.27
1.93±0.10
1.43±0.08
2.20±0.85
Ⅱ组
1.33±0.17
1.87±0.93
1.73±1.17
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1.73±0.28
1.60±0.69
CO(L/min)
Ⅰ组
3.4±1.4
2.9±0.4
2.9±1.7
2.1±0.8+
2.8±0.9
Ⅱ组
3.0±0.7
2.5±0.8
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2.6±0.6
2.9±0.2
2.8±0.7
Hb(g/L)
Ⅰ组
133.0±4.0
109.0±14.0
116.0±11.0
130.0±16.0
131.0±18.0
Ⅱ组
132.0±8.0
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111.0±10.0
119.0±10.0
113.0±19.0
116.0±12.0
Hct
Ⅰ组
0.39±0.01
0.35±0.05
0.37±0.03
0.35±0.05
0.35±0.01
Ⅱ组
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0.37±0.02
0.30±0.02+*
0.29±0.02+*
0.31±0.02+*
0.31±0.03+*
Tpa(℃)
Ⅰ组
38.6±1.6
36.9±2.0
37.1±1.6
37.2±2.7
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37.3±0.2
Ⅱ组
38.5±1.0
36.2±0.9
36.9±1.0
37.0±2.2
37.1±1.1
注：与CA前值比较：+P<0.05；与Ⅰ组比较：*P<0.05；1 kPa=10.20 cmH2O
2.2 脑O2UC及PssO2变化：Ⅰ组RSC后30、60、120和240分钟脑O2UC不断升高，分别为0.64±0.10，0.71±0.09，0.74±0.08和0.77±0.06，均较CA前0.43±0.08明显升高(P均<0.05)；PssO2从RSC后120分钟起明显下降(P均<0.05)，240分钟降至(2.84±0.20)kPa。Ⅱ组RSC后除120分钟外各时点脑O2UC呈轻度升高，分别为0.52±0.04，0.56±0.03，0.57±0.03，但与CA前0.51±0.03比较无显著差异(P均>0.05)，而较Ⅰ组各值明显降低(P均<0.05)，PssO2与CA前比较亦无显著降低(P均>0.05)，说明Ⅱ组复苏能改善CA后脑氧供需关系。见表2。
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表2 2组动物复苏前后O2UC和PssO2的变化(
±s) 指标组别
CA前
RSC后时间(min)
30
60
120
240
脑O2UC
Ⅰ组
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0.43±0.08
0.64±0.10+
0.71±0.09+
0.74±0.08+
0.77±0.06+
Ⅱ组
0.51±0.03
0.52±0.04*
0.56±0.03*
0.61±0.01+*
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0.57±0.03*
PssO2(kPa)
Ⅰ组
4.72±0.70
4.33±0.40
3.99±0.10
3.12±0.60+
2.84±0.20+
Ⅱ组
4.56±0.50
4.73±0.40
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4.83±0.30*
4.26±0.30*
4.25±0.30*
注：与CA前值比较：+P<0.05;与Ⅰ组比较：*P<0.05
3 讨 论
3.1 CA复苏后继发性脑损害中脑血流动力学异常起主要作用[5]，自主循环恢复后发生的脑再灌注中，继短暂性的反应性充血后即发生至少持续10小时的脑低灌注。Kuboyama等[6]发现犬VFCA 12.5分钟经CPR复苏后的2～18小时脑氧输送不能满足氧需求，主要表现在脑O2UC>0.50，PssO2<2.67 kPa，说明在脑持续低灌注期脑氧供与摄取间失配(mismatching)，这可能是CA后脑损害的主要因素之一。
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3.2 本实验结果表明CA经开胸心脏按压CPR后加强监护治疗的4小时内，脑O2UC升高明显，同时PssO2不断降低并接近临界值水平(2.67 kPa)。本实验犬脑O2UC正常参考值为0.40～0.53，高于报道的0.3～0.4[6]，可能由动物差别、样本小等所致，但复苏后其不断增高的变化趋势是一致的，表明心脏复苏后脑氧供需发生严重失衡，脑氧输送不能满足氧需求。实验中未能观察脑血流量(CBF)的变化，因此无法直接计算脑氧输送和氧代谢及二者的比值，但O2UC能反映二者的关系。Ⅱ组动物CA后经开胸CPR和CPB复苏，脑O2UC无明显增高，PssO2变化亦不显著，且较Ⅰ组动物明显升高，表明经CPB复苏后脑氧供需关系得到改善。推测其作用机制可能在于：①CPB使早期脑复苏开始成为可能。影响CA后脑复苏的因素是多方面的，其中心脏复苏的时间、有效性与脑损害程度密切相关，关键在于尽早改善脑再灌注。Kano等[2]发现经CPB复苏后，即使动物自主循环未恢复时，CBF已恢复到CA前水平，而胸外或开胸心脏按压均不能产生类似效果。本实验2组动物RSC后4小时内均维持稳定的循环状态，但CPB复苏组心脏复苏时间显著缩短，除颤次数和肾上腺素用量也大为减少，可能是由于体外转流直接改善了冠状动脉血流量，使心脏复苏更为有效，从而提早供脑氧输送；另一方面，在心脏未复跳时，体外转流可一定程度上代替心脏的泵功能，提供一定的脑血流量，使脑复苏早期化，为进一步复苏打下基础。②血液稀释的作用。脑缺血时血管通透性增高引起血液粘滞度增高，这可能是脑无再灌注和延迟性多灶性持续低灌注的主要原因[7]。一般情况下血流量与血液粘滞度成反比，因此血液稀释可能对脑复苏有利。Sterz等[8，9]的动物实验初步证明了血液稀释(降低Hct)的这一作用，但强调应掌握在Hct>0.25，否则血液携氧下降反而会起到有害作用。体外转流由于预充液使血液稀释，从而降低血液粘滞度。本实验中CPB使Hct在复苏后降至0.29～0.32，明显低于对照组，可能在提高CBF中起到一定作用。③低温的作用。亚低温的脑复苏作用日益受到重视，但其并不能改善CA复苏后脑氧供需失配[6]。本实验未能进一步对照比较低温对脑O2UC的影响，有待深入研究。
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本结果表明：CA复苏后脑O2UC明显升高，PssO2明显降低，表明脑氧供需失配；CPB能抑制二者的改变，调整脑氧供需平衡，有利于脑复苏。
作者简介：许永华(1968-)，男(汉族)，浙江杭州人，硕士，主治医师。
参考文献：
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[5]Hossmann K A.Ischemiamediated neuronal injury.Resuscitation,1993,26:225-235.
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[6]Kuboyama K,Safar P,Oku K,et al.Mild hypothermia after cardiac arrest in dogs does not affect postarrest cerebral oxygen uptake/delivery mismatching.Resuscitation,1994,27:231-244.
[7]Ames A,Wright R L,Kowada M,et al.Cerebral ischemia(Ⅱ):the noreflow phenomenon.Am J Pathol,1968,52:437-453.
[8]Sterz F,Leonov Y,Safar P,et al.Hypertension with or without hemodilution after cardiac arrest in dogs.Stroke,1990,21:1178-1184.
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收稿日期：1999-03-05, 百拇医药