呼气末二氧化碳分压监测在院前心肺复苏术评估中的意义

陈志刚，陆素琴

全球心搏骤停的发生率为20～140例/10万人，其中约80%患者心搏骤停是发生在院外，生存率约2%～11%。成功救治心搏骤停患者的关键要素包括心搏骤停的早期识别、及时且有效的心肺复苏术（CPR）、除颤策略和复苏后治疗等。最初由旁观者实施CPR，其次由快速应急部门（我国主要是以“120”为代表的院前急救机构）提供高质量的心肺复苏术对最终结果至关重要。目前，我国院前急救医疗服务受到经济实力、城市规模、急救意识、服务区域以及传统观念等影响，并且由于院前急救车辆的空间限制，复苏急救设备比如心肺复苏的医疗器械等未广泛采用，徒手心肺复苏仍是医师现阶段院前急救现场处置心搏骤停患者的核心手段。由于徒手心肺复苏受到体力及参加抢救人员限制，难以长时间保证按压的有效性，同时院前急救医师面临如何评估心肺复苏的质量、预判患者的预后、何时终止心肺复苏等问题。现如今在心肺复苏过程中通过监测呼气末二氧化碳分压（PetCO2）指导复苏的方法受到普遍推荐，现将其指导院前CPR的意义做简单阐述。

1 美国心脏协会推荐呼气末二氧化碳分压判断CPR质量

心肺复苏是心搏骤停后建立人工血液循环的重要手段，也是目前急诊医学领域研究的重大课题之一。其他的相关措施，比如除颤、气道管理、建立血管通路和药物应用等作用有限[1]。纵观近十年来《美国心脏协会心肺复苏与心血管急救指南》（以下简称《指南》）的变化，胸外按压是越来越重要。2010年《指南》继续强调高质量的CPR是提高抢救成功率的基础，为了改善循环，多按压，少通气是提高自主循环恢复（ROSC）的关键。鉴于临床上判断CPR是否有效的方法常常是依据某些体征的变化，如大动脉搏动、瞳孔、皮肤黏膜颜色等等，但不够确切，甚至有误导可能。在2010年《指南》中指出，在心搏骤停患者实施CPR过程中，除可以监测心电活动和检查脉搏外，还可以通过监测呼气末PetCO2、中心静脉血氧饱和度（ScvO2）、冠状动脉灌注压（CPP=主动脉舒张压-右房舒张压）[2-3]来评估心肺复苏有效性。但心肺复苏的患者病情危重，特别是在院前阶段，应用侵入性手段及非侵入手段直接检测心输出量来评估心肺复苏的有效性明显具有局限性，且CPR监测在临床实际工作中可行性极低[4]，而只有监测PetCO2是唯一无创而快速准确的评估手段[5]。因此，美国心脏学会将基于PetCO2值的定量波形图作为Class-1级推荐，用以判断对成人心搏骤停患者实施的CPR质量和是否恢复自主循环（ROSC）[6]。

2 PetCO 2检测原理与意义

2.1 PetCO2产生原理 基础研究表明，正常生理状态下，PetCO2水平由CO2产生量、肺泡通气能力和心排出量决定。CO2是氧化代谢的终产物，体内存储量约120 L，主要以碳酸氢盐形式存在于脂肪及骨骼中，成人血中约有2700 ml的CO2，肺泡气中约含150 ml的CO2。通过呼吸排出的CO2量（CO2排出量）不能直接反映代谢活动产生的CO2量（CO2产量）。组织细胞代谢产生二氧化碳，经毛细血管和静脉运输到肺，在呼气时排出体外，体内二氧化碳产量（VCO2）和肺通气量（VA）决定肺泡内二氧化碳分压（PetCO2）即PetCO2= VCO2×0.863/VA（0.863是气体容量转换成压力的常数）。CO2的产量、肺泡通气量和肺血流灌注量三者共同影响肺泡CO2的压力，CO2的弥散能力很强，极易从肺毛细血管进入肺泡形成肺泡CO2压力（PACO2），故PaCO2和PACO2很快平衡，最后呼出的气体应为肺泡气。正常人PaCO2、PACO2、PetCO2三者基本相等，因此测定PetCO2可代表PaCO2[7]。

2.2 PetCO2监测意义 正常情况下，PetCO2范围在35～40 mmHg。心搏骤停则自主循环停止，自主循环恢复取决于冠状动脉灌注压（CPP），当主动脉舒张压与右心房压的压力梯度达2.0kPa时，患者可能恢复自主循环，已有的研究发现心输出量和PetCO2呈正相关。心搏骤停时，心排血和肺通气/换气都停止，虽CO2持续不断从全身组织产生，但血流停止，即使充分通气而无心脏按压，通气/血流比值（V/Q）严重失调，血液中大量CO2不能输送到肺，即不能完成气体交换，PetCO2降低或为零。随着胸部按压，肺部灌注增加，PetCO2值也随之增加，试验表明，PetCO2水平的骤然升高是自主循环恢复的敏感指标，当PetCO2突然持续增加升高到正常值（35～40 mmHg），常标志着ROSC[8]，因此可将PetCO2作为评价CPR效果的一项指标。目前心搏骤停患者在心肺复苏中PetCO2需要达到的阈值尚不确定，并且以何时或哪一时间段内的PetCO2水平作为预测ROSC的指标也不明确。Davis等[9]研究认为预测ROSC的最佳PetCO2阈值为＞20 mmHg，且可减少心搏骤停患者在复苏关键时刻的不必要的按压暂停；Grmec等[10]研究认为应将PetCO2的值定在1.33 kPa以作为复苏阈值。但是因窒息导致的心搏骤停患者在复苏的初期，测得的PetCO2数值较高，却并不能提示预后良好[11]。

作为院前急救医师，心肺复苏中面临的何时终止CPR放弃抢救的问题。王一镗教授提出具备脑死亡的理念（深度昏迷，对任何刺激无反应；自主呼吸持续停止；脑干反射全部消失）+无心跳及脉搏+CPR持续30 min，可以放弃抢救终止复苏[12]，但缺少量化指标支持。Akinci等[13]研究认为PetCO2水平低于14 mmHg时，心搏骤停患者无法存活。Kolar等[4]的一项涉及737例院外心肺复苏患者的前瞻性观察研究显示，进行标准高级生命支持20 min后监测Pet-CO2，未能建立自主循环者，PetCO2为（0.92±0.29）kPa[（6.9±2.2）mmHg）]；建立自主循环者，PetCO2为（4.36±1.11）kPa[（32.8±9.1）mmHg]，两者具有显著差异。以高级生命支持20 min时PetCO2≤1.9 kPa（14.3 mmHg）预测不能建立有效自主循环，其特异性、敏感性、阳性预测值、阴性预测值均为100%。陈旭岩等[14]观察院内心肺复苏患者，以高级生命支持20min时PetCO2≤1.33kPa（10mmHg）预测早期复苏失败，敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值均为100%。

3 院前急救CPR评估的前景与预测

心肺复苏过程中监测PetCO2作为心肺复苏成功早期评价指标的应用前景值得期待。PetCO2可作为评估CPR质量与效果的有效手段，但由于目前的研究都集中在院内，而且在院前缺乏高级气道管理手段，比如气管插管，因其有创、并发症多、未能提高患者存活率而不推荐作为院前气道管理的手段[15]。因此，首先需要找出有效的适合在院前实施的高级气道管理办法，借此监测PetCO2值，以改善CPR质量，提高ROCS等。同时，必须要逐步明确院前心肺复苏持续时间、PetCO2阈值和预测ROSC的关系；心源性心搏骤停和非心源性心搏骤停患者的预测ROSC的PetCO2阈值等。

综上所述，PetCO2监测在临床复苏中是一个很有价值和前途的应用系统，可在心肺复苏中及时准确地预测ROSC，可避免在复苏的关键时刻发生不必要的中断，从而避免成功复苏可能机会的丧失，能极大地提高心肺复苏的持续性、有效性、科学性，使患者获益，同时也保护了急救人员自身的医疗安全。PetCO2监测技术将在院前急救中展示其重要意义并发挥必要的应用价值。

[1]Perkins GD，Brace SJ，Smythe M，et al.Out-of-hospital cardiac arrest：recent advances in resuscitation and effects on outcome[J].Heart，2012，98（7）：529-535.

[2]Kleinman ME，Chameides L，Schexnayder SM，et al.Part 14：pediatric advanced life support：2010 AmericanHeartAssociation Guidelinesfor CardiopulmonaryResuscitation and Emergency CardiovascularCare[J].Circulation，2010，122（18Suppl3）：S876-908.

[3]Berg M，Schexnayder SM，Chameides L，et al.Part13：pediamc basic life support：2010 American Heart Association Guidelines for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care [J].Circulation，2010，122（18 Suppl 3）：S862-875.

[4]Kolar M，Krizmaric M，Klemen P，et al.Partial pressure of end-tidal carbon dioxide successful predicts cardiopulmonary resuscitation in the field：a prospective observational study[J]. Crit Care，2008，12（5）：R115.

[5]赵静静，马青变.呼气末二氧化碳监测在心肺复苏中的应用进展[J].中国急救医学，2011，31（4）：358-361.

[6]Berg RA，Hemphill R，Abella BS，et al.Part 5：Adult Basic Life Support：2010 American Heart AssociationGuidelinesforCardiopulmonaryResuscitation and Emergency Cardiovascular Care[J]. Circulation，2010，122（18 Suppl 3）：S685-705.

[7]温玉敏，陈宝珠，范淑华，等.呼气末二氧化碳分压监测危重患者病情变化的临床意义分析[J].中国全科医学，2013，16（5）：549-551.

[8]Pokorná M，Necas E，Kratochvíl J，et al.A sudden increase in partial pressure end-tidal carbon dioxide[P（ET）CO（2）]at the moment of return ofspontaneous circulation[J].J Emerg Med，2010，38（5）：614-621.

[9]Davis DP，Sell RE，Wilkes N，et al.Electrical and mechanicalrecoveryofcardiacfunctionfollowingout-of-hospitalcardiacarrest[J].Resuscitation，2013，84（1）：25-30.

[10]Grmec S，Krizmaric M，Mally S，et al.Utstein style analysisofout-of-hospitalcardiacarrest--bystander CPR and end expired carbon dioxide[J].Resuscitation，2007，72（3）：404-414.

[11]Lah K，Križmarić M，Grmec S，et al.The dynamic patternof end-tidalCarbondioxideduring cardiopulmonary resuscitation：difference between asphyxial cardiac arrest and ventricular fibrillation/pulseless ventricular tachycardia cardiac arrest[J].Crit Care，2011，15（1）：R13.

[12]王一镗，刘中民.灾难医学理论与实践[M].北京：人民出版社，2013：306-307.

[13]Akinci E，Ramadan H，Yuzbasioglu Y，et al.Comparison of end-tidal carbon dioxide levels with cardiopulmonary resuscitation success presented to emergency department with cardiopulmonary arrest[J].Pak J Med Sci，2014，30（1）：16-21.

[14]陈旭岩，冯莉莉，刘 娟，等.潮气末二氧化碳分压评价心搏骤停患者心肺复苏的预后[J].中国急救复苏与灾害医学杂志，2007，2（3）：132-134.

[15]Lecky F，Bryden D，Little R，et al.Emergency intubation for acutely ill and injured patients [J].Cochrane Database Syst Rev，2008，16（2）：CD001429.