超声在猪心肺复苏后肺损伤评估中的应用价值

吴春双，徐杰丰，陈启江，金晓红，张 茂

随着心肺复苏技术的不断进步，心脏骤停后自主循环恢复率已有提高，但出院存活率仍较低。心脏骤停后综合征是复苏后由于全身组织缺血再灌注损伤，导致的以心、脑损害为主的多器官功能不全，是患者死亡的主要原因[1]。目前复苏后器官损伤的研究主要集中在心、脑，而肺脏作为重要器官的研究相对较少。肺超声具有无创、无放射性、简单快速和可重复性强的优点，已被广泛用于急危重症的评估[2-3]，包括气胸、胸腔积液、肺水肿、肺挫伤、肺不张等各种肺部病变，但在复苏后肺损伤评估中的应用价值少有研究[4]。本研究通过建立猪心肺复苏模型，评价超声在复苏后肺损伤评估中的价值，为临床转化应用提供依据。

材料与方法

1实验动物及分组

国产健康雄性白猪10头，体质量(35.9±2.4)kg，购自上海甲干生物科技有限公司，动物合格证号SCXK(沪)2015-0005。所有动物均以标准饲料喂养，自由饮水。采用随机数字表法均分为假手术组、心肺复苏组各5头，其中假手术组仅进行动物麻醉和置管监测，心肺复苏组则在常规麻醉、气管插管和置管监测后，经历心脏骤停与复苏。

2心肺复苏模型的制备

参照文献[5]的方法制备心肺复苏模型。动物肌肉注射氯胺酮(宁波鄞州医药药材有限公司，0.1g:2mL)20mg/kg麻醉诱导后，仰卧固定在手术台上，经耳缘静脉注射戊巴比妥钠(美国Merck公司，25g/瓶)首剂30mg/kg，然后8mg(kg·h)维持麻醉。经口气管插管术后连接呼吸机(Syno Vent E5，深圳迈瑞公司，中国)，呼吸机参数设置为频率15次/min、潮气量12mL/kg、峰流速40L/min、吸入氧浓度21%。经左股动脉、右颈内静脉分别置入脉搏指示连续心排血量(PiCCO)动脉导管与中心静脉导管，连接监护仪(Bene View T6，深圳迈瑞公司，中国)，监测动脉血压、心率、血管外肺水指数(EVLWI)和肺血管通透性指数(PVPI)；暴露右颈外静脉，置入电极至右心室，经电极释放1mA交流电诱发室颤。诱发室颤成功，断开呼吸机观察8min，然后进行标准的心肺复苏。采用ZOLL E系列除颤仪(ZOLL公司，美国)实时监测胸外按压质量，保证按压频率100～120次/min、深度5～6cm。复苏2.5min时，静脉注射肾上腺素20g/kg，此后每3min重复1次，复苏5min后给予能量150J的双向波电除颤1次，判断自主循环。若自主循环未恢复，立即心肺复苏2min，除颤1次。若重复5次后仍未恢复自主循环，则视为复苏失败。复苏成功的动物继续机械通气12h，然后静脉注射戊巴比妥钠150mg/kg予以安乐死。

3肺超声评分(LUS)

采用M9便携式彩色超声(深圳迈瑞公司，中国)，选择凸阵探头(3.5～10.0MHz)，由固定的经过超声培训的医师进行肺部超声检查和评分[6]。肺超声检查分区和评分标准与临床一致，分别对猪两侧前胸壁、侧胸壁及后胸壁上下部共12个分区进行检查(图1)。肺超声评分标准为：正常肺超声征象0分，轻度渗出、B线增多1分，弥漫融合B线增多2分，肺不张或实变3分(图2)，总分共36分。

图1猪进行肺部超声检查的12分区示意图。PSL为胸骨旁线，AAL为腋前线，PAL为腋后线；以经胸骨中点作为上下部分界，1、2为前胸壁上部及下部，3、4为侧胸壁上部及下部，5、6为后胸壁上部及下部

图2肺超声评分不同分值的图像。a.正常肺超声征象，0分;b.轻度渗出、B线增多，1分;c.弥漫融合B线增多，2分;d.肺不张或实变，3分

4观察指标

于复苏前(T0)和复苏后1h(T1)、3h(T3)、6h(T6)、12h(T12)，经股动脉抽取动脉血1.5mL，用5700全自动血气分析仪(实验室仪器有限公司，美国)进行血气分析，计算氧合指数(PaO2/FiO2)；通过中心静脉导管连续3次注射0.9%氯化钠(0～4℃)10mL，获得血管外肺水指数(EVLWI)和肺血管通透性指数(PVPI)，3次稳定的数据取均数；按以上方法进行肺部超声评分。

5统计学分析

结 果

1两组动物的一般情况、复苏结果及复苏后基本指标的比较

假手术组和心肺复苏组动物的体质量分别为(36.2±3.0)、(35.6±1.8)kg(P=0.71)，心率、平均动脉压(MAP)、血温组间差异均无统计学意义。两组动物12h存活率为100%(10/10)。心肺复苏组的复苏时间为(5.3±0.8)min，除颤(1.2±0.4)次，肾上腺素用量为(0.94±0.35)mg。与假手术组比较，心肺复苏组动物复苏后1、3、6、12h的心率均明显加快(P<0.05)，复苏后1、12h的平均动脉压有降低(P<0.05)；两组动物各时间点血温的组间差异均无统计学意义(表1)。

表1 各组动物心率、MAP、血温的变化

T0，基线值；T1、T3、T6、T12分别为复苏后1、3、6、12h；MAP，平均动脉压；与假手术组比较：*P<0.05

2两组动物肺损伤指标的比较

两组动物的PaO2/FiO2值随时间变化差异无统计学意义，但心肺复苏组PaO2/FiO2值在复苏后1、3和6h均低于假手术组同时点的值(图3a)。

心肺复苏组的EVLWI值从基线值、复苏后1、3、6、12h呈升高趋势(F=17.96，P<0.001)，分别为(9.7±1.3)、(17.3±4.2)、(18.5±4.3)、(18.1±5.0)和(21.0±5.5)mL/kg，而假手术组EVLWI值的变化差异无统计学意义。心肺复苏组EVLWI在复苏后1、3、6、12h均高于假手术组同时点的值(均P<0.05),图3b。

心肺复苏组的PVPI值持续升高(F=27.70，P<0.001)，基线和复苏后各时间点的值分别为2.3±0.7、4.3±0.7、5.0±0.9、5.8±1.2和6.1±0.5，尤其在复苏后1、6h均较前一个时间点明显升高(均P<0.05)，而假手术组PVPI值变化无统计学意义。心肺复苏组的PVPI在复苏后4个时点均高于假手术组同时点的值(均P<0.05),图3c。

肺超声评分与EVLWI、PVPI有一致的升高趋势(F=34.2，P<0.001)，基线和复苏后各时间点分别为(2.6±0.5)、(13.4±0.9)、(15.0±1.9)、(15.8±0.8)和(17.6±4.0)分，尤其复苏后1h明显升高(P<0.05)，而假手术组肺超声评分变化无统计学意义,且心肺复苏组在复苏后1、3、6、12h均高于假手术组(图3c)。

3LUS评分与PaO2/FiO2、EVLWI及PVPI的相关性

LUS评分与PaO2/FiO2呈明显负相关(r=-0.625,P<0.001)，与EVLWI、PVPI均呈明显正相关(r=0.790、0.882，P<0.001)。见图4。

图3两组动物LUS、PaO2/FiO2、EVLWI及PVPI的动态变化。与假手术组比较：*P<0.05；与前一个时间点比较：#P<0.05

图4 LUS与PaO2/FiO2、EVLWI、PVPI的相关性分析

讨 论

复苏后肺损伤是复苏后综合征的重要内容之一，也是心肺复苏后常见的并发症[7-8]。目前对复苏后肺损伤的机制尚未明确，包括多种原因：(1)胸外按压过程可能引起肺泡及毛细血管膜破裂，进而导致肺出血和水肿；(2)心脏骤停后缺血-再灌注损伤，促使细胞内自由基生成，加剧了膜功能的损伤；(3)胸外按压中吸入的胃液或口咽分泌物也会造成肺损伤[4]。因此，通过动态监测以早期快速识别复苏后肺损伤的变化，对于采取相关的治疗至关重要。

传统的肺损伤评估指标大多为有创性，如PaO2/FiO2，需要穿刺抽取动脉血进行血气分析获得。研究表明PaO2/FiO2的改变并不能早期识别肺损伤[9]，EVLWI、PVPI需要中心静动脉置管获得，具有潜在并发症发生风险，且花费较大；CT检查是评估肺损伤的金标准，但需要将患者转运到CT室，搬运风险大、有辐射、价格昂贵，重复评估的可行性较差；床旁胸部X线片的早期诊断价值有限，且有辐射[10]。肺超声不仅具有简单快速、安全无辐射、可重复性强的优势，且临床医生通过短期学习培训可快速掌握这一技术[6]。近年，床旁超声对肺部病变的评估已成为急危重超声重要的内容。不同阶段的肺损伤，肺超声表现不同：初期肺泡或肺间质渗出，若累及胸膜，表现为不同数量、分布的B线征象，进展期可出现碎片征、支气管充气征，当气体完全被吸收后，表现为肝样变肺组织。肺超声评分就是根据病情进展将肺部损伤进行量化评估，动态监测病情变化，指导呼吸机参数的优化设置和撤机进程，以及指导容量管理[11]。Zhao等[12]的研究表明，肺超声评分与血管外肺水指数有很高的相关性，早期肺超声评估可以预测急性呼吸窘迫综合征的发生。Chiumello等[13]对急性呼吸窘迫症患者进行肺超声评分检查，并和CT结果比较，发现肺超声评分与CT结果有很好的一致性，可以有效评估肺通气情况。Picano等[14]也建议通过B线的数量进行定量或半定量评估肺水肿情况。Cho等[4]研究心肺复苏后肺损伤在X线片和CT上的表现，但少有研究报告肺超声评分在心肺复苏后肺损伤中的应用价值。

本研究结果显示，在猪成功复苏后，反映肺损伤的传统指标PaO2/FiO2明显下降，而EVLWI、PVPI持续升高，说明心肺复苏过程中发生了急性肺损伤。肺超声评分结果显示，复苏后1h从基线的(2.6±0.5)分增加到(13.4±0.9)分，在复苏后1、3、6、12h的变化趋势与PaO2/FiO2、EVLWI、PVPI一致，且和这3个指标具有较好的相关性(r=-0.625，0.790，0.882;P<0.05)。虽然复苏后肺损伤的机制复杂，但依然可以利用半定量肺超声评分方法动态定量评估肺损伤的变化，实时指导相关治疗和处理，减少有创操作、患者搬运和CT检查次数，改善患者预后。需要注意的是，肺超声并不能完全替代其他指标，仍需要结合起来综合应用，以更准确地指导医生做出更精准的治疗决策。本研究也存在不足之处，包括：(1)动物样本量偏少；(2)CT作为肺损伤的金标准，但本研究因条件受限而未选用；(3)大动物心肺复苏模型与患者的实际情况不同，未来仍需要大样本的临床研究来证实。

综上所述，在猪心肺复苏模型中，肺超声评分与传统肺损伤指标的相关性较好，可以实时、连续无创地评估复苏后肺损伤的程度，值得进一步的临床应用研究。