院外心脏骤停急救辅助设备的使用现状

［摘要］院外心脏骤停（OHCA）是一种致命的突发情况，需要第一时间进行有效急救，包括人工心肺复苏（CPR）及急救辅助设备，本文综述辅助CPR的4种方法或设备（CPR反馈装置、电话及视频指导CPR、智能CPR设备），以及体外自动除颤仪（AED）的使用及布局，提出目前这些方法和设备的局限性，探讨未来的研发方向，以期最大化地提高OHCA患者的存活率。

［关键词］院外心脏骤停；心肺复苏；体外自动除颤仪

doi：10.3969/j.issn.1674-7593.2023.05.024

Advancements in Auxiliary Equipment for Out-of-Hospital Cardiac Arrest FirstAid：a Research Overview

Li Rong1，Cheng Jiahao2，Zhuo Jingyu1，Zhang Ruiyuan1，Xian Zhongzhi1，Gao Tianxin1，Guo Wei3**

1School of Medical Technology，Beijing Institute of Technology，Beijing100081；2School of Computer Science amp; Technology，Beijing Institute ofTechnology，Beijing100081；3Emergency Department of Beijing Tiantan Hospital Affiliated to Beijing Capital Medical University，Beijing100070

**Corresponding author：Guo Wei，email：guowei1010@126.com

［Abstract］Out-of-hospital cardiac arrest（OHCA） is a critical medical emergency necessitating prompt and proficient initial assistance，comprising of artificial cardiopulmonary resuscitation（CPR） and first aid interventions.This article presents a comprehensive examination of four techniques or apparatuses employed to enhance CPR efficacy，namely CPR feedback devices，telephone and video-guided CPR，and intelligent CPR devices.Additionally，it explores the utilization and arrangement of automatic external defibrillators（AEDs）.The existing methodologies and devices' constraints are deliberated upon，alongside an exploration of future research and development prospects，all aimed at optimizing the OHCA survival rate.

［Key words］Out-of-hospital cardiac arrest;Cardiopulmonary resuscitation;Automatic external defibrillator

心脏骤停（Cardiac arrest，CA）是指心脏泵血功能突然停止，造成血液循环中断、呼吸停止和意识丧失。CA发作突然，10 s左右可出现意识丧失，需要在4～5 min内实施急救，否则将出现生物学死亡且罕见自发逆转［1］。我国每年约有54.4万人发生CA，发病率接近发达国家水平，但整体抢救水平远低于发达国家，CA患者神经功能良好的出院生存率仅为1%左右［1］。大部分的CA事件发生在院外，其中67%左右有现场目击者，但通常为非医务人员［2］。目前院外心脏骤停（Out-of-hospital cardiac arrest，OHCA）的主要急救手段是心肺复苏（Cardiopulmonary resuscitation，CPR）和使用自动体外除颤仪（Automatic external defibrillator，AED）进行除颤［3］。老龄化趋势下，我国60岁以上老人数量不断增长且老年人发生OHCA的概率更高，对老年OHCA患者的急救应得到更多关注［4］。老年患者发生OHCA具有高发性、可预见性、目击率高等特点［5-6］。但多次高能单相波除颤对老年患者造成的心脏损伤明显上升［5］。因此，完善OHCA辅助设备，增强有关人员的救助意识将大大提升老年OHCA患者的存活率。本综述总结归纳了现有的4种用于救助OHCA患者的设备和方法及其各自的发展现状和优缺点，以期发现目前对OHCA患者急救的不足，探讨更加完善、系统的救助方案。

1辅助CPR的设备及方法

CPR是CA患者初期的基础生命支持。现代CPR的主要原理为借助外力维持患者的呼吸和循环，直至患者呼吸循环恢复或获得高级生命支持。高质量的CPR可以有效挽救CA患者的生命，一般CPR抢救后存活的老年人大多数可恢复到心脏停搏前的功能状态［7］。然而，CPR对施救者的要求较高，高质量CPR对按压位置、按压频率和按压深度均有一定要求，在操作中还应尽量避免按压倾斜和胸廓回弹不充分。这对徒手进行CPR的施救者无疑有着不小的难度［8］。

我国CPR的培训普及率不足1%，因此，院外CPR成功率较低［9］。所以对现场非专业CPR操作人员进行辅助，可提高CA患者生存率。辅助非专业人员进行CPR的研究主要集中在以下3个方面：CPR反馈装置的实时反馈，帮助施救者调整和保持合适的按压频率和深度；通过电话或视频由专业急救人员指导进行CPR；由机械装置代替人工进行CPR，即智能心肺复苏设备。

1.1CPR反馈装置

CPR的实时反馈模块具有2个主要特性：实时性与准确性。CPR装置中选取的重要的反馈信息为胸部按压频率与深度。目前主流的反馈装置有阻抗信号反馈装置和加速度信号反馈装置。加速度传感器通过测量位移加速度信号和震动信号，转化为电信号，把加速度信号与标准按压频率对照，使实时反馈装置能通过语音或者信号灯等方式，警示施救者的施救按压频率是否标准。反馈处理中，对于反馈信号的实时性与准确性有极高的要求。目前产品主流的算法为Donoho的软、硬小波包阈值降噪测量算法，对于采样间隔的要求不严格时，阈值函数的选择都偏向于选取硬阈值［10］。虽然不连续的信号会极大地降低反馈的实时性，但相较于人的反应时间（约0.2 s），CPR的实时性要求不高。对于施救者来说，时间间隔取到0.1 s，既能保证反馈的实时性，也能极大地保证反馈的准确性。大部分OHCA急救设备上都未配备CPR反馈装置。一方面是重量过大，另一方面是成本过高。所以对于CPR反馈装置的轻量化与传感器的简化，是未来研发的重要方向。

1.2电话指导CPR

电话指导CPR（Telephone-assisted cardiopulmonary resuscitation，TCPR）是指急救中心人员接到旁观者求救电话后，判断患者发生CA，向施救的目击者发布指令，指导其进行的CPR。目前我国CPR技术尚未完全普及，在TCPR中，急救人员能够通过报数等方式指导施救者的按压频率，以及正确按压位置，提高CPR执行率，从而改善OHCA的存活率、长期预后及院前成活率（自主循环恢复并持续至入院）［11-12］。也有助于提高对OHCA的识别和急救效率。但目前国内急救人员对于OHCA事件的识别率为20.2%～57.8%，而国外为82.9%～97.5%［13］。所以国内急救调度人员对于OHCA事件的识别能力以及指导能力还有待改进和提高。TCPR难以监测和评估施救者CPR急救的质量，在按压深度、按压中断时间和胸廓回弹程度等方面的监测和指导不足。

1.3视频指导CPR

视频指导CPR是指急救中心接到第一反应人或求救者的求助后，在人员组织机构、信息技术手段等资源的保障下，应用视频远程技术给予OHCA患者的CPR进行指导［14］。视频指导CPR可有效提高OHCA救治成功率和患者存活率。在视频通话中，急救中心人员可以对按压位置、按压频率、按压深度等进行实时指导。研究表明，使用手动除颤器的视频通话指导组与使用AED的传统组相比，在第一次除颤时间、放手时间、按压中断时间、最后一次按压到除颤时间、除颤到恢复按压时间等方面均有明显改善［15］。视频指导CPR可以有效避免因为施救者专业知识缺乏而发生的意外［16］。虽然视频指导CPR可能会在许多方面提高CPR质量，但延迟启动胸部按压会危及患者的生存机会。目前，亚洲大城市地区的紧急救护服务响应时间约为5～10 min［17］。因此，应同时进行TCPR和视频指导CPR［15］。

1.4智能CPR设备

根据按压方式的不同，现存的智能CPR设备可分为三代［18］：第一代以机械作用的单点力作用于患者心脏；第二代基于胸泵理论，改进作用力为分部式，均匀覆盖于患者前胸；第三代则发展为全胸腔包裹式的三维按压，更加贴近心脏的工作原理。第二代在功能上保证了急救运输患者途中胸外按压的稳定性，第三代创造性采用三维按压，减少了因CPR而产生的胸骨或肋骨骨折等并发症，同时，在Weil危重科学研究院所推出的Weil SCC智能CPR系统中，率先提出了具有有效按压深度的CPR反馈。在国外，三代智能CPR设备具有长足的发展而且逐渐趋于成熟［19］。而国内由于发展起步较晚，基础薄弱，智能CPR设备多为第一代。目前对智能CPR设备的研究，缺少对于胸外按压深度的反馈以及修正，无法根据按压动态地修正按压力度与深度，虽然机械按压提高了CPR的质量，但患者仍然可能面临骨折等并发症所带来的危险，智能CPR设备缺少自适应的反馈调节机制［19］。

2自动体外除颤仪

体外除颤是指按照选定的除颤能量，由充电电路对除颤电容完成充电，得到高达数千伏的高电压，然后根据指令放电，通过除颤电极将电流注入患者体内［20］。手动除颤器需要医生手动控制除颤过程，通过心电图确认除颤或心脏复律的指征，从而选择合适的能量进行放电。对操作人员的专业要求高，不利于面向大众进行急救培训和推广。而AED因操作简单，且不需要急救者判断是否除颤，也不需要选择放电能量，所以适用于非医务人员实施急救。

2.1AED设备

AED于70年代问世，最大的优势是能通过一套计算机算法自动检测和分析心率异常并判断是否放电。该算法的设计重点在于准确识别和选择放电能量。一项对837份院前急救时AED记录的心电图的回顾性研究表明，由于外在干扰和检测错误的原因，有16%的需除颤的心律失常未予除颤，4%因为外部干扰、使用植入式复律除颤器（Internal cardioverter defibrillator，ICD）等原因导致原本不需要除颤的给予了除颤的提示，但这种情况下除颤并没有导致心率进一步恶化［21］。不同的患者有着不同的经胸阻抗，高阻抗的患者需要更高的电流才能达到治疗效果，而低阻抗的患者则相反。现有的AED设备普遍通过双相波除颤和重复除颤或者稍微延长电流时间的方法增加除颤成功率。如何在达到目的的同时降低除颤电击能量是AED的一个发展方向。

目前AED设备的开发已经较为成熟，市场上的AED设备可以做到自动检测心电并提示是否放电，大部分AED设备上有提示电极片安装位置的彩图，在急救过程中有语音提示放置电极片，是否需要放电，提醒放电时不要触碰患者，放电后提示进行胸外按压。部分设备通过语音提示对CPR进行深度和频率的指导，但无法对CPR情况进行反馈。关于如何更好利用AED进行急救，当前的研究主要集中于：通过优化AED判断心律失常的算法和放电机制，提高AED的除颤效果，如何使AED在需要时能够及时获得。

2.2AED的布局

AED的布局是提高OHCA存活率的一个重要因素。即使在广泛设置AED的公共场所，也只有不到10%的OHCA发生在距离AED设备100 m以内［22］。美国规定在救护车5 min内无法到达的公共场所依法布局AED［23］。我国专家建议全国各省市区可以按照人口密度和急救需求，按照“每10万人设置100～200台”的原则确定AED配备数量，统一规划配置AED。同时建议以“第一反应人”能够在3～5 min内获得AED并赶到患者身边为标准［24］。在近5年内发生过OHCA，存在可能发生OHCA的高危人群或人群中有一定发生心血管意外的概率［≥1次/（年·1 000人）］的区域设置AED。总的来说就是在5年内发生过OHCA的场所、50岁以上人口占较大比例或其他高危人群占比高的场所、平均固定人口大于3 000人的场所，如学校、工厂等区域设置AED。这些场合发生OHCA的概率较大，且往往存在目击者，设置AED可确保发生OHCA时急救者能获得AED并尽早进行除颤。在长距离交通工具上至少配备1台AED，短距离交通工具如出租车、公共汽车也鼓励配备AED。不仅旅行中乘客发生CA时可以使用，同时公共交通工具所在的地方往往人流量较大，且公共交通工具可以移动，方便OHCA目击者在最短的时间内获得AED。AED在公共场所的日常布局是推进AED急救的重要问题。可通过开发小程序为使用者智能显示附近的AED设备并规划最短获得路径来帮助目击者快速获得AED［25］。

AED的配置和使用还存在应用普及率不高，现有AED管理困难等问题。例如在AED配置上做得较好的深圳，AED的配置由市政府出资，深圳市急救中心负责购置和保养维修，产权属于急救中心。AED所在场所和产权人分离带来了维护及监管不便等问题［26］。

3小结

综上所述，发生OHCA需要第一时间急救，且主要依赖第一反应人已成为共识。为提高非专业第一反应人的急救效率，优化院外急救设备和电话或视频指导CPR是非常必要的。目前的AED设备具备语音指导除颤和CPR频率指导模块，未来当传感器和反馈装置进一步简化，有望将CPR指导和实时反馈功能集成到AED设备上。相对于CPR，AED对大众来说使用门槛更低。如果智能CPR装置能够继续发展，制造出类似AED一类便携的半自动CPR装置，并结合反馈装置实现自我优化，那么不仅非专业人士可以使用其进行第一时间的高质量CPR，医护人员也可以在急救中依靠此类设备实现长时间持续的高质量CPR。

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（2023-03-10收稿）