濒死呼吸对心脏骤停猪模型冠脉灌注压的影响

【摘要】目的 探讨心脏骤停（CA）（心室颤动）家猪模型中濒死呼吸对冠状动脉灌注压（CPP）的影响、意义及其可能的机制。 方法 10头健康雄性家猪，体质量（25.0±1.5） kg。常规麻醉、气管插管。经右股动脉置管至胸主动脉实时监测主动脉压力（AOP）。经右颈外静脉置管至右心房实时监测右心房压力（RAP）。经心内膜交流电刺激诱发心室颤动（VF）致CA。未处理时间8 min。采集濒死呼吸前后AOP、RAP计算 CPP并进行统计学分析，濒死呼吸前后CPP数值比较采用前后配对t检验。结果 所有动物心脏骤停（心室颤动）模型均一次制作成功并出现濒死呼吸。濒死呼吸吸气前1 s CPP为 （7.18±4.22）mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）；呼气后0 s为（11.78±5.16）mm Hg，明显高于濒死呼吸前水平（t=-3.140，P=0.012

【关键词】自发濒死呼吸；心室颤动；心脏骤停；心肺复苏；冠状动脉灌注压；主动脉压；右心房压

Effects of spontaneous agonal respiration on coronary perfusion pressure during untreated cardiac arrest in swine modelLIU Tong-ying*， WANG Lu-ning， ZHOU Man-hong， SAN Li-jing， WU Kai-li .*Emergency Department， The Affiliated Hospital， Zunyi Medical College， Zunyi 563003， China

Corresponding author：ZHOU Man-hong，Email：

【Abstract】Objective To investigate the effects of spontaneous agonal respiration on coronary perfusion pressure （CPP） during untreated cardiac arrest （ventricular fibrillation） in swine model. Methods Ten male healthy domestic swines （25.0±1.5） kg were anaesthetised， intubated and mechanically ventilated. The catheterizations were separately inserted into the right atrium and thoracic aorta to monitor aortic pressure （AOP） and right atrial pressure （RAP）. A pacing electrode was inserted into the right ventricle to induce ventricular fibrillation （VF）. VF was induced by intra-ventricular stimulation with alternating electric current and untreated for 8 minutes. AOP and RAP were recorded until respiratory activity ceased. The CPP before and after agonal respiration was calculated and analyzed by paired-sample T test.Results All animals presented with agonal respiration from 1 to 6 minutes after VF during the first attempt. The CPP was （7.18±4.22） mmHg at 1 sec before agonal respiration， （11.78±5.16）mmHg at 0 sec after agonal respiration， （8.75±4.38）mmHg at 5 sec after agonal respiration and （8.23±4.55）mmHg at 6 sec after agonal respiration. The CPP at 0 sec after agonal respiration was higher than that before agonal respiration （t=-3.140，P=0.012）. The CPP at 5 sec after agonal respiration was higher than that at 1 sec before agonal respiration （t=-2.828， P=0.020）. There was no difference in CPP between at 6 sec after agonal respiration and at 1 sec before agonal respiration（t=-1.778， P=0.109）.Conclusions Agonal respiration accompanies ventricular fibrillation. After agonal respiration， the coronary perfusion pressure is increased for 5 seconds being in favor of cardiaopulmonary resuscitation.

【Key words】Spontaneous agonal respiration； Ventricular fibrillation（VF）； Cardiac arrest； Cardiaopulmonary resuscitation； Coronary perfusion pressure； Aortic pressure；Right atrial pressure

自发性濒死呼吸（spontaneous agonal respiration或spontaneous gasping）是存在于哺乳动物生命开始和结束时的普遍现象[1]，是一种自救反应。心脏骤停（cardiac arrest，CA）后常见有濒死呼吸现象，心电表现为心室颤动（ventricular fibrillation，VF）的CA有56%出现濒死呼吸[2]。濒死呼吸频率与复苏成功率呈正相关性，频率快者复苏成功的可能性明显增加[3-4]。实验观察到濒死呼吸可以通过增加心输出量、冠状动脉灌注压（coronary perfusion pressure，CPP）及降低右心房压（right atrial pressure，RAP）对自主循环产生有益的生理作用[5]。有研究发现濒死呼吸对CPR自主循环恢复（return of spontaneous circulation，ROSC）有积极影响可能与提高CPP有关，但濒死呼吸对CPP具体影响的研究尚少见报道[6]。国内有少数文献报道了对濒死呼吸现象的临床观察[7-8]。众所周知，CA后心肺复苏（cardiaopulmonary resuscitation，CPR）期间CPP是影响复苏成功率的关键性指标[9]，因此了解CA期间濒死呼吸对CPP的影响因此具有重要的意义。本研究即拟在CA（VF）猪模型上探讨濒死呼吸对CPP的影响、意义及其可能的机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物

雄性健康家猪10头，性器官成熟，体质量（25.0±2.3 ）kg，月龄 3 ～ 4 个月，由总医院动物实验中心提供，并在该处实验。实验前动物饲养1～3 d，观察一般情况正常后进行实验。

1.2 仪器

BL-420F生物机能实验系统（成都泰盟科技有限公司，四川省成都市，中国），德尔格麻醉呼吸机Datex-ohmeda Aespire 100（德国）。

1.3 实验方法

术前12 h禁食、不禁饮。氯胺酮和戊巴比妥钠联合麻醉。先予氯胺酮30 mg/kg肌肉注射，再予戊巴比妥钠25 mg/kg经静脉注射，必要时间断追加戊巴比妥钠5 mg/kg耳缘静脉注射维持麻醉。其目标是动物达到中度麻醉，表现为呼吸均匀、呼吸频率及幅度较正常时稍减少，对疼痛刺激无反应。致颤前30 min不予物。等待动物肌肉松驰后进行气管插管。机械通气使用容量控制模式，调整潮气量12～15 ml/kg，通气频率12～16次/min，吸呼气比0.40，吸氧体积分数25%，以使血氧饱和度达97%。左右锁骨下及左侧肋下针刺电极连接生物机能实验系统心电通道。将动物四肢固定于V型槽状手术台上，仰卧位，按照动物手术学的要求常规备皮、消毒、铺巾。一根导管经右颈外静脉插入右心房，另一根同型号的导管通过右股动脉插至胸主动脉，通过高灵敏压力传感器连接到BL-420F生物机能实验系统，实时监测RAP及主动脉压（aortic pressure，AOP）。右心导管另接三通管，予0.9% Nacl注射液2 ml/（kg·h）静脉滴注并备注射药物。将临时起搏电极从左侧颈外静脉经上腔静脉-右心房-右心室腔送抵右心室内膜。将交流电调压变压器输出端指标调整至电压20 V、电流1 mA、频率50 Hz。脱离呼吸机并停止供氧，待动物情况稳定10 min后将临时起搏电极与交流电调压变压器输出端相连，持续电刺激5 s以诱发VF。连续记录各动物的心电表现及其他参数。有创血压监测显示平均动脉压

1.4 冠状动脉灌注压的计算方法

根据CPP的定义进行计算，CPP指CA期间心脏按压放松期AOP与同时期RAP的差值，或者有自主循环时舒张期AOP与同时期RAP的差值。

1.5 采集实验数据及处理

致颤时记为0 min，VF后不予处理8 min，采集濒死呼吸吸气前1 s及吸气末、呼气末及之后每间隔1 s AOP、RAP，计算CPP。8 min以后开始另一项实验。

1.6 统计学方法

采用SPSS 19.0统计软件包进行分析，计量资料以均数±标准差（ x±s）表示，濒死呼吸前后CPP数值比较采用前后配对t检验，以P

2 结果

2.1 心室颤动模型制备

所有动物VF模型均一次制备成功，致颤后AOP迅速下降达到模型要求，如图2。心搏骤停期间各时间点濒死呼吸发生频率呈规律性表现。首次濒死呼吸出现时间为（2.02±0.84）min，末次呼吸出现时间为（5.21±1.12 ）min，频繁出现于第4～5 min。第1分频率（0.2±0.6）次/min，第2分（1.2±1.7）次/min，第3分（2.7±2.4）次/min，第4分（3.7±1.6）次/min，第5分（3.2±1.9）次/min，第6分（1.3±1.3）次/min，7 min以后濒死呼吸基本停止。濒死呼吸发生频率呈渐增-渐减模式（见表1）。

2.2 濒死呼吸前后主动脉压、右心房压及冠状动脉灌注压的演变

每次濒死呼吸导致的CPP变化基本一致。濒死呼吸导致AOP、RAP、CPP改变模式图见图3。吸气相AOP、RAP及CPP均下降。呼气相AOP、RAP均提高，但AOP升高幅度明显超过RAP升高的幅度，使得CPP大幅度上升。

2.3 濒死呼吸前后冠状动脉灌注压的演变

濒死呼吸前后平均CPP演变见图4。CPP数值，濒死呼吸吸气前1 s为（7.18±4.22 ）mm Hg；吸气末即吸气相为（1.07±0.599） mm Hg降至最低；呼气后0 s（即呼气相）为（11.78±5.16 ）mm Hg，明显高于濒死呼吸前水平（t=-3.140，P=0.012）；呼气后5 s为（8.75±4.38） mm Hg，与吸气前1 s比较明显升高（t=-2.828，P=0.020）；呼气后6 s为（8.23±4.55 ）mm Hg，与吸气前1 s比较，差异无统计学意义（t=-1.778，P=0.109）。

3 讨论

国际生理科学联合会的术语委员会（the Glossary Committee of the International Union of Physiologic Sciences）[11]将濒死呼吸定义为严重缺血缺氧后突发急促而短暂的吸气和呼气动作伴较长时间的呼吸暂停。与正常呼吸相比，典型的濒死呼吸频率较低。其所造成的通气量变异较大，从非常表浅到最大呼吸流量。濒死呼吸特别突出表现于人类新生儿。1975年Guntheroth和 Kawabori[1]报道只要缺氧至一定程度，不管胎儿还是成年动物均不能维持正常呼吸。当动脉血氧分压（PaO2）低于10 mm Hg时出现即可规律濒死呼吸，动脉血氧分压相当低 （PaO2

目前CPR动物模型制备多用窒息法与室颤法，两者各有特点[12]。临床调查显示，CA病因以心源性为主，其中以室性心律失常尤其是VF为主，占80%[13]。故本文使用心室颤动猪模型来研究濒死呼吸对CPP的影响、意义及其可能的机制。

本实验观察到，首次濒死呼吸出现时间为（2.02±0.84）min，末次呼吸出现时间为（5.21±1.12）min，高发于CA后（4～5）min，呈渐增-渐减模式，与既往的同类研究结果一致[4，15]。濒死呼吸吸气相AOP、RAP及CPP均下降，而呼气相AOP、RAP均提高，但AOP提高幅度更大从而导致了CPP大幅度上升（图3）。濒死呼吸前后平均CPP呈现出规律性演变（图4），CPP数值濒死呼吸吸气前为（7.18±4.22）mm Hg；吸气末即吸气相（1.07±0.599）mm Hg降至最低；呼气末0 s即呼气相升至最高达（11.78±5.16）mm Hg明显高于濒死呼吸前水平，呼气后5 s（8.75±4.38）mm Hg与吸气前1 s比较差异仍然具统计学意义（P0.05）。提示濒死呼吸可使CPP升高并维持5 s，5 s后逐渐恢复至濒死呼吸前水平。如果CA后存在濒死呼吸，加上积极按压及药物使用等处理则CPP更易达到阈值（15 mm Hg）从而有利于CPR，符合前述文献提及濒死呼吸增加CPR成功率的报道[7-8]。

濒死呼吸提升CPP的机制可能在于：吸气时胸腔压力降低与外周血管之间产生压力差从而增加静脉回心血量；呼气时胸腔压力升高导致心输出量增加从而使AOP升高（胸泵机制），虽然同时亦导致RAP升高，但由于AOP升高较RAP更为明显从而导致CPP上升。也可能部分存在心泵机制，即呼气时胸廓回弹，对心脏存在一定挤压作用，促进心脏收缩泵血。Xie等[4]曾对主动脉血流及心室容积进行超声心动图监测，但报告中未提及二尖瓣是否存在功能或仅为血液流通的通道。故对其机制尚需进一步探讨。

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（收稿日期：2013-04-09）

DOI：10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2013.10.009

基金项目：卫生部全国卫生行业基金科研专项（201002011）

作者单位：563003 贵州省遵义，遵义医学院附属医院急诊科（刘同英、单立婧、吴开莉）；总医院学员队（王鲁宁）；遵义医学院附属医院干部保健病房（周满红）

通信作者：周满红，Email：

P1112-P1116