自动体外除颤(AED)与双相波的应用

发布时间 2015-08-21



自1960年开展心肺复苏(CPR)技术以来,治疗心室颤动(VF)是提高急救存活率最重大的进步之一,及时电除颤又是救治心脏骤停最重要的决定性因素。据报道,实施公众除颤(PAD)计划后,患者的存活率可达到49%,这是以往最有效急救医疗服务(EMS)系统救治存活率的2倍。如果把自动体外除颤(AED)也作为一项基本生命支持(BLS)技术,那么BLS就包括生存链前三个环节:早期到达现场,早期CPR,早期电除颤。从而,20年前提出的社区应成为"最远CCU"的观念已将成为不远的现实。

 一、早期除颤的原则 

早期电除颤对救治心脏骤停至关重要,因为:(1) 心脏骤停时最常见的心律失常是心室颤动;(2) 治疗室颤最有效的方法是电除颤;(3) 成功除颤的机会转瞬即逝;(4)未行转复室颤数分钟内就可能转为心脏停搏。由于CPR可以暂时维持脑和心脏循环功能,因此,在电除颤前进行CPR能延长室颤持续时间,但基本CPR技术并不能将室颤转为正常心律。 

电除颤的时机是治疗心室颤动的关键,每延迟除颤时间1分钟,复苏的成功率将下降7~10%。在心脏骤停发生1分钟内行电除颤,患者存活率可达90%,而5分钟后则下降到50%左右,第7分钟约30%,9到11分钟后约10%,而超过12分钟则只有2~5%。如心脏骤停发生时有人在场,存活率可大大提高。在严密心脏监护下发生心脏骤停,常可在数分钟内即可行电除颤,有4项共101名此类患者的研究表明,90例(89%)抢救成功,这也是心脏抢救最高的存活率。在社区内虽无院前ACLS条件,但开展电除颤也可提高心脏骤停患者的存活率,华盛顿的试验结果报道,患者存活率从7%升至26%;还有报道存活率从3%升高到19%。其它类似报道很多,在5个欧洲地区由EMS人员实施早期电除颤计划后,发生室颤的患者抢救成功并康复出院的人数从27%增加到55%。 

显然,随着早期电除颤的应用,心脏骤停患者的预后有所改善。在发生心脏骤停后,急救人员只有几分钟内即重新建立有效的循环,CPR可在短时间内维持患者的重要器官功能,虽不能直接恢复正常心律,却能为早期除颤奠定基础,数分钟内进行电除颤以及进一步治疗才能恢复有效的自主循环。有研究表明,如果电除颤时间延迟4分钟,而这期间即使第一目击者行1分钟非标准CPR,也可以提高患者的存活率。

 AED作为新的复苏观念和技术,扩大了除颤器使用人员范围,缩短了心跳停止至除颤所需要的时间,并使电除颤真正成为BLS的一项内容。 

二、AED与心血管急救 

1.心血管急救的概念 

心血管急救(emergency cardiovascular care,ECC)系统可用"生存链"来概括,包括四个环节:早期进入EMS系统,早期CPR,早期电除颤,早期高级生命支持。通过临床和流行病学研究都证实无论在院内还是院前,建立高效的心血管急救体系,要求每个环节间紧密连接,环环相扣,不能有任何疏漏。早期自动体外除颤是抢救患者生命的关键一环,早期电除颤的原则要求第一个到达现场的急救人员应携带除颤器,对有义务实施CPR救治的救助人员都应接受正规培训,并授权急救人员可以实施电除颤。 

2.院前BLS与AED 

发生心脏骤停后,BLS常常是最先到达现场的急救人员,只有他们能够进行快速的电除颤。早期研究证实,由BLS急救人员实施AED,心脏骤停患者的存活率较高,使用AED还有其他一些优点,包括人员培训简单,培训费用较低,而且使用起来比传统的除颤器快捷。还有研究证明,AED准确率较高,除颤所用时间短,与使用传统的除颤器相比,患者存活率可得以提高。各种研究都肯定了由院前急救人员实施早期除颤的应用价值。AED的优越性被广泛接受,有学者建议,除了在人口稀少及偏远地区(那里心脏骤停发生率低,急救人员反应时间过长),早期除颤应做为标准EMS的急救内容。国际心肺复苏及心血管钯救指南2000年会议上,提出了在发生心脏骤停后,求救EMS系统后院前5分钟内完成除颤的目标。 

3.院内使用AED 

许多医院也已开始使用AED,但普遍忽视要接受这方面的培训,部分医院在使用AED回顾从前的抢救记录,发现在非监护病房,门诊等地,患者发生心脏骤停后,首次除颤时间往往在发病后5~10分钟。患者发病后,需要等待医院中心急救组携除颤器赶到现场,连接仪器后再除颤,这一般需要数分钟或更长时间。人们多强调急救人员应尽快赶到现场的时间,而忽视了发病到首次除颤的时间。与院前抢救相同,院内救治也必须把抢救的重点放在CPR上。目前,BLS仍主要包括CPR和电除颤二部分,但是相当一部分医院缺乏评估复苏操作的方法,也未在监护病房以外配备AED,以备急用。为了使院内应用AED达到院前机构的水平,应有计划地在全院内部署装备AED。培训并授权第一目击人员使用AED。院内使用AED的有关情况以及对患者预后的影响方面的资料比较少。有些文献报道了成功开展院内早期除颤项目的部分内容,如培训护士使用AED,并建议在院内人员培训BLS技术时增加AED的内容。 

国际复苏联络组和欧洲复苏学会的复苏指南中都已正式建议建立院内早期除颤项目。在美国,卫生保健组织联合会根据以下几方面对医院内复苏能力修订了标准: 

a. 要对院内复苏的步骤或流程做出具体规定; 

b. 合理规划,在院内可能发生心脏骤停的部位安置除颤器; 

c. 不断总结复苏的效果,积累经验,并加以改进; 

d. 做好人员培训工作,接受培训人员应能够判断是否应除颤,并能够使用除颤器; 

e. 收集复苏过程及结果的资料,尤其要掌握近年来的发展趋势与动态。 

美国心脏协会(AHA)建立了国家"心肺复苏登记"以帮助医院进行系统的资料收集工作。登记的目的是建立一个完善的医院复苏情况数据库,从而掌握院内复苏的基本状况,寻找不足并不断改进。这是关于院内心脏骤停最大的资料库。该登记项目是根据Utstein指南进行资料收集和上报,根据注册的大量数据进行分析,可为将来制定新的指南提供依据,参加登记的医院要完全遵循JCAHD的标准。 

患者在监护病房发生心脏骤停,早期电除颤是现代化医院的职责,早期除颤需要在医院的各个地方都备有除颤器和人工通气器械,并有受过专门训练的急救人员。在医院的各个角落,有人发生心室颤动均可由第一目击者实施早期电除颤,这应成为所有医院的目标。早期电除颤的原则是"越早越好",对延迟除颤的问题要及时总结评估并进行调整。在国际指南2000年会议上,专家们提出了在大部分医院实现发生心脏骤停后3±1分钟内完成除颤的目标。 

必须强调,医院提供的复苏反应时间往往不够准确,临床记录各步骤的时间多是根据不同时钟时间记录,包括手表、床旁闹钟或挂钟等。为了能够准确记时,记录应以一个钟表为准。有些AEDs上装有与卫星时间同步的记时装置,这种AED时钟可作为复苏记时的金标准,准确的记录时间是未来进一步深入研究的关键 。

4. 公众普及电除颤(PAD) 

Douglas Chanberlain首次在英国布莱顿开展院前早期电除颤,在火车站、民航飞机上装备了AED;Midkey Eisenberg 在华盛顿开展的院前早期复苏项目,在高危患者家庭中配备AED,这是早期院前除颤的起点。为了发展社区早期除颤项目,"AHA早期除颤项目组",分别与1994年和1997年召开了2次以PAD为主题的大会。会议提出的议案包括:AED是开展快速除颤最有前景的措施,应在社区配备AED并开展使用AED的培训,ILCOR(1997年)和欧洲复苏学会(1998年)的建议报告均指出了早期除颤的重要性。 

在指定地点安装AED,由受过训练的非专业人员使用,这是提高院前心脏骤停复苏成功率的关键。实践证明,由受过训练的非专业人员操作AED是安全有效的。有人形容AED和急救人员好比敏锐的诊断治疗性探针,只搜寻1种现象--室颤/无脉性室速--并在数秒内提供挽救生命的治疗。AEDs对非室颤/非无脉性室速是无价值的,而在终止室颤/无脉性室速后,AEDs也就没有作用了。因此,操作AED的人还必须学习病情的评估(包括心脏骤停)和CPR。 

三、自动体外除颤(AED) 

1.AEDs应用的历史 

Diack等在预测今后20年发展的报告中,首次描述了实验室和临床使用第一台AED的体会。随后,又有许多研究证实了这种设备对推广快速电除颤的重要意义。此后数年,许多学者从多个方面对AED进行了研究,并证实了其具有高度敏感性、特异性,使用也安全有效。 

AED应用过程中另一项重要进步就是家庭使用小型AED的问世,这种AED可提供连续3次的180 J单相衰减正弦波形的自动电击,因而操作起来更加简便,促进AED的新产品迅速发展。临床应用证实,AED院前治疗室颤的安全性和有效性,也有人进行了家庭应用试验,但对高危患者行家庭中除颤的观念尚未被人们所接受。

近些年,在各种机构的早期除颤项目中,AED应用显著增加,包括EMS体系,警察署,娱乐场所,航空港,民用航班等。在大部分机构的早期除颤项目中,由BLS急救人员或第一目击者来实施AED,患者存活率可显著增加。部分情况下,早期电除颤的益处并不明显,这通常指EMS体系反应足够迅速的区域,此外,如果生存链中存在有薄弱环节,如未充分进行CPR或救治延迟,生存率的提高也不明显。心跳停止至电除颤的间隔时间过长,CPR抢救实施比例低,患者的存活率也会降低。上述各研究提示,生存链的其它环节必须非常有效,否则普及AEDs后救治效果的改善并不明显。已公布的早期除颤指南中强调可能改善患者预后的各项措施,尤其是生存链中的关键环节。 

除颤波形技术的改进也应用于AED,植入性心电复律-除颤器(ICDs)由单相波转换为双相波。实验室和临床研究均表明,ICDs非常实用而可靠。使用双相波后,AED的体积和重量可进一步缩小,这在很多情况下是很重要的,如在飞机上应用。1997年美国心脏协会AED安全与疗效协会曾介绍过除颤波形改变后的系统操作说明,并证实双相波与以往单相波应用效果相同。 

2.现代AED的使用 

"AED"包括心脏节律分析系统和电击咨询系统,AED可以建议何时行电击除颤,而由操作者执行按下"SHOCK"按钮便实施了电除颤。全自动体外电除颤仪不需要操作者按SHOCK键,仪器只告知当前的情况。

a. 心律自动分析 

现代的AED产品非常先进,含有微处理系统,可分析体表心电信号的多种特点,包括频率、振幅并进行有关计算,如斜率、波形的形态特点。多种过滤器可检查类QRS波信号,声音传播以及由于电极松脱或接触不紧密形成的50或60赫兹的干扰波,如进行心律分析时,若在距离患者6英尺以内有无线电发射器或接收器,某些周期性的声音信号可产生ECG模拟图形。有些仪器可识别患者的自主移动及他人的搬动。 

大量检测包括实验室研究和临床试验均证实AED分析心律的准确性很高。有关AED缺点的报道很少,比较集中的不足是疏漏,如仪器未能识别各种室颤或室速,或者是操作者未能正确执行操作步骤,如避免移动患者导致系统的失误。 

b. 不正确的电击或电击失败 

大量的临床经验证实,AED的效果会受到某些因素的影响,如患者的活动(手抓或濒死呼吸等);重新摆体位以及人工信号等。少数个案报告,由于救治者误操作而导致反向电击。只有当确实证明患者发生了心脏骤停,而且所有的活动,尤其是搬动患者都已停止的状态下,才可使AEDs处于分析模式。如果患者持续呈喘息样呼吸,仪器可能无法完成心律分析。进行心律分析时应避免使用无线电接收器或发射器。临床试验中仪器的主要不足之处是偶尔会发生粗颤等适应症转复失败。有时插入的除颤周期和自动除颤会发生矛盾。 

c. 室性心动过速 

AED无法进行同步电转复,但是当单形态或多形态心动过速,其速率超过预设值,AED会自动放电。AED只适用于无反应,无呼吸和无生命体征的患者。使用AED时,操作者作为第二核实系统确定患者是否真的发生心脏骤停。对于无生命体征的患者,无论是室上速,室速还是室颤都有除颤指征。有少数报道,在患者尚有反应,而心脏节律为有效灌注的室性或室上性心律失常时实施了电除颤,这是操作者的失误而不是仪器的问题,如果救助者受过正规的培训并具有较好的评估患者的技能,这类情况是可以避免的。 

四、除颤波形与能量 

除颤器所释放电流应是能够终止室颤的最低能量。能量和电流过低则无法终止心律失常,能量和电流过高则会导致心肌损害。成人电除颤时与体形和对能量需求间无确切的关系。目前 AED包括二种除颤波形:单相和双相波,不同的波形对能量的需求有所不同。单相波主要为单向电流,根据电流衰减的速率可再分为逐渐衰减(递减的正弦波形)和瞬时衰减(衰减指数monophasic truccated exponential, MTE)。双相波是指依次有二个电流脉冲,第二个与第一个的方向相反。 

有研究表明,分别以175J和320J的单相衰减正弦波形(MDS)进行除颤,二组患者的除颤率、复苏成功率以及患者的出院率均相同。一般建议单相波形电除颤首次电击能量为200J,第二次为200~300J,第三次为360J。逐渐增加能量目的是既增加成功的可能性,又尽量降低电击损伤。 

1996年美国学者首次使用了双相波电除颤器,该仪器为阻抗补偿双相衰减指数(biphasic truncated exponential, BTE)波形,释放150J的非递增性电流。通过调整第一阶段的斜抬期和第二阶段的相对持续期可获得阻抗补偿,总的时程为20ms。动物试验证实了这种波形优于单相的衰减指数波形。临床研究比较BTE波形的115J和130J能量与MDS波形200J及360J,结果短时间的室颤,第一次电击时低能量BTE波形(115J和130J)与高能量MDS (200J)同样有效,而115 J和130 J 的BTE电除颤与200 J的MDS电除颤相比,前者心电图ST段的变化更小。 

另一项临床研究比较了MDS波和衰减正弦曲线双相波(Gurich),结果证实双相波终止短时的室颤或室速的效果优于MDS波形。早期临床试验表明,150 J的阻抗补偿BTE波形治疗院前较长时间的室颤也有效。这一结果同院内的临床资料构成了AHA综述低能量双相波电除颤的基础,并进一步形成了最初的建议方案。此后,根据救治100例室颤患者的经验证实,这双相波在院前治疗室颤确实有效。来自EMS体系的资料也证明了这一波形可有效终止室颤,该EMS体系还对该波形与MDS波形进行了回顾性的比较研究,这些资料所提供的依据足以支持对低能量BTE波形的建议方案。 

还有学者介绍了其它的双相波形,并经过了电生理研究,ICD植入以及测试等阶段的研究。近期报道了一种低能量(120J~170J)恒流,直线型双相波形,实验室研究表明,在可选择性心脏复律阶段,这种波形仅用70 J的能量,可有效终止室颤。在此之前,尚无报道其它双相波形可转复院前较长时间的心脏骤停。但对这些波形的使用必须经过与双相AED同样的评估过程。 

上述资料提示,低水平的双相电除颤是有效的,而且终止室颤的效果与单相波除颤相似或更为有效。有关特殊类型双相波形的安全性和有效性必须经过院内和院前有关机构的评估。

五、除颤波形的评价 

评价一种除颤电击波形是否有效,要求采集标准的除颤当时和放电后的的心律描记图形。临床研究人员在评估某种除颤波形时,必须按照统一的标准采集波形统一。"除颤"不等与"电击",除颤的含义是终止室颤,不能与复苏的其它结果混淆,如恢复灌注性心律,住院或存活等。这些研究终点可能是其它复苏措施的结果,如CPR或药物治疗,其中包括发病至电击及其它抢救措施的时间。 

近年来的一些研究表明,成功的电除颤是指电击后5秒钟内无室颤,这一定义被认为是除颤成功的标准之一。电击后瞬间心搏停止或无室颤电活动均可称为除颤成功,因为室颤已被终止。这一时间的规定是根据电生理研究结果而定的,成功除颤后一般心脏室颤停止的时间应为5秒钟,临床比较易于检测。并且在这一时间内,电击对室颤作用不会受到放电后其它各干预措施的影响,如胸外心脏按压,人工呼吸以及药物等。第一次电除颤后,在给予药物和其它高级生命支持前,监测5秒钟心律,可对除颤的效果提供最有价值的依据。此外,监测电击后第1分钟的心律可提供其它信息,如是否恢复规则的心律,包括室上性节律和室性自主节律,以及是否为灌注后心律。 

评价一种新的电除颤波形,很重要的一点就是要对电击效果的定义标准化,能够被从事这方面研究的工作人员所接受并统一使用。 

今后的研究包括改进仪器,使AEDs更为轻巧,操作更简单,价格更便宜。AEDs的普及范围越来越广,在各部门中AEDs的使用也日益增多。合理地开展自动体外除颤,在心脏骤停发生的最开始的几分钟内进行电除颤,室颤患者的存活率必将进一步提高。

 

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