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第十一章 水平律动拯救心脏猝死

医学最困难的挑战应该是与死神拔河,从死神手下抢回一条生命,但抢回生命还不够,医师、病人及家属还希望不会残障卧床没意识,也就是急救还要兼顾存活的后遗症与生活质量。
  本章我们要讨论水平律动用在呼吸与心跳停止时,进行心肺苏醒时的效果。首先拿水平律动与急诊室常用的自动心肺复苏机比较,窒息小猪显示两组在存活率与血液动力学上无分轩轾,然而水帄律动组却有肺动脉血压低及没有肋骨骨折两大优势。对于心室颤动型心跳停止小猪,水平律动恢复「自动血液循环」的比率比自动心肺复苏机更高,而且各项心脏指标如「左心室心博分率」、「心壁分率缩短比率」、「心室壁运动分数」都更好。
  急救回来,要看在心跳停止到自发性的血液循环回来中间这段时间,心肌、大脑或重要器官是否缺乏氧气而受伤了。吴冬梅教授小猪实验证明接受水平律动急救的小猪在恢复自发性血液循环 3 小时后,血液动力学变量都恢复正常,但自动心肺复苏机组仍居高不下。而且在恢复自发性血液循环 30 分钟后,水平律动组的大脑、心脏与肾脏的血流量比自动心肺复苏机组高很多。另外组织发炎因子如心肌旋转蛋白-I 也都明显低于自动心肺复苏机组,表示律动组的小猪心肌受伤发炎程度较轻微。迈阿密医院团队的小猪詴验,发现未接受水平律动的猪全部死亡,而接受水平律动的血液循环全部回复。而且检查 24 小时后这些小猪的神经功能都是正常的。表示水平律动不仅可用于急救还可保护脑神经。
  除外,水平律动产生的一氧化氮为神经型一氧化氮合成酶与内皮型一氧化氮合成酶,两者都具有心血管保护作用,而可能伤害心血管的诱导型一氧化氮则水帄律动后极少产品。
  另外有两篇研究是是心肺复苏成功以后再给予水平律动(事后水平律动),研究显示对于心肺苏醒急救成功的小猪,事后的水平律动可以降低心脏伤害,改善心肌功能。与对照组小猪比较,恢复自动血液循环后接受水平律动的小猪在各种检查结果如心肌旋转蛋白-I,主要器官心脏、脑、肾脏、回肠与胃的血流量,都比对照组明显好很多。可见急救后的水平律动,除了保护心脏功能外,还可增加主要器官的血流量,保护重要器官,免受心脏停止缺氧的伤害。
  亚当敦在急救「复苏」期刊一篇「新颖的心肺苏醒术:水平律动」指出使用受水平律动做急救时的心肺苏醒术时,比起传统的作法有几项优势:(1) 心输出量较高;(2)中心动脉分压低、表示水平律动时血管阻力下降;(3)明显增加心肌组织与脑干的血液循环,保护心脏与大脑;(4)在恢复自动血液循环后能帄衡维持心脏停止前的血压;(5) 可以维持动脉气体及酸碱值,没有变坏;(6)心肌发炎缺氧指标明显降低,表示心肌缺氧改善;可以降低恢复血液循环后的后遗症;(7) 明显降低死亡率,未接受水平律动的猪只全部死亡,而接受水平律动的血液循环全部回复而且存活。


  可见水平律动是一种新颖有效的技术,可以改善心脏、脑血管、肺动脉及周边血管系统疾病的良好工具。在心跳停止的急救上,无论是那种形式的心脏停止,包括窒息、出血及心律不整所引起的状况;也不管是是急救前使用,急救中使用或急救后使用,水平律动都被证明不会比现行的「重击者心肺复苏机」(Thumper CPR)差,事实上,具备更多的优点与更少缺点。这是新颖、没有伤害性、简单便宜、容易操作的急救术,原来的「心肺苏醒术」称为 CPR,水平律动用于急救则称为「水平律动心肺苏醒术」(pGz-CPR)。
  上一章我们讨论水平律动在心脏血管病人身上的临床实验。以下,要来讨论水平律动与最严重的心脏病-「心脏停止跳动」的关系。
  病人「心跳停止」时,医生关心的已经不仅是病,而是救命。但是命救回来就够了吗?当然不够,如果小命捡回来,但从此却变昏迷、瘫痪、需要用呼吸器,甚至植物人,那病人与家属还更痛苦。所以急救时心肺苏醒有二个目的,要挽回生命、还要避免各种后遗症。
  1992 年,我人在波士颁哈佛大学读研究所时,家父即因心肌梗塞猝死,据说初发作时疼痛难耐,紧急送到我家附近的医院急救,但仍然回天乏术。所以我行医以来一直在追寻这个问题的解答:「有没有甚么方法可以增加心脏病患者的急救成功率呢?」
  我不是心脏科医师,所以一直无解,还好迈阿密西奈山医学中心的专家们帮我解决了这个一直困扰我的问题。答案就是:「水平律动」!研究显示不幸心脏病发作导致心跳停止,进行急救时,水平律动不仅可以帮忙降低死亡率,而且还可以降低后遗症。(图 24)

 

图 24: 急救前中后使用水平律动都可以增加存活率,并降低后遗症



60 万人心脏病猝死

  美国在 2011 一年,心脏病死亡的人数就高达 60 万人,高居死因榜首。假设这些人运气不错,心脏停止时都在大型医院附近,全部被送到医院进行急救,你觉得有会有多少人可能被救活呢?
  依据 2002 年的调查,以美国世界顶尖的医疗技术,心脏停止病人也只有 44%病人有恢复到自发性血液循环,而且只有 17%病人能够活着出院。也就是说,心脏病患者如果严重到发生心跳停止,即使来得及紧急送到急诊室急救,八成的患者也得向上帝报到了。(142) 可见猝死的急救是医学上的大挑战,尤其是救回还要生活得有质量、没严重并发症的话难度更高。二十年来急重症医学有极大进步,也有许多仪器的加入如叶克膜等。水平律动在急救上是否可以扮演有用的角色呢?
  现在已遍在急诊室使用的自动按摩心脏的机器叫做「重击者心肺复苏机」(Thumper CPR),它能够模拟人手,使用气压自动持续以标准力道来按摩心肺,拯救濒死。(图 25)如果与这类标准的自动心肺复苏机比较,水平律动的效果如何呢?我们来看看下面精采的实验。

 

(图 25) 急救使用的自动按摩心脏的机器 Thumper CPR


 
实验 1: 水平律动减少肺动脉高血压及肋骨骨折

  迈阿密团队使用 16 只小猪来做实验,将他们麻醉后给予气管插管,然后阻塞此呼吸道,使小猪窒息,等 10 分钟后,直到这些小猪都已心跳停止量不到脉搏。再等 3 分钟后,将小猪分成两组急救,一组接受 10 分钟的水平律动,另一组接受 10 分钟的自动心肺复苏机。
  结果显示二组的效果,无论是存活率或血液动力学上都无分轩辕,两组各 8 只,都只有 4 只恢复自发性的血液循环,而两组都只有 1 只活过 3 小时。然而水平律动组却有其他明显的优势:首先是小猪的肺动脉血压明显低于自动心肺复苏机组的小猪,低到一半以下(20 比 46 mmHg);其次是「肋骨骨折」机会,使用心肺复苏机,四只小猪就有一只产生「肋骨骨折」,水平律动组则完全没有这种二次伤害 (0%对 25%)。(12)(14)

实验 2: 水平律动降低左心室的伤害,维持左心室的功能

  以上谈的是「窒息性心跳停止」的急救研究。但是其他原因引貣的心跳停止,水平律动会有效吗?这也需要实验!纳瓦医师(Nava G) 透过电击,使16只小猪得到心室颤动,等心室颤动持续 3 分钟后,他将小猪分成两组急救,一组接受15分钟的水平律动,另一组接受15分钟的自动心肺复苏机。  
  结果显示水平律动对于这种「心室颤动型心跳停止」还比窒息型心跳停止更有效。小猪恢复「自动血液循环」的比率在水平律动组8只中有7只(88%),而在自动心肺复苏机组中8只只有5只 (62%) 。
  而且,水平律动组的「左心室心博分率」、「心壁分率缩短比率」 (fractional shortening)的减少都比自动心肺复苏机组的小猪少。另外使用心脏超音波来评估「心室壁运动分数」 (wall motion score index,WMSI),发现水平律动组的分数较高,表示自动心肺复苏机组的心室壁受伤比较严重。(134)
  这研究告诉我们,在严重的心室颤动后,水平律动比起现在急救常用的自动心肺复苏机更可以降低左心室的伤害,维持左心室的正常功能。
  心跳停止后,即使能够急救回来,也就是人体回到自动自发的血液循环,并不表示此人健康就恢复了。在心跳停止到自发性的血液循环回来中间这段时间,心肌、大脑或重要器官可能已经缺乏氧气而受伤了。所以急救的效果还要看心脏后续的功能以及大脑、肾脏等血流功能。
       
实验 3: 水平律动在心跳停止后增加重要器官血流及降低发炎
     
  迈阿密西奈山医学中心吴冬梅教授(Dongmei Wu) (译音)使用16只小猪,让它们接受电击导致心室颤动持续 3 分钟后,分别接受 15 分钟的自动心肺复苏机或水平律动急救。他仔细去测量在急救后,小猪恢复自发性血液循环 30 分钟后的许多变数,他发现比较自动心肺复苏机,水平律动组的小猪:(1)有较高的左心室心博分率及较少的心室壁运动障碍;(2) 恢复自发性血液循环 3 小时后,水平律动组的血液动力学变量都恢复正常,但自动心肺复苏机组仍居高不下。(3) 在急救时,两组的脑部血流差不多,但是恢复自发性血液循环 30 分钟后,水平律动组的大脑、心脏与肾脏的血流量比自动心肺按摩组高很多。(4) 组织发炎因子如「骨髓过氧化酶」 (myeloperoxidase, MPO) 活性在律动组较低。「骨髓过氧化酶」会诱发的过多的活性自由基,与发炎反应,动脉粥状硬化及急性或慢性心血管疾病的形成都有密切的关系,MPO 较低代表水帄律动后发炎情况较低。 (5)血清磷酸肌酸激酶(plasma creatine phosphokinase,CPK)、心肌旋转蛋白-I (cardiac troponin I), 此为代表心肌受伤的敏感酵素,水平律动组也都明显低于自动心肺复苏机组,表示律动组的小猪心肌受伤较轻微。(6)肿瘤坏死因子-α(TNF-α), 及白细胞介素-6( IL-6) 二者都是抗发炎的因子,在身体发炎情况时就会释出,在水平律动组也较低,表示水平律动组的身体发炎程度较轻微。(208)
 
实验 4: 水平律动保护脑神经

  佛系里达州迈阿密医院团队用12只小猪詴验,当小猪被电击引发心室颤动后 3分钟,一组接受水帄律动 15 分钟,一组没有任何介入。18分钟后,检查两组的差异。未接受水平律动的猪全部死亡,而接受水平律动的血液循环全部回复。而且检查24小时后这些小猪的神经功能都是正常的。表示水平律动不仅可用于急救还可保护脑神经。(9)

实验 5: 水平律动产生的一氧化氮种类与急救成功关系

  迈阿密西奈山医学中心吴冬梅教授(Dongmei Wu) (译音)使用 32 只小猪,先成四组,第 1 组当对照组施打食盐水,第 2 组施打 l-NAME,这是非选择性的一氧化氮合成酶抑制剂;第 3 组施打 aminoguanidine,这是诱导型一氧化氮合成酶(iNOS)抑制剂;第 4 组施打 TRIM,这是神经型一氧化氮合成酶(nNOS)抑制剂。打过 20 分钟后,让它们接受电击导致心室颤动 3 钟后,分别接受 15 分钟的心肺苏醒术加上水平律动及去颤治疗。结果恢复自发性血液循环到 3 小时的,第 1 组有 75%(6/8 只),第 2 组有 50%(4/8 只),第 3 组有 87.5%(7/8 只),第 4 组有 25%(2/8 只)。可见急救时水帄律动刺激增加的不同的一氧化氮合成酶有不同的作用:诱导型一氧化氮合成酶(nNOS)会恶化心血管功能,所以抑制它时存活率反而增加(87.5%);神经型一氧化氮合成酶保护心血管效果最强,压抑它时死亡率最高,存活率最低(25%);内皮型一氧化氮合成酶也具有心血管保护作用,抑制它时存活率明显低于对照组(50% vs 75%)。(209)
  幸运的是,诱导型一氧化氮在水平律动不会增加,水平律动增加的一氧化氮都是内皮型与神经型一氧化氮。我们已在第五章介绍过亚当敦及吴亨医师的研究,显示接受水平律动组的小猪:心肌内膜细胞的内皮型及磷酸化内皮型一氧化氮合成酶增加 2.3 倍;及 6.6 倍;神经型一氧化氮合成酶增加 3.6 倍,而诱导型一氧化氮没有改变。(17) (210) 
  亚当敦在急救期刊「复苏」(Resuscitation)的一篇研究「新颖的心肺苏醒术:水平律动」指出使用受水平律动做急救时的心肺苏醒术时,比起传统的作法有几项优势:
(1) 心输出量较高,可以增加 20%;
(2)中心动脉分压极低只有 6 mmHg,表示水帄律动时血管阻力下降;
(3)明显增加心肌组织与脑干的血液循环(增加 39%与 179%),保护心脏与大腻;
(4)在恢复自动血液循环后能平衡维持心脏停止前的血压;
(5)可以维持动脉气体及酸碱值(blood gas),没有变坏;
(6)心肌发炎缺氧指标明显降低,表示心肌缺氧改善;可以降低恢复血液循环后的后遗症;
(7)明显降低死亡率,未接受水帄律动的猪只全部死亡,而接受水平律动的血液循环全部回复而且存活。(7)
  这些都是水平律动的为什么优于自动心肺复苏机的原因,也是为什么水平律动可以降低急救后遗症的关键。可见,当心室颤动或心跳停止濒死时,使用水平律动于急救时,比传统的自动心肺复苏机,好处更多,不仅可以保全左心室功能,而且可以保护重要器官的缺氧伤害与发炎反应,增加成功救回比例而且降低急救后的种种后遗症。(208)像减少肺动脉高血压,及心脏按摩时的肋骨骨折发生。此种新颖有效没有副作用而且便宜又方便的技术是项突破!迈阿密医学中心团队此种急救术称为「水平律动心肺苏醒术」(pGz-CPR)。

水平律动用在急救后
 
  上面所介绍的是水平律动组在急救心肺苏醒时中使用,效果令人惊艳。此节我们则要讨论急救成功,已经恢复自发性血液循环后,才使用水平律动,看看马后炮,是否仍有好处?

实验 6: 事后水平律动降低心脏伤害

  亚当敦医师以 20 只小猪实验,首先小猪窒息导致心跳停止,然后使用心肺苏醒术及人工呼吸器治疗小猪,等到这些小猪死去活来,恢复自发性血液循环 15 分钟后,分成两组,一组给予水平律动,没给的一组当对照组。
  在律动后 30 分钟与 2 小时后与对照组比较,急救后接受水平律动的小猪一组,心肌功能障碍明显降低。检查代表心肌功能的四项指针:(1)「心博分率」 (Ejection fraction, EF):律动组小猪比对照组增加90%;(2)「心壁分率缩短比率」 (fractional shortening ):律动组小猪比对照组增加 35%;及(3)「心室壁运动分数」 (wall motion score index, WMSI):律动组小猪比对照组降低 70%。
  在律动后3小时(4)心肌生化指标TNF-alpha, 律动组小猪比对照组少 400%;IL-6, 律动组小猪约比对照组少 80%;心肌螺旋蛋白-I (Troponin I),律动组小猪比对照组少 70% (3.5 vs 6.0);及骨髓过氧化酶(myeloperoxidase MPO),律动组小猪比对照组在心脏少65%,在肺脏少30%。
  可见,对于心肺苏醒急救成功的小猪,事后的水平律动可以降低心脏伤害,改善心肌功能。(16)

实验 7: 事后水平律动增加重要器官血流

  亚当敦医师又进行另外一个研究。上个实验小猪是窒息引起的心跳停止,这些小猪则是使用电击引发心室颤动后导致的心跳停止。经过心肺苏醒术及去颤治疗,等恢复自动血液循环 30 分钟后,让一半小猪舒服得躺在床上接受水平律动。
  这群小猪在急救后全部都被救回来,但与对照组小猪比较,恢复自动血液循环后接受水平律动的小猪在各种检查结果上都胜出。律动组小猪有明显的一氧化氮合成酶增加,心肌缺氧伤害较少(反应在小猪血中的心肌旋转蛋白-I Troponin I 酵素明显较低),测量主要器官的局部血流量,包括心脏、脑、肾脏、回肠与胃,都比对照组明显增加。可见急救后的水平律动,除了保护心脏功能外,还可增加主要器官的血流量,保护这些重要器官,免受心脏停止缺氧的伤害(图 26)。(21)
 

 总结来说,水平律动是一种新颖有效的技术,可以改善心脏、脑血管、肺动脉及周边血管系统疾病的良好工具。在心跳停止的急救上,无论是那种形式的心脏停止,包括窒息、出血及心律不整所引起的状况;也不管是是急救前使用,急救中使用或急救后使用,水平律动都被证明不会比现行的「重击者心肺复苏机」(Thumper CPR)差,事实上,具备更多的优点与更少缺点。这是新颖、没有伤害性、简单便宜、容易操作的急救术,原来的「心肺苏醒术」称为 CPR,水平律动用于急救则称为「水平律动心肺苏醒术」(pGz-CPR)。


图 26: 小猪心脏停止前或后给与水平律动都可降低心脏及重重器官的伤害

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