心肺復(fù)蘇后早期EEG的變化規(guī)律及其與神經(jīng)功能恢復(fù)的相關(guān)性研究.pdf

1、心臟驟停(cardiac arrest，CA)，也稱為心源性猝死(sudden cardiac death，SCD)，是世界各國尤其是發(fā)達(dá)國家首要的死亡原因。據(jù)統(tǒng)計，在美國和加拿大平均每年發(fā)生心臟驟停的人數(shù)各約有33萬人，在歐洲患病人數(shù)每年約有35萬人，我國發(fā)生心臟驟停的總?cè)藬?shù)每年高達(dá)54.4萬例。
　　隨著心肺復(fù)蘇(cardiopulmonary resuscitation，CPR)治療技術(shù)的不斷深入研究，人們對人工通氣策略、胸

2、外按壓質(zhì)量、電擊除顫時機的認(rèn)識不斷提高，近年來越來越多的心臟驟?；颊叩靡曰謴?fù)自主循環(huán)。在歐美發(fā)達(dá)國家自主循環(huán)恢復(fù)(restoration ofspontaneous circulation，ROSC)比例達(dá)到25％～50％，在我國約為5％～15％。然而，這些ROSC的患者出院生存率卻不到11％，且只有8.3％的出院患者神經(jīng)功能恢復(fù)良好，多數(shù)遺留有嚴(yán)重的腦功能障礙。這些腦功能障礙患者由于生活不能自理，常需要住院接受長期的康復(fù)治療或請專人陪

3、護(hù)，給家庭和社會帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。
　　導(dǎo)致患者出院生存率低下和神經(jīng)功能恢復(fù)不良的原因是:心臟驟停和心肺復(fù)蘇引起的全身性缺血-再灌注損傷，即心臟驟停后綜合征(post-cardiac arrest syndrome，PCAS)。其中，心臟驟停后腦損傷（post-cardiac arrest brain injury）是PCAS的四大組成要素之一，也是導(dǎo)致復(fù)蘇后患者神經(jīng)功能障礙及死亡的首要原因。研究表明，ROSC以后，約有60％～7

4、0％的患者死于因缺血缺氧造成的腦損傷和神經(jīng)功能障礙。因此，在ROSC后開展以腦復(fù)蘇(cerebral resuscitation)為主要目標(biāo)的高級生命支持(advancedlife support，ALS)和復(fù)蘇后治療，是決定患者能否最終存活的關(guān)鍵。然而，需要注意的是心臟驟停后腦損傷的病生理機制很復(fù)雜，是多個因素共同作用的結(jié)果，單一的腦復(fù)蘇策略不可能達(dá)到理想的腦保護(hù)和腦復(fù)蘇效果，需要聯(lián)合不同的腦保護(hù)和腦復(fù)蘇治療手段進(jìn)行腦復(fù)蘇。因此，如何

5、在腦復(fù)蘇過程中開展腦損傷和神經(jīng)功能預(yù)后評估，對評價腦復(fù)蘇的效果、合理開展和調(diào)整腦復(fù)蘇策略、提高患者的生存質(zhì)量至關(guān)重要。
　　腦電圖(electroencephalogram，EEG)能反映大腦皮層神經(jīng)元電活動，對缺血缺氧引起的腦損傷非常敏感且可實現(xiàn)持續(xù)的床旁監(jiān)測，近年來逐漸成為復(fù)蘇后神經(jīng)功能監(jiān)測和預(yù)后研究的重要手段。臨床研究表明:患者在復(fù)蘇后12小時內(nèi)出現(xiàn)連續(xù)背景或正常EEG時預(yù)后較好;24小時后EEG表現(xiàn)為靜息電活動或低電壓EE

6、G波、24至72小時內(nèi)EEG表現(xiàn)為暴發(fā)抑制波或電記錄的癲癇持續(xù)狀態(tài)則預(yù)后較差;EEG的量化指標(biāo)中，復(fù)蘇后12小時的雙頻指數(shù)(bispectral index，BIS)，復(fù)蘇后24～48小時的暴發(fā)抑制比(burst suppression ration，BSR)、狀態(tài)熵、小波熵與患者神經(jīng)功能的恢復(fù)狀態(tài)密切相關(guān)，可以預(yù)測患者神經(jīng)功能的預(yù)后。
　　然而，盡管現(xiàn)有的臨床研究證實了心肺復(fù)蘇后中期（復(fù)蘇后6～72小時）EEG的特征可以預(yù)測神經(jīng)

7、功能預(yù)后，然而心肺復(fù)蘇后早期（復(fù)蘇后20分鐘～6小時）EEG的變化規(guī)律，及其與神經(jīng)功能預(yù)后的關(guān)系仍不明確，主要表現(xiàn)為:
　　(1)對不同原因引起的復(fù)蘇后腦損傷與早期EEG信號特征及其變化規(guī)律認(rèn)識不足。引發(fā)心臟驟停的原因不同，心臟驟停后腦損傷的嚴(yán)重程度不同。窒息和室顫是引發(fā)呼吸性和心源性心臟驟停的主要原因，約占心臟驟停患者總?cè)藬?shù)的30％和23％。與室顫引發(fā)的急性全身性缺血不同，窒息性心臟驟停患者會經(jīng)歷逐步的全身性缺氧伴隨不完全性缺血

8、、再到全身性缺氧缺血的過程。與室顫期停止的腦血流相比，窒息過程中大腦出現(xiàn)持續(xù)的低血流灌注將引起更嚴(yán)重的缺氧-缺血腦損傷。同時，在CPR過程中，嚴(yán)重的缺氧和酸中毒也會累及大腦，造成更嚴(yán)重的再灌注腦損傷。而不同的腦損傷機制必然影響神經(jīng)功能的預(yù)后。然而，大多數(shù)心臟驟停發(fā)生在院外且超過50％的患者是在沒有目擊者的情況下發(fā)病的，所以很難確定引發(fā)心臟驟停的準(zhǔn)確病因。因此，在臨床研究中，鮮少有針對不同病因研究復(fù)蘇后EEG特征變化規(guī)律及其與腦損傷和神經(jīng)

9、功能預(yù)后關(guān)系的研究。動物實驗也未有針對室顫和窒息兩種心臟驟停類型復(fù)蘇后EEG的研究。不同原因引起的復(fù)蘇后腦損傷與早期EEG信號特征及其變化規(guī)律的關(guān)系還不明確。
　　(2)對亞低溫影響復(fù)蘇后早期EEG信號特征變化規(guī)律及其與神經(jīng)功能預(yù)后的關(guān)系認(rèn)識不足。亞低溫治療是目前唯一被臨床證實有效的腦復(fù)蘇措施，被國際復(fù)蘇聯(lián)絡(luò)委員會明確推薦并寫進(jìn)心肺復(fù)蘇指南?，F(xiàn)行的復(fù)蘇指南推薦對所有ROSC患者實施至少24小時、目標(biāo)溫度為32℃至36℃的亞低溫治療

10、。但在臨床實際應(yīng)用中，亞低溫治療在如何選擇效果顯著的患者、如何預(yù)防和治療復(fù)蘇后腦水腫及不良腦電模式、以及如何可靠預(yù)測復(fù)蘇后昏迷患者預(yù)后等方面還存在諸多懸而未決的科學(xué)問題。一方面，雖然臨床研究證實低溫能顯著改善室顫心臟驟?；颊叩纳窠?jīng)功能恢復(fù)和生存率，但對窒息性心臟驟停的腦保護(hù)治療效果卻存在爭議。另一方面，低溫和維持低溫所用的鎮(zhèn)靜劑和神經(jīng)阻滯劑會影響神經(jīng)功能預(yù)后指標(biāo)及其預(yù)測效果。因此，需要研究亞低溫對復(fù)蘇后早期EEG信號恢復(fù)和特征變化規(guī)律的

11、影響，以及這些影響與神經(jīng)功能預(yù)后的關(guān)系。盡管，有研究者運用窒息的心臟驟停動物模型研究了EEG的信息熵(informationquantity，IQ)在復(fù)蘇后隨溫度的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)IQ對溫度非常敏感且能早期預(yù)測神經(jīng)功能的預(yù)后。但是，低溫治療對室顫心臟驟停復(fù)蘇后早期EEG量化特征的變化規(guī)律及其與腦損傷和神經(jīng)功能預(yù)后的關(guān)系尚不明確。
　　本課題的研究目的在于:研究心肺復(fù)蘇后早期EEG的變化規(guī)律，以及不同因素對心肺復(fù)蘇后早期EEG特征的影

12、響，分析并探討這些特征與復(fù)蘇后神經(jīng)功能預(yù)后的關(guān)系，以解決EEG特征分析應(yīng)用于不同原因引發(fā)的心臟驟停及亞低溫治療下復(fù)蘇后早期神經(jīng)功能預(yù)后的問題，為進(jìn)一步研究EEG量化特征指標(biāo)在復(fù)蘇后腦損傷評估和神經(jīng)功能預(yù)后預(yù)測的臨床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　本論文主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)不同原因引發(fā)的心臟驟停對大鼠復(fù)蘇后早期EEG的變化規(guī)律和神經(jīng)功能的影響。運用5分鐘的窒息和室顫兩種心臟驟停的大鼠模型，觀察常溫（體溫37℃）下兩組大鼠的

13、復(fù)蘇后4小時內(nèi)EEG的變化規(guī)律。然后，提取EEG的時域特征——暴發(fā)波出現(xiàn)的時間(time to burst，TTB)、連續(xù)背景腦電出現(xiàn)的時間(time to mormal trace，TTNT)、暴發(fā)波頻率(burst rate，BF)以及暴發(fā)抑制比(burst-suppression ratio，BFR)，以及譜熵(spectrum entropy，SE)，結(jié)合組織病理學(xué)、腦損傷生物標(biāo)志物以及神經(jīng)功能缺損(Neurologic Def

14、icit Scores，NDS)檢查結(jié)果，比較不同原因引起的心臟驟停對復(fù)蘇后早期EEG信號特征以及神經(jīng)功能恢復(fù)的影響。結(jié)果表明:窒息引發(fā)的心臟驟停后腦損傷程度比室顫引起的要重，表現(xiàn)為神經(jīng)功能恢復(fù)差和神經(jīng)元缺氧損傷大。復(fù)蘇后早期EEG特征值與腦損傷程度顯著相關(guān)。TTB、一小時的BF和TTNT與大鼠復(fù)蘇后96小時的神經(jīng)功能結(jié)局密切相關(guān)。窒息性心臟驟停大鼠復(fù)蘇后早期EEG恢復(fù)不良，表現(xiàn)為靜息電活動持續(xù)時間長、BF低和連續(xù)背景EEG恢復(fù)時間晚。

15、
　　(2)亞低溫治療對復(fù)蘇后早期EEG信號特征及神經(jīng)功能恢復(fù)的影響。運用5分鐘的室顫大鼠模型，觀察低溫組（體溫33.5℃）和常溫組大鼠復(fù)蘇后的神經(jīng)功能恢復(fù)和存活情況，研究亞低溫治療對復(fù)蘇后6小時內(nèi)EEG信號時域和譜熵特征與神經(jīng)功能恢復(fù)的影響，并探討這些EEG量化特征指標(biāo)在亞低溫治療中預(yù)測存活的價值。結(jié)果表明:亞低溫能改善室顫心臟驟停大鼠復(fù)蘇后早期EEG的恢復(fù)，具體表現(xiàn)為縮短靜息電活動的持續(xù)時間，增加暴發(fā)抑制波期間的BF，加速連續(xù)

16、背景EEG的恢復(fù)進(jìn)程，以及增強大腦節(jié)律的無序性。復(fù)蘇后早期EEG活動的定量EEG特征值，包括低溫治療過程中的BF和復(fù)溫后的SE，與復(fù)蘇后神經(jīng)功能恢復(fù)密切相關(guān)，而且可分別用于預(yù)測96小時的存活。
　　綜上所述，本研究證實了復(fù)蘇后早期EEG特征與心臟驟停后腦損傷程度和神經(jīng)功能恢復(fù)密切相關(guān)，亞低溫治療能改善復(fù)蘇后早期EEG特征的恢復(fù)，表現(xiàn)為縮短靜息電活動持續(xù)時間、增加暴發(fā)波頻率、加速連續(xù)背景EEG恢復(fù)進(jìn)程以及增強大腦節(jié)律的無序性，并與復(fù)