站立位胸外按压：一种临床可用的高度调节方法的模拟开发与评估

引言

当医护人员在医院内实施心肺复苏（CPR）时，患者通常躺在病床或担架床上。因此，尤其是在急诊科、重症监护室和手术室内，胸外按压通常是在医护人员站立的情况下进行的。为确保抢救流程的规范性并最大限度地提高自主循环恢复（ROSC）的可能性，欧洲的医护人员遵循欧洲复苏委员会（ERC）最新修订的《成人高级生命支持（ALS）指南》。¹

根据《成人基础生命支持（BLS）指南》，高质量的成人胸外按压（CC）要求按压深度为5–6 cm，频率为每分钟100–120次，且每次按压后胸廓完全回弹。指南还强调，胸外按压的有效性取决于手部位置，建议施救者保持手臂伸直，并将肩部垂直对准患者胸部上方。然而，这些指南主要针对跪在地面上进行胸外按压的情况，并未对站立位胸外按压提供具体建议。²

既往研究表明，施救者的体位和病床高度会影响心肺复苏过程中的胸外按压质量。3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 特别是，调整工作高度和使用脚踏凳已被证实在站立位胸外按压时能够改善按压深度和施救者的人体工学舒适度。6, 12, 15, 16 现有研究通常聚焦于特定的设备配置或预设的病床高度，而美国心脏协会（AHA）则建议尽可能将患者躯干调整至大约膝盖高度。17 然而，据我们所知，目前尚无明确可操作且临床适用的高度调整方法被描述。

我们假设担架床或病床的高度是维持正确姿势以实施高质量胸外按压的决定性因素。本研究旨在确定站立位胸外按压的适宜工作高度，评估其与临床相关参考条件相比的按压质量表现，并由此开发一种简单的高度调整方法。

材料与方法

研究设计

本研究分两部分进行。第一部分（方法开发）旨在确定一个工作高度，使参与者在该高度下达到最高比例的符合指南要求的按压深度、频率和胸廓回弹。基于这些结果，应开发一种简单的方法，帮助施救者确定适宜的胸外按压工作高度。

研究第二部分旨在调查使用该方法进行的胸外按压，其质量是否显著低于跪在地面上进行的胸外按压。由于在紧急情况下将担架床调至最低高度似乎是一种实用的方法，因此对该设置也进行了额外评估。

事先进行了配对受试者内比较的样本量计算。假设最佳工作高度可使约80%的按压符合指南要求，且不同高度条件间可检测到30个百分点的临床相关差异，则估计所需最小样本量为四名受试者（α = 0.05，检验效能 = 0.80）。为应对潜在的退出者和高于预期的变异性，最终纳入了十名受试者。

对于第2部分，计划对三种临床相关的CPR条件进行重复测量比较。由于可用于精确效应量估计的既往数据有限，样本量增加至20名受试者，以应对各条件之间潜在的变异性。

本研究共纳入30名受试者，未排除任何数据集。事先已获得每位受试者的书面知情同意。研究方案已获得LMU医学院伦理委员会批准，方案编号为21-0918。研究于2022年6月和7月（方法开发阶段）以及2022年11月和12月（评估阶段）的数周内进行。研究地点为LMU大学医院急诊医学与医疗管理研究所（INM）人体模拟中心（HSC）的场所。

受试者

第1部分 – 方法开发

来自上巴伐利亚地区和慕尼黑消防局的十名急救医疗服务（EMS）工作人员受邀参与本研究，研究内容包括胸外按压技能的训练与测试。所有受试者均持有BLS或ALS提供者的专业资质认证。

第2部分 – 评估

第2部分的受试者为医学生，他们在INM完成了为期三天的复苏培训课程（BLS和ALS），作为其急诊医学培训的一部分。

研究方案

第1部分 – 方法开发

我们将一个配备有SimPad Plus（Laerdal公司）的Resusci Anne QCPR AED模拟人（Laerdal公司）放置在带有7.5厘米床垫的急救担架（Trauma Stretcher Model P8000，Hillrom公司）上。根据2021年及最新的2025年ERC指南，我们未在模拟人身下放置背板。2, 18 床高被定义为模拟人所在表面的高度。

在七个不同的床高度下评估了胸外按压（CC）的质量。设定的床高度分别为受试者的膝高（定义为髌骨基底），以及膝高以上（+）和以下（−）10、15和20厘米。在某些情况下，要达到指定的高度设置需要使用13厘米或22厘米高的金属踏凳，这类踏凳在德国医院中普遍使用。

每位受试者不同高度设置的顺序事先经过随机化。每次操作中，受试者进行持续两分钟的连续胸外按压，且未收到任何关于按压质量的反馈。每轮胸外按压之间，每位受试者必须休息至少六分钟，以尽量减少因疲劳导致质量下降的风险。19 每次操作后，受试者使用5点Likert量表（1 = 非常好，5 = 差）对工作高度进行评分。在各轮操作之间，受试者留在单独的等候室中，完成人体测量（身高、臂长、腿长、髌骨高度和体重）及问卷，且不会观察到其他受试者的胸外按压操作。

第2部分 – 评估

在第二部分中，我们比较了站立在膝盖高度时进行的胸外按压（CC）的质量与跪在地上以及将床调至尽可能最低高度时进行的胸外按压质量。这些设置的顺序也事先随机化。还使用了踏台以达到所需的工作高度。

在八名参与者之后，由于INM场所内位置的必要变更，急救担架型号从Stryker Prime Series Stretcher（第五轮担架）更换为Hillrom Trauma Stretcher。包括床垫在内的担架最低高度设置为60.7厘米（Stryker）和60.2厘米（Hillrom）。

数据收集与分析

所有个人数据均以假名化形式收集。参与者的测量数据使用标准化人体测量仪和体重秤获取。其他参数，如性别、年龄和专业经验，通过问卷调查收集。

分析了以下结局指标：平均按压深度（MCD）、平均按压频率（MCR）、符合指南深度（5–6厘米）的按压百分比、符合指南频率（100–120次·分钟⁻1）的按压百分比，以及胸廓完全回弹的按压百分比。[18] 模拟人自动记录按压数据，并使用配套的SimPad技能报告软件（版本8.7.0.3）提取数据。统计分析使用IBM SPSS Statistics（版本29.0.0.0）进行。除非另有说明，数据以平均值±标准差（SD）表示。对于第一部分，使用重复测量方差分析（rmANOVA）比较七种工作高度条件下的结局。正态性使用Shapiro–Wilk检验评估，球形性使用Mauchly检验评估。当球形性假设被违反时，应用Greenhouse–Geisser校正。非正态分布的百分比数据使用Friedman检验分析，随后进行Bonferroni校正的Wilcoxon符号秩检验（第一部分：六次比较；第二部分：三次比较）。人体测量特征与心肺复苏（CPR）表现结局之间的关联使用Spearman秩相关系数（ρ）评估。统计显著性设定为p < 0.05。

结果

第一部分 – 方法开发

参与者特征

纳入研究第一部分的十名参与者中，四名为女性（40%），平均年龄为25.2 ± 4.0岁（见表1）。他们的专业经验从一到两年到超过六年不等。

胸外按压深度

工作高度显著影响平均按压深度（F (6, 54) = 7.64, p < 0.001, ηp2 = 0.459）。平均按压深度（MCD）和正确按压深度百分比在膝部高度时最高（52.7 ± 7.9 mm 和 80.6 ± 38.5%）。经Bonferroni校正的事后两两比较显示，膝部高度的数值显著高于+15 cm工作高度（MD = 5.6, 95%-CI [1.34–9.84], p = 0.008）和+20 cm工作高度（MD = 7.5, 95%-CI [1.89–13.06], p = 0.007）。膝部高度、+10 cm与较低工作高度之间未观察到显著差异。对于正确深度百分比，Friedman检验证实了工作高度的显著影响（χ2(6) = 27.95, p < 0.001），经Bonferroni校正后，仅膝部高度与+20 cm之间的比较仍具有显著性（p = 0.048）（见表2和图1）。

胸外按压频率和胸廓完全回弹

采用Greenhouse-Geisser校正的重复测量方差分析（RmANOVA）显示，平均按压频率无显著差异（F(2.62, 23.58) = 2.099, p = 0.134, ηp2 = 0.189）。同样，Friedman检验显示，胸廓完全回弹百分比无显著差异（χ2(5) = 7.11, p = 0.213）（见表2）。

人体测量学指标

探索性分析显示，在膝部高度时符合指南要求的胸外按压（CC）比例与人体测量学指标之间无统计学显著关联。平均按压深度（MCD）与若干人体测量学变量之间存在中等程度的正相关，但仅体重达到统计学显著性（ρ = 0.665, p = 0.036）（见表3）。

不同高度设置的偏好性

在第1部分中，膝部高度获得了最有利的主观评分。总体而言，膝部高度和较低工作高度的主观评分更为有利，而在较高工作高度（尤其是+15和+20 cm）时评分变得不太有利（见表4）。

第2部分——评估

参与者特征

共有20名医学生参加了我们研究的第二部分，平均年龄为24.3 ± 3.1岁。其中12人（60%）为女性。四名参与者已完成护理、急救医疗系统（EMS）或物理治疗方面的培训。

胸外按压深度

在第2部分中，各组之间未观察到显著差异（MCD：F (2;38) = 1.724, p = 0.192, ηp2 = 0.083；%深度符合率：χ2(2) = 4.073, p = 0.131）（见图2和表2）。

胸外按压频率和胸廓完全回弹

采用Bonferroni校正事后两两比较的重复测量方差分析（RmANOVA）显示，跪在地板上与将担架设置到其最低可能高度时站立之间的平均按压频率（MCR）存在显著差异（MD = 5.83, 95%-CI [1.39–10.27], p = 0.008）。各组之间在胸廓完全回弹百分比方面未发现统计学显著差异（χ2(2) = 0.571, p = 0.751）（见表2）。

人体测量学指标

在膝盖高度处的平均按压深度与多项人体测量学指标之间观察到中度正相关，包括身高、腿长、髌骨高度和体重。其中与体重的关联性最强（Spearman's ρ = 0.611，p = 0.004）（见表3）。

不同高度设置的适宜性

在第二部分中，在地板上进行胸外按压被评为最佳，而在膝盖高度和最低担架高度下工作被认为“尚可”（分别为2.7和3.2）（见表5）。

讨论

当前的ERC指南并未就施救者的姿势或站立进行胸外按压时的合适工作高度提供建议。1, 2 本研究的目的是开展并评估一种针对躺在床或担架上的患者进行心肺复苏或教学 CPR 的简便方法。

对七种不同高度设置的直接比较显示，将躺卧表面设置为施救者的膝盖高度能够实现高质量的、符合指南要求的胸外按压，平均按压深度达到52.7 mm。第一部分的参与者还认为这是最舒适的工作高度。一些作者研究了单独站立时在膝盖高度进行胸外按压的质量，其结果与现行指南一致。7, 8, 12, 20 Lewinsohn 等人将患者躯干置于施救者大腿中心作为基准。假设这对应于床高设置为施救者的膝盖高度（正如 Ho 等人也假设的那样），本研究结果同样显示出高质量的胸外按压。7, 8 然而，一些作者观察到在膝盖高度进行胸外按压时按压质量较差。4, 5, 21, 22 需要指出的是，这些研究中的对照组所进行的胸外按压深度也远低于（或在某些情况下高于）指南推荐的按压深度。

根据我们的研究，将高度调整为低于膝盖高度10厘米也能实现高质量的胸外按压。尽管高于膝盖高度10厘米处的平均按压深度为49.1毫米（略低于指南推荐值），但在膝盖高度与+10厘米之间未发现统计学显著差异。然而，这两种高度下按压深度正确的比例（约63%）均低于膝盖高度（81%）；但这些差异无统计学显著性。相应地，其他研究也表明，当工作高度分别设置为60厘米和63厘米时取得了令人满意的结果，在我们的案例中，这大约相当于参与者髌骨上方10厘米，并且对应于将担架设置为其最低高度。14, 23 推测而言，站立式胸外按压时最常见的困难是工作高度设置过高。在我们的研究以及其他研究中，按压深度和力量随着工作高度的增加而持续下降。5, 8, 24 相应地，我们的结果表明，将床或担架设置得过低也会导致胸外按压质量下降。此外，我们研究的参与者明显更倾向于在膝盖高度或略低于膝盖高度下工作，而非更高或更低的高度设置。

我们认为膝高位置能创造最佳条件，因为——就像跪在地板上一样——它能使肩部保持在按压点的正上方。这不仅在指南中得到推荐，而且从人体工程学的角度来看也是合理的。2 其他研究也将该效果归因于按压深度的改善和更高质量的胸外按压。3, 9, 12, 13, 16, 25 尽管本研究未对此进行调查，但在这一方面，CPR过程中的人为因素和团队协作似乎起着特别重要的作用，因为判断施救者是否站在符合人体工程学的有利位置以及其肩部是否垂直位于按压点上方是相对容易的。

尽管我们的研究参与者身材相对较高，但显而易见的是，其髌骨的平均高度仍低于所用担架的最低高度设置（54 cm 和 52 cm 对比 60 cm 担架高度）。虽然样本量较小，但这表明标准医院担架即使在最低设置下，也可能高于工作人员的平均膝高。一种可能的解决方案是在常规临床实践中使用脚踏凳来实施该方法。脚踏凳已在手术室中作为标准设备使用，且众多研究表明其能带来更好的按压深度。这似乎是归因于施救者在进行胸外按压时人体工程学条件的改善。3, 6, 9, 11, 12, 13, 15, 16, 25, 26

随后，通过将膝高位置的表现与地板上跪式CPR以及担架调至最低高度时的表现进行比较来评估其效果。各条件之间在胸外按压质量方面未观察到统计学显著差异，这表明当床或担架调至膝高位置以及调至最低高度时，站立施救也能进行高质量的胸外按压（CC）。这些发现与 Charungwatthana 等人、Nicolau 等人和 Oh 等人所展示的结果一致。4, 12, 20 相反的结果主要出现在那些未针对参与者调整台面高度，或者胸外按压质量普遍较差的研究中。6, 21, 26, 27

尽管在不同高度设置下观察到按压频率和胸廓回弹方面存在统计学显著差异，14, 23 但我们的研究发现，当由经验丰富的施救者执行时，这些指标不受影响，其他研究也是如此。3, 10, 12, 16, 20, 26, 28 根据AHA指南，跪在床上是在担架或床上进行胸外按压（CC）的一种替代方法。17, 26, 28 然而，基于进一步的研究，我们认为跪在床上会导致较差的胸外按压质量，并且由于急诊室狭窄的躺卧表面，这种做法往往不安全。12, 27, 29 如果使用背板，跪在床上的患者旁边可能是危险的，甚至是不可能的。相比之下，脚踏凳在许多临床环境中被常规使用，并且可能提供一种实现更有利工作高度的实用方法。然而，本研究并未专门调查复苏过程中使用脚踏凳的安全性影响，这需要进一步评估。

另一个方面涉及实时反馈设备。由于本研究刻意未纳入关于胸外按压质量的反馈，因此仍不清楚使用此类辅助设备是否以及会在多大程度上影响结果。尽管有可能直接反馈无论工作高度如何都能实现更好的胸外按压，但从人体工学的角度来看，优化的工作高度仍可带来优势。

基于本研究结果，使用施救者的髌骨作为调整工作高度的简单解剖参考点，似乎是在站立姿势下实施高质量胸外按压的一种实用方法。这些发现可能对教授站立式胸外按压的CPR教员以及在实际复苏抢救中的医护人员具有实际意义。需要开展涉及更大样本、有经验的医务人员和不同临床环境的进一步研究，以确认这些发现的可推广性，并且站立姿势实施CPR的相关性值得在未来指南制定中予以考虑。

局限性

本研究存在若干局限性。首先，使用人体模型无法测量实际心输出量，因此我们只能假设采用我们的方法能够实现最佳的患者预后。然而，由于这些质量参数被公认是BLS和ALS培训中胸外按压质量的有效指标，我们相信本研究结果能显著有助于优化胸外按压的实施。

其次，第一部分的样本量相对较小，因此本研究应被视为探索性研究。尽管主要发现通过额外的非参数分析得到了证实，但研究可能效能不足，无法检测出各个高度条件之间较小的差异。此外，个体标准差相对较大，这可能对结果的普适性产生质疑。然而，本研究旨在识别不同工作高度下CPR质量的差异，而非评估个人表现。尽管参与者之间存在显著差异，但所研究高度条件下整体趋势清晰可辨。

第三，需要根据参与者的膝盖高度调整担架高度，这使得无法对参与者设盲以隐瞒不同的工作条件。尽管如此，随机化最大限度地降低了因体力耗竭或对后续高度设置的预期而导致在更极端高度设置下表现不佳的风险。

此外，所有测量均未使用背部支撑板，这符合当前复苏指南的建议。尽管这确保了所有高度设置下测试条件一致，但不同临床环境中的床垫可压缩性可能存在差异。因此，所提出的以膝盖高度调整方法的可转移性至其他病床、担架或床垫系统时应谨慎解读，并需进一步研究。

最后，评估部分在一组最近完成结构化心肺复苏培训的医学生队列中进行。尽管这确保了参与者熟悉当前的复苏指南，但研究结果可能无法完全推广至经验丰富的医疗专业人员或真实世界的院内心脏骤停场景。此外，完全回弹的按压比例低于预期。虽然这可能反映了参与者实践经验有限，但平均按压深度（MCD）仍处于欧洲复苏委员会（ERC）建议范围内。因此，结果应被视为探索性的，仍需包含更大临床人群的研究。

结论

本研究表明，将患者病床或担架调整至大约施救者膝盖高度，可能有助于在站立位时实施高质量胸外按压。在所研究的条件下，膝盖高度与最大平均按压深度及最高比例的符合指南的按压相关。此外，研究结果表明，膝盖高度上下约10厘米的容差或许可接受，以便实现符合指南的胸外按压。这些发现可能对站立位实施心肺复苏的医疗服务提供者有所帮助，但仍需进一步研究以确认这些发现的普适性。

CRediT作者贡献声明

Alisha Izadi：撰写 – 原稿，项目管理，方法学，调查研究，正式分析，数据管理，概念构思。Selina Kim：撰写 – 审阅与编辑，验证，方法学，调查研究，正式分析，概念构思。Marc Lazarovici：撰写 – 审阅与编辑，资源，项目管理，方法学，调查研究，概念构思。Stephan Prückner：撰写 – 审阅与编辑，监督，资源，调查研究，经费获取。Heiko Trentzsch：撰写 – 审阅与编辑，验证，监督，项目管理，方法学，调查研究，正式分析，概念构思。

利益冲突声明

作者声明，他们不存在任何已知的可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。