第一段 平均動脈壓與復甦後症候群
腦部有其獨特的自我調節機制（Cerebral autoregulation），使 得腦部在面臨不同動脈壓時，可以調節自身的腦部血流量。研究 顯示，腦部血流量在平均動脈血壓為60-150 mmHg 時，透過自我 調節機制，腦部血流可以維持恆定；在60 mmHg 以下或是 150 mmHg 以上時，腦部血管已達到最大舒張或是收縮，自我調節機 制失效，腦部血流量完全由平均動脈血壓所決定(Willie et al.
2014)。此一調節機制自 1959 年，Lassen 等人提出後，一直被奉 為圭臬(Lassen 1959)。雖然後來經過無數學者的研究，發現氧
氣，二氧化碳或是交感/副交感神經對於腦部血流量控制也有貢 獻，而且恆定範圍也不總是在平均動脈血壓60-150 mmHg 間 (Willie et al. 2014)，但腦部血流量與平均動脈壓間的關係大致上是 不變的。
Lassen 等人研究的為正常人的生理狀態。但在心肺復甦後的 病人，腦部自我調節機制可能會受影響而異於常人。Nishizawa 等 人，透過量測頸動脈與頸靜脈氧氣含量差異，發現在心肺復甦後 的病人，其腦部自我調節機制可能受損(Nishizawa and Kudoh 1996)。Sundgreen 等人利用經顱都卜勒超音波量測中大腦動脈在 不同平均動脈壓下的血流速度，發現在心肺復甦後的病人，其腦 部自我調節機制可能消失，或是右移：亦即在某些病人，腦部血 流量和平均動脈壓成完全正比，沒有明顯的恆定範圍；而在另外 一些病人，需要有較高的平均動脈壓才能維持腦部血流量恆定 (Sundgreen et al. 2001)。在動物研究方面，近年來也有少數的研究 透過近紅外光光譜儀（Near-Infrared Spectroscopy）或是經顱都卜 勒超音波，指出在幼年心跳停止的動物模型中，腦部自我調節機 制可能不受影響(Lee et al. 2012)，或是略為左移(Lee et al. 2011)。
因此，在成年病人與幼年動物模型的研究裡，心跳停止對於 腦部自我調節機制影響的觀察結果似乎是相反的。此歧異的原 因，顯而易見的是成年人與幼年動物的差異；其次是觀察使用工 具的不同，早期的研究利用經顱都卜勒超音波測得的速度來代表 腦部血流量。實際上，經顱都卜勒超音波只能測得血流速度；如 果要換算成血流量，則必須假設在不同血壓時，顱內動脈的截面 積不受影響。但是，已經有研究顯示，顱內動脈的截面積在很多 因素的作用下是會改變的。例如在高二氧化碳分壓時，顱內動脈
的截面積即會大幅增加而破壞這個假設(Willie et al. 2012)。因此，
目前尚不清楚在心肺復甦後，腦部自我調節機制的改變為何。
除了心肺復甦外，腦部自我調節機制亦可能受到一些疾病的 影響，例如高血壓(Strandgaard 1976b)。Strandgaard 等人注意到，
在長期高血壓的病人，其腦部自我調節機制相較於正常人而言，
也出現右移的現象(Strandgaard 1976b)。高血壓病人的平均動脈壓 需要較正常人高，才能維持其正常的腦部血流量(Strandgaard 1976b)。在常被拿來和復甦後症候群做類比的嚴重敗血症病人的 研究裡，Asfar 等人(Asfar et al. 2014)基於同樣的概念，認為原先 有高血壓的嚴重敗血症病人，其所需要的平均動脈壓，應該較敗 血症治療指引(Dellinger et al. 2013)建議的 65 mmHg 為高。因此，
Asfar 等人將嚴重敗血症病人分成兩組，一組的目標平均動脈壓為 65-70 mmHg，另外一組為 80-85 mmHg(Asfar et al. 2014)。結果發 現，在高血壓這一次族群中，目標平均動脈壓較高的組別，其急 性腎衰竭以及接受腎臟替代療法的比例均較目標平均動脈壓較低 的組別為低，雖然最終兩組死亡率沒有明顯差別(Asfar et al.
2014)。而在復甦後症候群的族群中，也有高達 40%左右的病人患 有慢性高血壓(Nielsen et al. 2013)。對於這群病人而言，是否也需 要較美國心臟協會心肺復甦術指引建議的65 mmHg(Callaway et al.
2015)為高的平均動脈壓才能維持正常的腦部血流量？較高的血壓 是否可以改善之前研究中所觀察到長達2-12 小時以上的復甦後腦 部灌流不足(Lind, Snyder, and Safar 1975; Cohan et al. 1989; Wolfson et al. 1992; Crumrine and LaManna 1991)，進而改善復甦後症候群 預後？這是本研究意圖探討的假設之一。
第二段 動脈氧和二氧化碳分壓與復甦後症候群
由氧氣運送的公式可知(Vallet, Robin, and Lebuffe 2010)，動脈 氧分壓對於血液中攜帶的氧氣含量影響甚微。不過，動脈氧分壓 和二氧化碳分壓一樣，都會藉著影響腦部血流量而改變運送至腦 部的氧氣量。而腦部血管對於氧分壓以及二氧化碳分壓的反應卻 又些微不同。以氧分壓來說，只有在動脈氧分壓低於50 mmHg 時，腦部血流量才會明顯增加。但是這個反應卻也受當時的動脈 二氧化碳分壓影響：高二氧化碳分壓（Hypercapnia）會增加而低 二氧化碳分壓（Hypocapnia）則會減弱腦部血管對於缺氧的反應 (Mardimae et al. 2012)。這是因為缺氧時，換氣速率會增加而導致 低二氧化碳分壓；而低二氧化碳分壓則會導致腦部血管收縮 (Mardimae et al. 2012)。因此，在影響腦部血流變化方面，二氧化 碳分壓的角色似乎較氧氣分壓為重。在一些研究中，研究者利用 一些技巧使得在缺氧狀況下，二氧化碳分壓仍然維持恆定。在消 除二氧化碳分壓可能的干擾作用後，研究者進而探討腦部血流量 在缺氧狀況下的變化。結果發現，動脈血氧飽和度（SaO2）每下 降百分之一，腦部血流量會增加0.5 至 2.5% (Cohen et al. 1967;
Shapiro et al. 1970; Jensen et al. 1996; Querido et al. 2013; Querido, Godwin, and Sheel 2008; Reichmuth et al. 2009; Willie et al. 2012)。
後續的研究進一步指出，調控腦部血流量的因子，可能不是氧氣 分壓本身，而是血液整體氧氣含量(Gottesman et al. 2012)。因為在 一些急慢性貧血或是血液稀釋的情況下，腦部血流量也都被觀察 到有增加的情況(Gottesman et al. 2012)。
在缺氧時，腦部血流量會明顯地增加。那麼，高氧氣分壓
（Hyperoxia）時，腦部血流量又將如何變化呢？研究指出，高氧 氣分壓會導致心跳減緩(Whalen et al. 1965)以及血管收縮(Reinhart et al. 1991)進而減少心輸出量。同時，高氧氣分壓會減少全身器官 灌流量，以及微血管灌流量(Orbegozo Cortes et al. 2015)，反而使 得腦部血流量減少。此外，對於經歷過全身性缺血/再灌流反應的 復甦後病人而言，高氧氣分壓還有另外令人值得關注的隱憂，例 如增加體內活性氧分子（Reactive oxygen species）的產生。動物 實驗已經發現，活性氧分子會造成實驗動物中樞神經過多的脂質 過氧化，氧化能量代謝失調，以及神經細胞退化增加(Zwemer, Whitesall, and D'Alecy 1994; Liu et al. 1998; Richards et al. 2006;
Vereczki et al. 2006; Richards et al. 2007)。
Kuisma 等人(Kuisma et al. 2006)進行了目前唯一關於高氧氣分 壓應用於復甦後病人的臨床隨機分派實驗。其目標族群為院外心 跳停止且為心室震顫的病人。在恢復自主循環的頭六十分鐘內，
病人隨機接受30%或 100%吸入氧氣濃度的治療。這個研究的受
試者僅為28 人，不足以呈現這兩組病人長期預後的差別。但在預
定的子分析中，接受吸入氧氣濃度為100%的病人，其血液中
NSE（neuron specific enolase，一種神經損傷的血清標記）的平均
濃度，顯著地較接受吸入氧氣濃度為30%的病人為高。這結果暗
示在動物實驗中發現的現象似乎也可以外推至臨床照護上。在臨 床觀察性研究方面，Kilgannon 等人(Kilgannon et al. 2010)利用全 美多中心加護病房資料庫，收集心跳停止恢復自主循環後進入加 護病房治療的病人資料加以分析。在這個研究中，Kilgannon 等人 將高氧氣分壓定義為動脈血氧分壓超過300 mmHg；缺氧定義為 動脈血氧分壓小於60 mmHg；正常氧分壓則是動脈血氧分壓介於
60 和 300 mmHg 間。利用多變數迴歸分析資料顯示：曾經暴露於 高氧氣分壓環境的病人，其院內死亡率較暴露於正常氧分壓的病 人顯著地高出80%(Kilgannon et al. 2010)。但是關於高氧氣分壓對 於復甦後神經學預後影響的臨床研究尚付之闕如。
因此，在血液氣體分壓方面，是否可以透過較高的二氧化碳 分壓增加腦部血流量進而改善神經學預後？而對於氧氣分壓，缺 氧自然是有害的，但是高氧氣分壓似乎卻也不如之前一般認為的 無害。因此，尋求最適的氧氣分壓範圍取得平衡，應該是照護復 甦後症候群病人的目標。
第三段 血色素濃度與復甦後症候群
血色素對於氧氣運送的影響是雙重的：其一是其本身攜氧的 能力；其次是血色素濃度的高低會影響血液的黏滯性
（Viscosity），進而影響血流量。因為血色素攜帶體內大部分氧氣 的關係，人體對於血色素的需求有一最低的閥值(Du
Pont-Thibodeau, Harrington, and Lacroix 2014)。此閥值因身體狀況而 異。在休息狀態下的健康成年人，可能可以容忍低至5 g/dL 的血 色素濃度(Weiskopf et al. 1998)；但是對於有心血管疾病的患者，
貧血可能增加心臟輸出造成負擔，因此其最低閥值可能較健康人 為高(Du Pont-Thibodeau, Harrington, and Lacroix 2014)。某些臨床 觀察性研究的分析指出，在急性缺血性中風(Kellert et al. 2011)，
急性冠心症(Lee et al. 2004a)和心衰竭(Anand et al. 2004)的病人，
血色素濃度愈低，病人預後愈差。相對地，在某些臨床觀察性研 究中，研究者也注意到，同樣在急性缺血性中風(Tanne et al. 2010;
Diamond, Gale, and Evans 2003)，急性冠心症(Sabatine et al. 2005) 和心衰竭(Go et al. 2006)的病人，不只血色素濃度愈低，病人預後 愈差；相反地，血色素濃度愈高，病人死亡率也會愈高，呈現一 U 字形分布(Tanne et al. 2010)。根據 U 字形分布得到的結果，急 性缺血性中風(Tanne et al. 2010; Diamond, Gale, and Evans 2003)，
急性冠心症(Sabatine et al. 2005)或是心衰竭(Go et al. 2006)的病 人，其血色素濃度大約落在13-15 g/dL 範圍時，預後最好。在復 甦後症候群的病人，心血管疾病的患者佔有一定的比例。例如某
大型臨床試驗心肺復甦後的病人中，有中風病史的佔約7%；缺血
性心臟病患者約佔28%；慢性心臟衰竭的病人約 6%(Nielsen et al.
2013)。但是，在復甦後症候群的研究中，針對血色素所做的分 析，意外地少。截至目前，只有一篇在日本的研究發表：SOS-KANTO study group 在到院前心跳停止病人的研究發現，血色素 濃度愈高，病人達成良好神經學預後的機會也會愈高('Relationship between the hemoglobin level at hospital arrival and post-cardiac arrest neurologic outcome' 2012a)。
2013)。但是，在復甦後症候群的研究中，針對血色素所做的分 析，意外地少。截至目前，只有一篇在日本的研究發表：SOS-KANTO study group 在到院前心跳停止病人的研究發現，血色素 濃度愈高，病人達成良好神經學預後的機會也會愈高('Relationship between the hemoglobin level at hospital arrival and post-cardiac arrest neurologic outcome' 2012a)。