心不在焉 — 航太心律不整



  • 作者:陽明醫學系 高定瑋

    之前在腎臟科時隔壁 team 的老師查房問說,太空人上太空能洗腹膜透析嗎 (據說是可以),就一直讓我很好奇太空人上太空常發生什麼醫療問題,查了 NASA 的統計,在國際太空站第一常見的是皮膚黏膜損傷,第二名則是心律不整。

    雖然截至目前沒有致死的心律不整在外太空發生過,但最早 1970 年代的阿波羅計畫,太空人 James Irwin就曾有偶發的 APC 和 VPC,後來美國太空總署發射 Skylab 時,也有成員在太空漫步時發生 multifocal VPC (根據規定,太空漫步時必須隨時戴著 Holter,訊號會即時回傳地球,發生異常時在地球監看的醫生會給予處置指令),稍晚蘇俄的 MIR 計畫,甚至有抓到 14 跳的 VT。

    這些太空人的醫療紀錄中,在地球上是從未發生過心律不整的,所以檢討上太空對於心臟負荷的影響。當進入微重力環境,體液會衝往頭側,造成心臟體積和 stroke volume 的上升,德國研究發現升空後 cardiac output 平均增加了 29%,另外回到地球後,對於姿勢變化就明顯的失去耐受性了。

    至於心律不整的成因,第一派人觀察太空人出任務時平均心跳較慢,但不太清楚成因,加上經常使用影響心律的藥物 (例如Ciprofloxacin, haloperidol, azithromycin, etc), 導致 QT prolong 而跳 torsades,不過若是在地球上用 head-down tilt bed 模擬微重力環境,再用 microvolt T wave alternan 分析心臟電路反應,卻找不到 QT 有任何變化,加上當時那群太空人回地球後的六個月內都沒有心肌的電訊號異常,因此這套說法證據力仍弱。

    另一派人考慮輻射,科學家把老鼠放在等同太空輻射劑量 (0.2 Gy 56Fe) 的環境中,發現暴露 15 個月後老鼠的冠狀動脈顯著地退化,照他們算,如果一個 40 歲成人在火星待 600 天,因為輻射而致死的機率比其他人提高了 1.3% 到 13%,便暗示長途太空飛行時,也應該評估輻射對於心臟的衝擊。

    第三派人則主張電解質失衡,尤其是低血鉀,正常人體總量的 K 是 45 mmol/kg,平均一天需攝取 1.6~4.8 g,但國際太空站的供餐平均每天是 3.2 g,加上太空人肌肉萎縮而使排出的鉀更多,因此全身總量減少,因而可能導致心律不整。

    最後一派人認為是心理壓力,理由是統計裝 ICD 的病人,在 911 世貿恐攻時,無論住在紐約或美國其他地方,發現心律不整的發生頻率大幅上升,至於心理壓力造成的心臟負荷的理由為何仍然不明,需要更多研究佐證了。

    而如果在太空發生嚴重的心率不整該怎麼辦?國際太空站的藥箱由美俄輪流補給,裏頭除了去顫器、插管用具、和心超外,還有 ACLS 用藥 Epinephrine、Lidocaine、Atropine,但沒有 Amiodarone 跟 Magnesium sulfate。

    倘若真的需要 CPR 而且缺乏重力時,傳統的壓胸效果不彰,所以有三種改良版本:Handstand、Reverse Bear Hug、Evetts-Russomano (網路上有教怎麼做的,超酷!! ),模擬實驗顯示第三種 ER 法最好,它透過懸吊系統將救護人員A和昏迷者B分別吊起來呈垂直,A的左腳放在B的右肩,A的右腳跨越B的身體放到左肩下,用腳踝增加穩定度。然而不論哪一種,人工壓胸的深度最多只能維持約 3 分鐘,因此如果需要更長時間的 CPR,就需要自動化 Auto Pulse 的幫忙了。

    航空科技的先進,也需要搭配人體的負荷力,而浩瀚銀河更凸顯人類的微不足道。"On the scale of worlds, to say nothing of stars or galaxies, humans are inconsequential."

    References

    1. Anzai et al (2014). Cardiac Arrhythmia during Long-Duration Spaceflights. Journal of Arrhythmia 30:139-149.
    2. Meck et al (2003). Effect of short- and long-duration spaceflight on QTc intervals in healthy astronauts. Am J Cardiol 91:494-7.
    3. Lopshire (2006). Sudden cardiac death: better understanding of risks, mechanisms, and treatment. Circulation 114:1134-6.