新生兒自主呼吸時鼻前庭內呼氣末二氧化碳分壓與動脈血二氧化碳分壓的相關性

馬丙送　孫佃軍　高子波　胡金繪　花少棟　武　榮1.揚州大學醫學院附屬淮安市婦幼保健院新生兒醫學中心，江蘇淮安　223002；2.江蘇省連云港市灌云縣人民醫院兒科，江蘇連云港　222200；3.北京軍區總醫院附屬八一兒童醫院新生兒重癥監護室，北京　100700

新生兒自主呼吸時鼻前庭內呼氣末二氧化碳分壓與動脈血二氧化碳分壓的相關性

馬丙送1，2孫佃軍1高子波1胡金繪1花少棟3武榮1▲
1.揚州大學醫學院附屬淮安市婦幼保健院新生兒醫學中心，江蘇淮安223002；2.江蘇省連云港市灌云縣人民醫院兒科，江蘇連云港222200；3.北京軍區總醫院附屬八一兒童醫院新生兒重癥監護室，北京100700

目的 了解新生兒自主呼吸時鼻前庭內呼氣末二氧化碳分壓（PetCO2）與動脈血二氧化碳分壓（PaCO2）相關性。方法 選取2014年5月～2015年7月揚州大學醫學院附屬淮安市婦幼保健院新生兒醫學中心住院的自主呼吸新生兒85例，在生后6～24 h內測定新生兒鼻前庭內PetCO2，同時進行動脈血氣分析獲取PaCO2。根據孕齡將新生兒分為早產兒組（39例）、足月組（46例）；根據有無呼吸系統疾病分為呼吸疾病組（25例）和無呼吸疾病組（60例）。采用t檢驗進行比較，采用Pearson雙變量相關性分析判斷PetCO2與PaCO2的相關性。結果 所有入選新生兒平均PetCO2［（37.6±6.3）mmHg］（1mmHg=0.133 kPa）低于平均PaCO2［（40.2±7.4）mmHg］，差異有統計學意義（t=2.406，P=0.017），PetCO2與PaCO2呈正相關（r=0.947，P=0.000）。早產兒組PetCO2低于PaCO2，差異無統計學意義（t=1.314，P=0.193）；足月兒組PetCO2低于PaCO2，差異有統計學意義（t=2.032，P=0.045）。呼吸疾病組PetCO2［（40.1±6.2）mmHg］低于PaCO2［（45.0±7.6）mmHg］，差異有統計學意義（t=2.494，P=0.016）；而無呼吸疾病組PetCO2［（36.6±6.1）mmHg］低于PaCO2［（38.4±6.2）mmHg］，差異無統計學意義（t=1.368，P=0.174）；呼吸疾病組新生兒PetCO2與PaCO2相關性（r=0.920，P=0.000）較無呼吸疾病組新生兒低（r=0.980，P=0.000）。呼吸疾病組動脈血-呼氣末二氧化碳分壓的差值［P（a-et）CO2，（4.9±2.1）mmHg］高于無呼吸疾病組［（1.8±0.8）mmHg］，差異有高度統計學意義（t=9.901，P=0.000）。結論 新生兒自主呼吸時鼻前庭內PetCO2水平可預測PaCO2水平，當新生兒無呼吸疾病時準確性更高，具有臨床實用價值。

新生兒；鼻前庭；呼氣末二氧化碳分壓；動脈血二氧化碳分壓

維持穩定的動脈血二氧化碳分壓（partial pressure of carbon dioxide，PaCO2）水平對高危新生兒具有重要的臨床意義，PaCO2異常波動可導致新生兒肺部及腦損傷［1-5］，甚至有可能發生視網膜病變［6-7］。但是，檢測PaCO2屬于有創性操作，需進行動脈置管或反復進行動脈穿刺，增加新生兒的痛苦，哭吵也可影響PaCO2值的準確性，同時還存在血液損失、敗血癥及血栓形成等缺點［8］。監測呼氣末二氧化碳分壓（end-tidal carbon dioxide partial pressure，PetCO2）屬于無創性操作，對推測PaCO2水平、判斷肺通氣和血流變化均具有特殊的價值［9］。目前，有關新生兒PetCO2監測的相關報道較少，本研究通過測定新生兒自主呼吸時鼻前庭內PetCO2水平，了解PetCO2與PaCO2的相關性。

1　資料與方法

1.1一般資料

選取2014年5月～2015年7月在揚州大學醫學院附屬淮安市婦幼保健院（以下簡稱“我院”）新生兒醫學中心住院的自主呼吸新生兒，入選標準：①入院年齡≤6 h；②入院24 h內需要做動脈血氣檢查；③胎齡＞32周；④體重≥2000 g。排除標準：①需要經鼻持續正壓通氣或插管機械通氣；②出生時窒息；③存在嚴重的先天性心臟疾病或其他嚴重的先天畸形。本研究經我院醫學倫理委員會審查通過，所有入選新生兒家長均簽署知情同意書。共有85例新生兒入選，其中男45例，女40例；胎齡32+1～40+3周，平均（35.6±2.5）周；出生體重2.00～4.07 kg，平均（2.36±0.33）kg。其中有呼吸系統疾病者25例（呼吸疾病組），分別為短暫性呼吸增快6例、吸入綜合征9例和肺炎10例；無呼吸系統疾病者60例（無呼吸疾病組）。早產兒39例（早產兒組），足月兒46例（足月組）。早產兒定義為：出生胎齡28～＜37周，足月兒定義為出生胎齡37～＜42周［10］。

1.2檢測指標

新生兒生后6～24 h PetCO2測量值，同步獲取PaCO2值，動脈血-呼氣末二氧化碳分壓的差值［difference of PaCO2and PetCO2，P（a-et）CO2］。

1.3檢測方法

采用美國Nellcor Puritan Bennett公司N-85型手持式EtCO2/SpO2檢測儀 （微流量和非分光紅外技術）。在自測、歸零完成后用外徑1.5mm硅膠管連接管插入鼻腔0.5 cm進行采樣，持續監測PetCO2和波形，觀察呼氣末二氧化碳圖形，讀取肺泡期平臺（即呼氣平臺）期的數值作為PetCO2值。操作由兩人負責，一人負責抽取橈動脈血進行血氣分析獲取PaCO2，另一人負責測定PetCO2值，操作手法一致。在PetCO2監測過程中，進行心率、呼吸和脈搏氧飽和度監測。

1.4統計學方法

采用SPSS 13.0統計學軟件進行數據分析，計量資料數據用均數±標準差（±s）表示，兩組間比較采用t檢驗，采用Pearson雙變量相關性分析PetCO2與PaCO2的相關性，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1各組PaCO2與PetCO2比較

所有新生兒平均 PetCO2［（37.6±6.3）mmHg］（1 mmHg=0.133 kPa）低于PaCO2［（40.2±7.4）mmHg］，差異有統計學意義（t=2.406，P=0.017）。呼吸疾病組PetCO2平均數值低于PaCO2，差異有統計學意義（t= 2.494，P=0.016）；無呼吸疾病組PetCO2平均數值低于PaCO2，差異無統計學意義（t=1.368，P=0.174）；早產兒組PetCO2平均數值低于PaCO2，差異無統計學意義（t=1.314，P=0.193）；足月兒組PetCO2平均數值低于PaCO2，差異有統計學意義（t=2.032，P=0.045）。見表1～2。

表1　早產兒組和足月兒組PaCO2和PetCO2比較（mmHg，±s）

表1　早產兒組和足月兒組PaCO2和PetCO2比較（mmHg，±s）

注：1 mmHg=0.133 kPa；PaCO2：動脈血二氧化碳分壓；PetCO2：呼氣末二氧化碳分壓

組別　例數　PetCO2　PaCO2　t值　P值早產兒組足月兒組39 46 38.3±6.3 37.0±6.3 40.3±7.0 40.1±7.8 1.314 2.032 0.193 0.045

表2　呼吸疾病組與無呼吸疾病組PaCO2和PetCO2比較（mmHg，±s）

表2　呼吸疾病組與無呼吸疾病組PaCO2和PetCO2比較（mmHg，±s）

注：1mmHg=0.133 kPa；PaCO2：動脈血二氧化碳分壓；PetCO2：呼氣末二氧化碳分壓

組別　例數　PetCO2　PaCO2　t值　P值呼吸疾病組無呼吸疾病組25 60 40.1±6.2 36.6±6.1 45.0±7.6 38.2±6.4 2.494 1.368 0.016 0.174

2.2PetCO2與PaCO2相關分析

所有新生兒PetCO2與PaCO2呈顯著正相關 （r= 0.947，P=0.000）。當按亞組分析時，4個亞組PetCO2與PaCO2均呈正相關：足月兒組PetCO2與PaCO2呈顯著正相關（r=0.939，P=0.000）；早產兒組PetCO2與PaCO2呈顯著正相關（r=0.970，P=0.000）；呼吸系統疾病組PetCO2與PaCO2呈顯著正相關（r=0.920，P=0.000）；無呼吸系統疾病組PetCO2與PaCO2呈顯著正相關（r=0.980，P=0.000）。

2.3各組間P（a-et）CO2比較

呼吸疾病組P（a-et）CO2為-1～8.2 mmHg，平均（4.9±2.1）mmHg，高于無呼吸疾病組［-1～5 mmHg，平均（1.8±0.8）mmHg］，差異有高度統計學意義（t=9.901，P=0.000）。足月兒組P（a-et）CO2均值［（3.1±1.3）mmHg，-1～8.2 mmHg］高于早產兒組［-1.6～4 mmHg，（2.8± 1.2）mmHg］，差異無統計學意義（t=1.098，P=0.275）。3討論

二氧化碳由細胞代謝產生，并經由靜脈系統運輸至右心房，然后經由心臟泵入肺部，在肺完成與外界氣體的交換且排出體外。故PetCO2可間接反映二氧化碳的生成量（代表代謝功能）、肺換氣功能（有呼吸和循環共同作用）和肺的通氣功能。

根據取樣方法，呼氣末二氧化碳檢測儀可分為主流型二氧化碳監測儀和旁流型二氧化碳檢測儀。主流型二氧化碳監測儀是將傳感器連接在患者的呼吸管道內，優點是直接與氣流接觸，識別反應快。缺點為傳感器重量較大，增加額外死腔量，不適用于未插氣管導管的患者。旁流型二氧化碳監測儀是經取樣管從氣道內持續吸出部分氣體作測定，傳感器并不直接連接在通氣回路中，且不增加回路的死腔量，不增加部件的重量，對未插氣管導管的患者改裝后的取樣管經鼻腔仍可作出精確的測定。本次研究采用的N-85型PetCO2檢測儀屬于旁流型檢測儀，采用非色散紅外和微液流技術（采用獨特的二氧化碳采樣技術，采樣流速50mL/min［11］，死腔量?。s0.3mL），不僅可以應用于插管機械通氣新生兒［12-13］，還可以應用于自主呼吸新生兒。

如同氣管插管新生兒一樣，有自主呼吸的高危新生兒也需要密切觀察和監護，其中PetCO2檢測是十分重要的無創監護指標，有助于發現異常的動脈血二氧化碳水平，從而減少支氣管肺發育不良、腦室周圍白質軟化等不良預后發生，本研究發現，使用旁流技術在自主呼吸高危新生兒鼻前庭內采樣所獲得的PetCO2［（37.6±6.3）mmHg］略低于PaCO2［（40.2±7.4）mmHg，P= 0.017］。PetCO2與PaCO2呈顯著正相關（r=0.947，P= 0.000），提示PetCO2可以較好地反映PaCO2，有助于減少PaCO2檢查次數。

有研究認為，氣管插管早產兒的PetCO2與PaCO2輕度相關，但兩者差值較大，早產兒PetCO2不能反映PaCO2［14］。Tai等［12］研究發現，在非插管新生兒，無論是早產兒組還是足月兒組，PetCO2與PaCO2之間差值均無統計學意義。而本次研究中，早產兒組PetCO2值［（38.3± 6.3）mmHg］略低于PaCO2［（40.3±7.0）mmHg］，差異無統計學意義（t=1.314，P=0.193），早產兒組PetCO2與PaCO2相關性良好（r=0.970，P=0.000），提示自主呼吸早產兒，PetCO2同樣可以較好地反映PaCO2。

據報道，呼吸系統疾病的嚴重程度影響呼氣末二氧化碳檢測儀的準確性，通氣血流失調比例越嚴重，PetCO2與PaCO2之間的差值越大，但是各項報道的結果并不完全一致［15-19］。在本次研究中，呼吸疾病組P（a-et）CO2為-1～8.2 mmHg，平均（4.9±2.1）mmHg，明顯高于無呼吸疾病組［-1～5mmHg，（1.8±0.8）mmHg］，差異有高度統計學意義（t=9.901，P=0.000），提示呼吸系統疾病對PetCO2預測PaCO2水平的準確性有一定的影響，但此差值仍在臨床可接受的范圍內，且呼吸系統疾病組PetCO2與PaCO2仍然呈顯著正相關（r=0.920，P=0.000）。

盡管PetCO2同樣可以較好地反映PaCO2，但仍應當謹慎解釋PetCO2數值和趨勢圖。當新生兒張口呼吸、低通氣和低潮氣量時，通過鼻前庭處的氣體流速可能降低，進而導致PetCO2的讀數降低，從而引起誤差［20-21］?；颊叩男姆喂δ芎徒M織灌注情況的變化也會影響PetCO2和PaCO2相關性［22］。且有研究結果表明，較高的呼吸速率和更短的呼氣時間都可能導致測量時肺泡氣體不足，引起誤差增大［19，23］。

綜上所述，鼻前庭內PetCO2水平可用于預測自主呼吸新生兒PaCO2水平，當新生兒無呼吸疾病時準確性更高，有助于減少PaCO2檢查次數及反復動脈穿刺相關并發癥的發生。但是，由于本研究樣本量較少，采用的是時間點研究，且時間點局限在生后6～24 h，也未對這些新生兒進行持續的PetCO2監測。將來還需進行多中心的持續監測并進行受試者工作特征曲線分析等深入研究，以增加PetCO2監測在新生兒科的臨床實用價值。

［1］Fabres J，Carlo WA，Phillips V，et al.Both extremes of arterial Carbon dioxide pressure and the magnitude of fluctuations in arterial Carbon dioxide pressure are associated with severe intraventricular hemorrhage in preterm infants［J］. Pediatrics，2007，119（2）：299-305.

［2］Resch B，Neubauer K，Hofer N，et al.Episodes of hypocarbia and early-onset sepsis are risk factors for cystic periventricular leukomalacia in the preterm infant［J］. Early Hum Dev，2012，88（1）：27-31.

［3］Noori S，Andemon M，Soleymani S，et al.Effect of carbon dioxide on cerebral blood flow velocity in preterm infants during postnatal transition［J］.Acta Paediatr，2014，103（8）：334-339．

［4］Keszler M.State of the art in conventional mechanical ventilation［J］.Perinatol，2009，29（4）：262-275.

［5］Chemtob S，Honore JC，Kooli A，et al.Sustained hypercapnia induces cerebral microvascular degeneration in the immaturebrain through induction of nitrative stress［J］.Am J Physiol Regul IntegrComp Physiol，2010，298（6）：1522-1530.

［6］Hauspurg AK，Allred EN，Vanderveen DK，etal.Blood gases and retinopathy of prematurity：the ELGAN study［J］. Neonatology，2010，99（2）：104-111.

［7］Leske DA，Wu J，Fautsch MP，et al.The role of VEGF and IGF-1 in a hypercarbic oxygen-induced retinopathy rat model of ROP［J］.Mol Vis，2004，10（6）：43-50.

［8］Hermansen MC，Hermansen MG.Intravascular catheter complications in the neonatal intensive care unit［J］.Clin Perinatol，2005，32（1）：141-156.

［9］郝小清，武榮，鄭國方，等.呼氣末二氧化碳分壓在早產兒RDS病程中的變化［J］.中華圍產醫學雜志，2013，16 （10）：616-618.

［10］邵肖梅，葉鴻瑁，丘小汕，等.實用新生兒學［M］.4版.北京：人民衛生出版社，2011：45-46.

［11］Colman Y，Krauss B.Microstream capnography technology：a new approach to an old problem［J］.Clin Monit，1999，15（6）：403-409.

［12］Tai CC，Lu FL，Chen PC，et al.Noninvasive capnometry for end-tidal carbon dioxide monitoring via nasal cannula in nonintubated neonates［J］.Pediatr Neonatol，2010，51（6）：330-335.

［13］武榮，胡金繪，查麗，等.早產兒機械通氣狀態下呼氣末二氧化碳分壓的目標調節范圍［J］.中華實用兒科臨床雜志，2015，30（2）：134-136.

［14］Singh SB，Gilbert U，Singh S，et al.Sidestream microstream end tidal carbon dioxide measurements and blood gas correlations in neonatal intensive care unit［J］.Pediatric Pulmonology，2013，48（3）：250-256.

［15］Bhat YR，Abhishek N.Main stream end-tidal carbon dioxide monitoring in ventilated neonates［J］.Singapore Med J，2008，49（3）：199-203.

［16］楊少華，楊軍，肖昕，等.主流呼氣末二氧化碳動態監測在機械通氣早產兒呼吸窘迫綜合征中的應用［J］.中國新生兒科雜志，2009，24（2）：101-104.

［17］Kugelman A，Zeiger-Aginsky D，Bader D.A novel method of distal end-tidal CO2capnography in intubated infants：comparison with arterial CO2and with proximal mainstream end-tidal CO2［J］.Pediatrics Volume，2008，122 （6）：1219-1224.

［18］Hagerty JJ，Kleinman ME，Zurakowski D，et al.Accuracy of a new low-flow sidestream capnography technology in newborns：a pilot study［J］.J Perinatol，2002，22（3）：219-225.

［19］Tingay DG，StewartMJ，Morley CJ.Monitoring of end tidal carbon dioxide and transcutaneous carbon dioxide during neonatal transport［J］.Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed，2005，90（6）：523-526.

［20］Tobias JD，Flanagan JF，Wheeler TJ，et al.Noninvasive monitoring of end-tidal CO2via nasal cannulas in spontaneously breathing children during the perioperative period［J］.Crit Care Med，1994，22（11）：1805-1808.

［21］Belpomme V，Ricard-Hibon A，Devoir C，et al.Correlation of arterial PCO2and PETCO2in prehospital controlled ventilation［J］.Am JEmerg Med，2005，23（7）：852-859.

［22］Benallal H，Busso T.Analysis of end-tidal and arterial PCO2gradients using a breathing model［J］.Eur J Appl Physiol，2000，83（4）：402-408.

［23］Aliwalas LL，Noble L，Nesbitt K，et al.Agreement of carbon dioxide levels measured by arterial，transcutaneous and end tidal methods in preterm infants≤ 28 weeks gestation［J］.Perinatol，2005，25（6）：26-29.

Correlation between end-tidal carbon dioxide partial pressure and arterial partial pressure of carbon dioxide in nasal vestibule of the spontaneously breathing neonates

MA Bingsong1，2SUN Dianjun1GAO Zibo1HU Jinhui1HUA Shaodong3WU Rong1▲
1.Neonatal Medical Center，Huai'an Maternity and Child Healthcare Hospital Affiliated to Yangzhou University Medical Academy，Jiangsu Province，Huai'an223002，China；2.Department of Pediatrics，People's Hospital of Guanyun County，Jiangsu Province，Lianyungang222200，China；3.NICU，Bayi Children's Hospital Affiliated to General Hospital of Beijing Military Command，Beijing100700，China

Objective To understand the correlation between end-tidal carbon dioxide partial pressure（PetCO2）and arterial partial pressure of carbon dioxide（PaCO2）in nasal vestibule of spontaneously breathing neonates，and verify the reliability of PetCO2in reflecting PaCO2in spontaneously breathing neonates.Methods From May 2014 to July 2015，85 spontaneously breathing hospitalized neonates were randomly selected in Neonatal Medical Center of Huai'an Maternity and Child Healthcare Hospital Affiliated to Yangzhou University Medical Academy.PetCO2values in nasal vestibule were recorded，while extracting radial arterial for blood gas analysis.According to gestational age，neonates were divided into preterm group（39 cases）and term infant group（46 cases）；according to the presence of respiratory system disease，neonates were divided into respiratory disease group（25 cases）and without respiratory disease group（60 cases）.PaCO2and PetCO2levels were compared by t test and correlated using Pearson correlation.Results The overall average mean value of PetCO2was lower than that of PaCO2［（37.6±6.3）vs（40.2±7.4）mmHg，t= 2.406，P=0.017］（1 mmHg=0.133 kPa）.There was agood correlation between PetCO2and PaCO2levels among all paired samples（r=0.947，P=0.000）.PetCO2of the preterm group was lower than PaCO2，there was no statistically significant difference（t=1.314，P=0.193）.PetCO2of the term infant group was lower than PaCO2，the difference was statistically significant（t=2.032，P=0.045）.The difference between PetCO2and PaCO2levels was significant only in the respiratory disease group［（40.1±6.2）vs（45.0± 7.6）mmHg，t=2.494，P=0.016］，but not in the without respiratory disease group［（36.6±6.1）vs（38.4±6.2）mmHg，t= 1.368，P=0.174］.The correlation between PetCO2and PaCO2in the respiratory disease group（r=0.920，P=0.000）was lower than that in the without respiratory disease group（r=0.980，P=0.000）.The difference of PaCO2and PetCO2［P（a-et）CO2］in the respiratory disease group［（4.9±2.1）mmHg］was higher than that of thewithout respiratory disease group［（1.8±0.8）mmHg］，and the difference was statistically significant（t=9.901，P=0.000）.Conclusion PetCO2of nasal vestibule can provide an accurate and noninvasive estimate of PaCO2levels in spontaneously breathing neonates，especially in the neonates without respiratory disease.

Neonate；Nasal vestibule；End-tidal carbon dioxide partial pressure；Arterial partial pressure of carbon dioxide

R614

A

1673-7210（2016）01（c）-0106-04

2015-10-14本文編輯：任念）

江蘇省淮安市重點研發計劃（社會發展）項目（HAS2015004）。

馬丙送（1981.11-），男，揚州大學醫學院2013級兒科專業在讀碩士研究生；研究方向：新生兒疾病診治。