動脈血與呼吸末二氧化碳分壓差值的臨床研究

劉珊珊 李恩有

呼吸功能監測對于患者的生命安全至關重要。傳統呼吸機參數調節依賴于動脈血氣分析的測定，但動脈血氣分析是昂貴的，每個血氣樣本只能提供短時間內的呼吸循環參數，并且采集動脈時患者有感染的風險[1]。呼吸末二氧化碳分壓(end-tidal carbon dioxide pressure，PETCO2)是間接反映血中二氧化碳張力，即動脈血二氧化碳分壓(arterial carbon dioxide pressure,PaCO2)的指標，既可以反映患者的通氣功能狀況，也可以反映患者的循環功能和肺血流狀況，是臨床監測中非常重要的一項指標[2]。

PETCO2與PaCO2之間具有良好的相關性，但現在很多研究發現，在一定的條件下PaCO2與PETCO2之間存在相當大的差異，PETCO2預測PaCO2不是可靠的[3]。諸多影響因素都會引起PETCO2監測結果的不準確，影響臨床醫生對患者病情的判斷。本研究為回顧性研究，就不同術式、疾病等影響因素進行分析，探討PaCO2與PETCO2之間的相關性及不同因素對P(a-ET)CO2差值的影響。

材料與方法

1.臨床資料：收集筆者醫院2012年3月～2013年11月進行手術患者的血氣記錄，查詢與之對應的麻醉記錄單。分別記錄患者的手術時間、病案號、年齡、性別、診斷、術式、身高、體重以及合并的基礎疾病等一般信息，記錄血氣分析中的PaCO2及與之同步對應的PETCO2。通過納入和排除標準，共計646例患者入選。納入標準：麻醉記錄單清晰準確，必須為氣管插管的全身麻醉患者，能夠準確記錄PETCO2、PaCO2與PETCO2能夠同步對應。排除標準：病案記錄不全,麻醉記錄顯示不清晰,非氣管插管全身麻醉患者，PETCO2超出正常范圍之內的患者。

2.方法：選取氣管插管機械控制通氣的患者，呼吸模式為容量控制呼吸，呼吸參數設置為小潮氣量6～8ml/kg,頻率為12～16次/分，PETCO2維持在正常范圍之內的患者。按照手術術式的不同將數據分成不同的組：①骨科手術組；②普外科+婦產科手術組；③神經外科手術組；④腹腔鏡手術組；⑤心胸外科手術組。按照合并癥的不同將患者具體分成、無合并癥組(對照組)、慢性阻塞性肺疾病(COPD)組、其他肺部疾病組、高血壓組、冠心病組、休克組。

結 果

1.動脈血二氧化碳(PaCO2) 與呼吸末二氧化碳(PETCO2)之間的相關性:呼吸末二氧化碳(PETCO2)與動脈血二氧化碳(PaCO2)之間的比較采用直線相關分析法，結果兩者之間有較好的相關性(r=0.428，P<0.01)。

2.不同術式對P(a-ET)CO2差值的影響:根據術式的不同分為骨科組、普外科+婦產科組、神經外科組、腔鏡外科組和心胸外科組。心胸外科組與骨科組、普外科+婦產科組進行比較，P(a-ET)CO2差值的差異有統計學意義(P<0.05)，而神經外科組與骨科組、普外科+婦產科組、腹腔鏡外科組進行比較，PETCO2值減小，差異有統計學意義(P<0.05，表1)。

表1 不同術式之間PaCO2與PETCO2 及P(a-ET)CO2的比較結果

與心胸外科組比較，*P<0.05；與神經外科組比較，#P<0.05

3.不同疾病對P(a-ET)CO2差值的影響:按照有無基礎疾病將數據分成無合并癥組、COPD組、高血壓組、冠心病組、其他肺部疾病組(如肺炎、肺挫裂傷)5組，COPD組、其他肺部疾病組患者與無合并癥組比較，差異有統計學意義(P<0.05，表2)。

表2 不同疾病之間PaCO2與PETCO2 及P(a-ET)CO2的比較結果

與無合并癥組比較，*P<0.05

討 論

近年來,PETCO2監測已經成為了一項常規監測技術手段和診斷工具，廣泛應用于手術室(OR)以及重癥監護病房(ICU)等醫療機構[4,5]。一般研究認為PETCO2可為臨床實際工作提供有關患者的通氣狀況、代謝和循環狀況等有效的信息[6]。PETCO2監測對于麻醉監測并不是一項新的技術，但其臨床實踐的益處和局限性一直存在爭議。本研究顯示，呼吸末二氧化碳與動脈血二氧化碳之間呈相關性(r=0.428,P<0.01)。諸多文獻報道PETCO2和PaCO2之間存在相關性，并探索出了一些規律[7，8]。肺功能正常的患者，因為存在著少量的肺泡無效腔，PaCO2較PETCO2要高1～5mmHg，麻醉中由于心排血量的減少，無效腔增大，導致PaCO2與PETCO2的差值上升至5～10mmHg。

由于不同因素的影響，在實際工作中所測定的PETCO2與PaCO2之間往往存在著較大的差異,例如患者的年齡、麻醉和手術的影響、合并心肺部疾病、肺血流的改變等,最根本原因是肺通氣血流比例的失調,凡是影響通氣/血流比值(V/Q)的，增大患者無效腔量/潮氣量(V/D)的因素均會影響P(a-ET)CO2差值[9]。本研究通過不同手術術式對患者分組，發現心胸外科手術的患者P(a-ET)CO2差值與其他各組比較顯著增加(P<0.05)。究其原因，可能與患者的病理生理狀態和手術方式相關，患有心臟疾病的患者，其合并的病理變化可影響PETCO2的準確性，有研究報道按照心臟病理分型的不同，PaCO2與PETCO2的相關性也隨之改變[10]。另外，在進行心胸手術時，還要考慮單肺通氣(OLV)對PETCO2的影響[11，12]。OLV時，通氣側肺部氧合要明顯大于肺灌注的血流，而非通氣側則與之相反，肺部有血流灌注卻沒有充分氧合，造成局部的通氣血流比例失調和肺內分流的增加，PaCO2升高，進而P(a-ET)CO2差值與原來相比增大。另一方面，還要考慮OLV對血流動力學的影響，OLV時造成靜脈回心血量的減少，血壓下降，心排血量減少，引起PETCO2的下降。PETCO2主要反映的是患者的通氣狀況，但不能直接反映機體的酸堿平衡狀態。心胸手術時P(a-ET)CO2差值變異性增大，雖然動態觀察PETCO2能夠反映PaCO2的改變，但不能單純依賴PETCO2監測，要定時進行動脈血氣分析，及時調整呼吸機參數，避免酸中毒的發生。

腹腔鏡手術時，由于氣腹的影響腹腔內大量CO2吸收入血，導致PaCO2升高。由于氣腹時腹壓上升導致膈肌上抬,胸腔壓力的增加,氣道阻力增加,肺順應性下降，氣道壓也隨之升高，造成肺血管收縮，通氣血流比例失調。本研究并沒有發現腹腔鏡術式與其他術式相比P(a-ET)CO2差值具有明顯差異，可能與呼吸機的參數設置相關。有研究表明合理的呼吸頻率和潮氣量參數調節可以降低P(a-ET)CO2差值的變異性，在機械通氣時潮氣量達到8ml/kg時，PETCO2估計的PaCO2的值最準[13]。也有研究認為在中青年中患者低潮氣量高頻通氣能更好地改善CO2蓄積效應,而采用高潮氣量低頻率模式在老年患者中能有效地改善CO2蓄積[14]。王金榮等[15]研究發現危重癥患者在行有創機械通氣治療時，不同呼吸機治療模式、不同疾病類型和不同氧合指數下PaCO2與PETCO2均具有良好的相關性。本研究差異無統計學意義也可能與所采集的樣本量較小有關，不能代表其普遍性，需要進一步調查研究。

本研究發現，神經外科手術時PETCO2與其他組比較顯著下降(P<0.05)，這與術中進行過度通氣治療有關。嚴重顱腦損傷的患者腦血流的自身調節機制發生障礙，過度通氣治療可以增加自我調節反應的有效性[16]。

在非心肺合并疾病的患者中,機械通氣時PETCO2基本反映患者的通氣狀況,PETCO2升高說明通氣不足，而下降則說明過度通氣，PETCO2是調節呼吸機參數的主要依據[17，18]。然而，在有嚴重的呼吸系統以及循環系統疾病的患者中,由于生理無效腔增大、V/Q失調等因素,PETCO2常不能準確的反映患者的通氣功能,同時P(a-ET)CO2差值明顯增大，此時應該結合來PaCO2的情況來進行分析, 及時進行調整。而患有COPD合并肺損傷，且體重指數>30kg/m2以及心排血量下降的患者,機體對與酸中毒及高碳酸血癥的代償能力明顯下降,這些患者PETCO2不能準確的反應PaCO2, P(a-ET)CO2差值可高達15mmHg。

綜上所述，動脈血二氧化碳(PaCO2) 與呼吸末二氧化碳(PETCO2)之間具有良好的相關性，但兩者之間P(a-ET)CO2差值由于術式、疾病的影響存在變異性，對于危重患者術中應該同時監測動脈血氣，從而保證患者圍術期的安全。