呼出氣二氧化碳監(jiān)測儀在非插管患者監(jiān)測中的研究進(jìn)展

宋禹

天津市西青醫(yī)院 （天津 300380）

呼出氣二氧化碳監(jiān)測儀是一種臨床應(yīng)用較為廣泛的呼吸功能監(jiān)測儀器，其測定的呼氣末二氧化碳分壓（partial pressure of end-tidal carbon dioxide，PetCO2）可有效反映患者的肺泡通氣水平與肺血流，并可準(zhǔn)確預(yù)測非插管患者呼吸不良事件的發(fā)生風(fēng)險，準(zhǔn)確評估心肺復(fù)蘇效果，目前其已被廣泛用于麻醉室及院前急救中。鑒于此，本文對近年來臨床關(guān)于呼出氣二氧化碳監(jiān)測儀在非插管患者監(jiān)測中的應(yīng)用研究展開探討，以期為臨床相關(guān)工作及研究提供參考。

1 呼出氣二氧化碳監(jiān)測儀的概述

目前，臨床上所采用的呼出氣二氧化碳監(jiān)測儀的工作原理與紅外光譜原理相似，在氣體通過傳感器時，紅外線光源與CO2相遇，CO2將波長為4.26 μm 的紅外線吸收，檢測儀同時對紅外光衰退程度進(jìn)行分析檢測，最后各項數(shù)據(jù)匯總到電腦里進(jìn)行分析處理，獲取呼出氣二氧化碳監(jiān)測圖形與數(shù)值。按照采樣方式的不同，臨床將呼出氣二氧化碳監(jiān)測儀分為旁流式/微流式與主流式。旁流式利用抽氣泵將氣體樣本傳送到紅外線檢測室，借助管道采樣分析呼出氣，其優(yōu)點主要包括采樣氣體樣本少、體積小、反應(yīng)快、檢測靈敏度高，便于應(yīng)用于未插管患者，但其也存在不足，如校準(zhǔn)較為頻繁、需定期清理樣本收集管內(nèi)的水、對CO2敏感性欠佳、分泌物易阻塞采樣管等。主流式將紅外線傳感器直接連接于氣管導(dǎo)管接頭上，使呼吸氣體直接與傳感器接觸，其優(yōu)點包括反應(yīng)迅速、樣本氣流損失少、可實時讀值，不足之處在于傳感器較大、不便于應(yīng)用于未插管患者、需時常校準(zhǔn)。

2 呼出氣二氧化碳監(jiān)測儀的類型

2.1 便攜式呼出氣二氧化碳監(jiān)測儀

臨床上以往使用的呼出氣二氧化碳監(jiān)測儀通常體積較大，主要用于重癥監(jiān)護室與手術(shù)室[1]。近年來，隨著醫(yī)療技術(shù)的快速發(fā)展，臨床上研發(fā)出了便攜式呼出氣二氧化碳監(jiān)測儀，其體型較小，便于攜帶，可用于院前急救與轉(zhuǎn)運中，且對評價心肺復(fù)蘇效果與保證插管患者轉(zhuǎn)運安全具有重要意義[2]。另外，便攜式呼出氣二氧化碳監(jiān)測儀獲取的PetCO2可為心肺復(fù)蘇提供準(zhǔn)確、實時的預(yù)測信息。王大冰等[3]的研究報道，心肺復(fù)蘇后期自主循環(huán)恢復(fù)患者在心肺復(fù)蘇期間的PetCO2顯著高于自主循環(huán)未恢復(fù)患者；復(fù)蘇初期PetCO2＞1.33 kPa 患者的復(fù)蘇有效靈敏度高達(dá)100%，PetCO2＜1.33 kPa 患者的死亡風(fēng)險明顯增加。

2.2 鼻咽導(dǎo)管采樣二氧化碳監(jiān)測儀

臨床以往使用的主流式呼出氣二氧化碳監(jiān)測儀通常需要與氣道導(dǎo)管相連接，主要用于插管患者中。新的微流型技術(shù)在不影響PetCO2檢測結(jié)果準(zhǔn)確性與波形條件的情況下，采樣氣室容積較小，采樣量較少，可有效避免或減少濕氣與水滴侵入采樣管，且其內(nèi)含濾水材料，可進(jìn)一步濾過分泌物與水汽，在非插管與插管患者中的應(yīng)用效果均較為理想。以鼻咽導(dǎo)管為主要采樣方式的旁流式二氧化碳監(jiān)測儀，可在采集患者鼻部與口腔呼出氣體的同時供氧，實現(xiàn)可有效監(jiān)測非插管患者鎮(zhèn)靜狀態(tài)下的通氣狀況。已有諸多研究證實了經(jīng)鼻咽導(dǎo)管采樣方式的二氧化碳監(jiān)測儀獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[4-5]。現(xiàn)階段，鼻咽導(dǎo)管采樣二氧化碳監(jiān)測儀已在歐美國家得到廣泛應(yīng)用，但國內(nèi)報道的應(yīng)用較少。

3 呼出氣二氧化碳監(jiān)測儀在非插管患者監(jiān)測中的應(yīng)用

3.1 PetCO2監(jiān)測的意義

接受鎮(zhèn)靜藥物或阿片類藥物的患者，肺泡通氣不足、缺氧、呼吸抑制的發(fā)生風(fēng)險高，且不同患者對藥物的反應(yīng)難以預(yù)計[6]。相關(guān)研究顯示，鎮(zhèn)靜狀態(tài)下患者呼吸抑制發(fā)生率約為4.11%，其中有1.1%的患者需采用藥物或通氣逆轉(zhuǎn)[7]。因此，在維持鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛作用的同時，及時識別與防控嚴(yán)重的呼吸抑制至關(guān)重要。對于接受鎮(zhèn)靜藥物或阿片類藥物的患者，觀察其血氧飽和度（oxygen saturation，SpO2）、胸廓起伏和呼吸頻率是判斷患者呼吸狀況的重要手段。但單憑呼吸頻率數(shù)值難以全面分析患者的通氣狀況，且當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重呼吸抑制時，呼吸頻率仍可能處于正常范圍內(nèi)。SpO2可有效反映氧合狀態(tài)，但通氣與氧合是兩種完全不同的生理過程，對于有呼吸抑制高風(fēng)險的患者，不能單憑SpO2對呼吸狀況進(jìn)行監(jiān)測，特別是對于需開展輔助吸氧治療的患者[8]。PetCO2可準(zhǔn)確反映肺部通氣水平，亦可反映肺血流，在無明顯心肺疾病的情況下，其正常值為5 kPa；其水平增高多見于肺泡通氣不足或輸入肺泡的CO2增多，水平下降多見于肺泡通氣過度或輸入肺泡的CO2減少，因此，通過監(jiān)測PetCO2水平可及時了解患者的肺通氣狀況，便于對非插管患者呼吸抑制預(yù)防及干預(yù)工作的開展。

3.2 呼出氣二氧化碳監(jiān)測儀在非插管（非麻醉）患者監(jiān)測中的應(yīng)用

3.2.1 PetCO2監(jiān)測在非插管患者呼吸不良事件評估中的應(yīng)用

曹賦韜等[9]對PetCO2監(jiān)測在實施無創(chuàng)機械通氣治療的重度呼吸性酸中毒慢性阻塞性肺疾病患者呼吸不良事件評估中的應(yīng)用價值展開探討，結(jié)果顯示，PetCO2監(jiān)測低氧血癥、窒息、通氣過度、通氣不足等不良事件的效果明顯優(yōu)于心電圖、SpO2。心電圖檢查通過胸阻抗原理對患者呼吸頻率實施評估，于呼吸期間，胸廓運動會影響人體電阻，雖然阻抗值可準(zhǔn)確反映呼吸頻率與動態(tài)波形，但易受電極擺放部位與呼吸方式的影響，且單憑呼吸頻率難以準(zhǔn)確評估患者肺通氣狀況，此外，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重性呼吸困難時，呼吸頻率仍可保持為正常狀態(tài)[10]。SpO2檢測可顯示氧合情況，但氧合與通氣的生理過程截然不同，氧離曲線只有在特定陡直段可顯示出SpO2與動脈血氧分壓（arterial partial pressure of oxygen，PaO2）較好的相關(guān)性，而在平緩段易出現(xiàn)延遲評估情況，因此，單憑SpO2與胸廓運動難以準(zhǔn)確預(yù)測呼吸抑制[11]。PetCO2監(jiān)測屬于無創(chuàng)監(jiān)測方式，其將紅外線傳感器與呼吸面罩端口相連接，使呼出的氣體可直接與傳感器接觸，便于監(jiān)測者實時讀取數(shù)據(jù)，目前已被廣泛用于非插管、導(dǎo)管室、睡眠監(jiān)測室患者通氣狀況的動態(tài)評估中[12]。通過PetCO2監(jiān)測，臨床可根據(jù)壓力參數(shù)與波形變化，及時發(fā)現(xiàn)低氧血癥、窒息、通氣過度、通氣不足等呼吸不良事件，為呼吸機調(diào)整、呼吸指導(dǎo)、開放氣道等針對性干預(yù)工作的開展提供可靠依據(jù)。

3.2.2 PetCO2監(jiān)測在非插管患者心肺復(fù)蘇效果與預(yù)后評估中的應(yīng)用

檀立端等[13]對85例心搏驟?；颊哒归_研究，結(jié)果顯示，復(fù)蘇成功組復(fù)蘇前20、30 min 的PetCO2、動脈血二氧化碳分壓（arterial partial pressure of carbon dioxide，PaCO2）、PaO2、舒張壓（diastolic pressure，DBP）、乳酸與復(fù)蘇失敗組比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；恢復(fù)自主循環(huán)患者復(fù)蘇前20、30 min 的PetCO2、PaO2、DBP 均顯著高于復(fù)蘇前10 min；恢復(fù)自主循環(huán)患者PetCo2水平顯著低于復(fù)蘇失敗患者，且PetCO2呈不斷下降的趨勢；存活組PetCO2水平顯著低于死亡組；PetCO2評估患者預(yù)后的曲線下面積為0.794，95%CI為0.638～0.950，P為0.005。李晨等[14]的研究亦表示PetCO2可準(zhǔn)確評估心肺復(fù)蘇效果，準(zhǔn)確預(yù)測患者預(yù)后?！睹绹姆螐?fù)蘇指南（2015年）》推薦可通過監(jiān)測PetCO2來指導(dǎo)心肺復(fù)蘇工作的開展[15]?？傊谛姆螐?fù)蘇治療中實施PetCO2監(jiān)測可發(fā)揮良好的指導(dǎo)與效果評價作用，并可有效預(yù)測患者預(yù)后。

3.3 呼出氣二氧化碳監(jiān)測儀在非插管（麻醉）患者監(jiān)測中的應(yīng)用

郭航等[16]對PetCO2波形曲線與數(shù)值監(jiān)測在全身麻醉蘇醒期中的應(yīng)用價值展開研究，結(jié)果顯示，觀察組[給予PetCO2、SpO2、呼吸頻率、血壓（blood pressure，BP）、PaO2、PaCO2監(jiān)測]不良事件檢出率（12.68%）明顯高于對照組（7.04%），不良事件檢出時間、麻醉蘇醒時間、復(fù)蘇室駐留時間均明顯短于對照組；經(jīng)相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，PetCO2與BP、PaCO2無顯著相關(guān)性，但與PaO2、SpO2成負(fù)相關(guān)，即CO2檢出量越低，PaO2、SpO2水平越高。李超和王冰[17]的研究報道，患者氣腹構(gòu)建后15、45 min 的PetCO2水平顯著高于氣腹構(gòu)建前，提示PetCO2監(jiān)測有助于醫(yī)師對患者呼吸動力學(xué)的觀察，可輔助預(yù)測呼吸不良事件，進(jìn)而指導(dǎo)臨床干預(yù)，降低不良事件發(fā)生率。陳騁等[18]的研究表明，PetCO2監(jiān)測可為麻醉患者不良事件預(yù)測提供良好指導(dǎo)。孫峰等[19]的研究認(rèn)為，通過PetCO2波形可直接觀察患者機體代謝與循環(huán)情況，為不良事件預(yù)防提供良好指導(dǎo)。通常情況下，PetCO2波形圖主要包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ相，Ⅰ相即為吸氣基線，表示呼氣最初時期呼吸道中無效腔氣體，一般不包括CO2，值為0；Ⅱ相即呼氣上升支，正常條件下較為陡直，包括無效腔混合氣體、肺泡；Ⅲ相即呼氣平臺，呼氣末氣流是其重點，CO2曲線表現(xiàn)為稍微向上傾斜或一般水平，包括緩和肺泡氣，在此階段PetCO2與峰值較接近；Ⅳ相表示吸氣下降支，CO2曲線表現(xiàn)為陡直下降到基線水平，此時新鮮空氣已到達(dá)氣道。在麻醉恢復(fù)期，患者自主呼吸恢復(fù)時，PetCO2有效遵守以上規(guī)律，若患者發(fā)生呼吸異常，則PetCO2波形可隨之發(fā)生改變?？傊?，PetCO2可動態(tài)監(jiān)測患者整個呼吸周期的變化，從而為通氣情況、呼吸頻率與節(jié)律調(diào)整提供指導(dǎo)。

綜上所述，呼出氣二氧化碳監(jiān)測儀在非插管患者中的應(yīng)用價值顯著，臨床在開展呼吸管理時，PetCO2可有效反映患者肺通氣水平，從而為預(yù)防呼吸不良事件提供依據(jù)；在心肺復(fù)蘇質(zhì)量管理方面，PetCO2可為患者是否恢復(fù)自主循環(huán)提供指導(dǎo)，并可有效評價心肺復(fù)蘇效果；在麻醉室中，PetCO2可有效預(yù)測患者不良事件發(fā)生風(fēng)險，為臨床治療調(diào)整及完善提供可靠依據(jù)。