呼出氣二氧化碳監(jiān)測(cè)儀在非插管患者監(jiān)測(cè)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(cè)儀是一種臨床應(yīng)用較為廣泛的呼吸功能監(jiān)測(cè)儀器，其測(cè)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(cè)非插管患者呼吸不良事件的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，準(zhǔn)確評(píng)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(duì)近年來(lái)臨床關(guān)于呼出氣二氧化碳監(jiān)測(cè)儀在非插管患者監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究展開(kāi)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(cè)儀的概述

目前，臨床上所采用的呼出氣二氧化碳監(jiān)測(cè)儀的工作原理與紅外光譜原理相似，在氣體通過(guò)傳感器時(shí)，紅外線光源與CO2相遇，CO2將波長(zhǎng)為4.26 μm 的紅外線吸收，檢測(cè)儀同時(shí)對(duì)紅外光衰退程度進(jìn)行分析檢測(cè)，最后各項(xiàng)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(cè)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(cè)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(cè)室，借助管道采樣分析呼出氣，其優(yōu)點(diǎn)主要包括采樣氣體樣本少、體積小、反應(yīng)快、檢測(cè)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(duì)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(diǎn)包括反應(yīng)迅速、樣本氣流損失少、可實(shí)時(shí)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(shí)常校準(zhǔn)。

2 呼出氣二氧化碳監(jiān)測(cè)儀的類(lèi)型

2.1 便攜式呼出氣二氧化碳監(jiān)測(cè)儀

臨床上以往使用的呼出氣二氧化碳監(jiān)測(cè)儀通常體積較大，主要用于重癥監(jiān)護(hù)室與手術(shù)室[1]。近年來(lái)，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(cè)儀，其體型較小，便于攜帶，可用于院前急救與轉(zhuǎn)運(yùn)中，且對(duì)評(píng)價(jià)心肺復(fù)蘇效果與保證插管患者轉(zhuǎn)運(yùn)安全具有重要意義[2]。另外，便攜式呼出氣二氧化碳監(jiān)測(cè)儀獲取的PetCO2可為心肺復(fù)蘇提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的預(yù)測(cè)信息。王大冰等[3]的研究報(bào)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(xiǎn)明顯增加。

2.2 鼻咽導(dǎo)管采樣二氧化碳監(jiān)測(cè)儀

臨床以往使用的主流式呼出氣二氧化碳監(jiān)測(cè)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(cè)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(guò)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(cè)儀，可在采集患者鼻部與口腔呼出氣體的同時(shí)供氧，實(shí)現(xiàn)可有效監(jiān)測(cè)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(shí)了經(jīng)鼻咽導(dǎo)管采樣方式的二氧化碳監(jiān)測(cè)儀獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[4-5]?，F(xiàn)階段，鼻咽導(dǎo)管采樣二氧化碳監(jiān)測(cè)儀已在歐美國(guó)家得到廣泛應(yīng)用，但國(guó)內(nèi)報(bào)道的應(yīng)用較少。

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

3.1 PetCO2監(jiān)測(cè)的意義

接受鎮(zhèn)靜藥物或阿片類(lèi)藥物的患者，肺泡通氣不足、缺氧、呼吸抑制的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)高，且不同患者對(duì)藥物的反應(yīng)難以預(yù)計(jì)[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(shí)，及時(shí)識(shí)別與防控嚴(yán)重的呼吸抑制至關(guān)重要。對(duì)于接受鎮(zhèn)靜藥物或阿片類(lèi)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(shí)，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(guò)程，對(duì)于有呼吸抑制高風(fēng)險(xiǎn)的患者，不能單憑SpO2對(duì)呼吸狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，特別是對(duì)于需開(kāi)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(wú)明顯心肺疾病的情況下，其正常值為5 kPa；其水平增高多見(jiàn)于肺泡通氣不足或輸入肺泡的CO2增多，水平下降多見(jiàn)于肺泡通氣過(guò)度或輸入肺泡的CO2減少，因此，通過(guò)監(jiān)測(cè)PetCO2水平可及時(shí)了解患者的肺通氣狀況，便于對(duì)非插管患者呼吸抑制預(yù)防及干預(yù)工作的開(kāi)展。

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

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

曹賦韜等[9]對(duì)PetCO2監(jiān)測(cè)在實(shí)施無(wú)創(chuàng)機(jī)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(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值展開(kāi)探討，結(jié)果顯示，PetCO2監(jiān)測(cè)低氧血癥、窒息、通氣過(guò)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(guò)胸阻抗原理對(duì)患者呼吸頻率實(shí)施評(píng)估，于呼吸期間，胸廓運(yùn)動(dòng)會(huì)影響人體電阻，雖然阻抗值可準(zhǔn)確反映呼吸頻率與動(dòng)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(píng)估患者肺通氣狀況，此外，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重性呼吸困難時(shí)，呼吸頻率仍可保持為正常狀態(tài)[10]。SpO2檢測(cè)可顯示氧合情況，但氧合與通氣的生理過(guò)程截然不同，氧離曲線只有在特定陡直段可顯示出SpO2與動(dòng)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(píng)估情況，因此，單憑SpO2與胸廓運(yùn)動(dòng)難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)呼吸抑制[11]。PetCO2監(jiān)測(cè)屬于無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)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(cè)者實(shí)時(shí)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(cè)室患者通氣狀況的動(dòng)態(tài)評(píng)估中[12]。通過(guò)PetCO2監(jiān)測(cè)，臨床可根據(jù)壓力參數(shù)與波形變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)低氧血癥、窒息、通氣過(guò)度、通氣不足等呼吸不良事件，為呼吸機(jī)調(diào)整、呼吸指導(dǎo)、開(kāi)放氣道等針對(duì)性干預(yù)工作的開(kāi)展提供可靠依據(jù)。

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

檀立端等[13]對(duì)85例心搏驟?；颊哒归_(kāi)研究，結(jié)果顯示，復(fù)蘇成功組復(fù)蘇前20、30 min 的PetCO2、動(dòng)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(jì)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(shì)；存活組PetCO2水平顯著低于死亡組；PetCO2評(píng)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(píng)估心肺復(fù)蘇效果，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)患者預(yù)后。《美國(guó)心肺復(fù)蘇指南（2015年）》推薦可通過(guò)監(jiān)測(cè)PetCO2來(lái)指導(dǎo)心肺復(fù)蘇工作的開(kāi)展[15]。總之，在心肺復(fù)蘇治療中實(shí)施PetCO2監(jiān)測(cè)可發(fā)揮良好的指導(dǎo)與效果評(píng)價(jià)作用，并可有效預(yù)測(cè)患者預(yù)后。

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

郭航等[16]對(duì)PetCO2波形曲線與數(shù)值監(jiān)測(cè)在全身麻醉蘇醒期中的應(yīng)用價(jià)值展開(kāi)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(cè)]不良事件檢出率（12.68%）明顯高于對(duì)照組（7.04%），不良事件檢出時(shí)間、麻醉蘇醒時(shí)間、復(fù)蘇室駐留時(shí)間均明顯短于對(duì)照組；經(jīng)相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，PetCO2與BP、PaCO2無(wú)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(bào)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(cè)有助于醫(yī)師對(duì)患者呼吸動(dòng)力學(xué)的觀察，可輔助預(yù)測(cè)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(cè)可為麻醉患者不良事件預(yù)測(cè)提供良好指導(dǎo)。孫峰等[19]的研究認(rèn)為，通過(guò)PetCO2波形可直接觀察患者機(jī)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(shí)期呼吸道中無(wú)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(wú)效腔混合氣體、肺泡；Ⅲ相即呼氣平臺(tái)，呼氣末氣流是其重點(diǎn)，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(shí)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(shí)，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。總之，PetCO2可動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)患者整個(gè)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(cè)儀在非插管患者中的應(yīng)用價(jià)值顯著，臨床在開(kāi)展呼吸管理時(shí)，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(píng)價(jià)心肺復(fù)蘇效果；在麻醉室中，PetCO2可有效預(yù)測(cè)患者不良事件發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，為臨床治療調(diào)整及完善提供可靠依據(jù)。