呼末二氧化碳分压监测在临床麻醉中的应用及意义

关于呼末二氧化碳分压监测在临床麻醉中的应用及意义

一、呼末二氧化碳监测历史

1970s麻醉医师开始使用；

1991年正式在手术室应用；

目前推荐微量二氧化碳监测技术；第三代二氧化碳监测技术;成人、小儿采样的死腔小（5ml和0.5ml)；

吸氧和二氧化碳监测采样同时进行；

插管和非插管均可准确监测二氧化碳第2页,共35页，2024年2月25日，星期天二、PETCO2的重要性1.国外基本监测指标之一。2.国内常规配置！除体温、呼吸、脉搏、血压、动脉血氧饱和度以外的第六个基本生命体征。3.高度的灵敏性、无创性，不仅可以反映呼吸还可以反应代谢、循环、气道、通气系统已成为麻醉监测不可缺少的常规监测手段。4.有研究发现：联用CO2检测仪和脉博氧饱和度仪能使可预防性麻醉事故的发生率降低93％。5.持续监测CO2能使10％的术中问题得到早期诊断和处理。第3页,共35页，2024年2月25日，星期天三、PETCO2监测的原理呼吸熵（RQ），生物术语，指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳的量与吸收氧气的量的比值。不同的呼吸底物有不同的呼吸熵。一般来说，完全以葡萄糖为底物进行有氧呼吸的呼吸熵是1，以葡萄糖为底物但含无氧呼吸的呼吸熵大于1，而以脂肪为底物进行有氧呼吸，呼吸熵就小于1，这是脂肪中C、H高而O相对少的缘故。根据测得的RQ值，可以粗略判断细胞在利用何种物质作为呼吸作用的底物。呼吸熵=呼出CO2的体积÷消耗的O2的体积第4页,共35页，2024年2月25日，星期天三、PETCO2监测的原理

正常状况下，人体呼吸气和肺泡气中各成分的容积百分比（%）成分吸入气呼出气肺泡气

O220.9616.414.3CO20.044.15.6因此在静息状态下，按照分钟通气量5L计算，人体每分钟需要的氧气量为：5Lx(20.96%-16.4%)约=250ml呼吸熵就是细胞呼吸产生的二氧化碳和消耗的氧气的分子数比,人在静息状态下大概是0.8，也就是:人体每分钟呼出CO2=消耗氧气（250ml）*0.8=200ml第5页,共35页，2024年2月25日，星期天三、PETCO2监测的原理

CO2怎么来的？组织细胞代谢产生二氧化碳，经毛细血管和静脉运输到肺，在呼气时排出体外。CO2弥散能力很强（大概为氧气的20倍），极易从肺毛细血管进入肺泡内。肺泡和动脉CO2完全平衡，最后呼出的气体应为肺泡气人体每分钟呼出CO2=消耗氧气（250ml）*0.8=200ml第6页,共35页，2024年2月25日，星期天三、PETCO2监测的原理

举例1：假如有一天，你被困在一个2*2.5*3米密闭的空间里面，怎么办？所以别大呼小叫，上串下跳，浪费体力跟有限的氧气，算算你有多久的时间逃生或者被逃生。

2*2.5*3米密闭的空间里面含

O2=2*2.5*3*20%=3L

你平静情况下，每分钟消耗250ml氧气，呼出200mlCO2也就是还有3/0.25=12分钟逃生

第7页,共35页，2024年2月25日，星期天三、PETCO2监测的原理二氧化碳在血液是如何运输的？

oxygenation和CO2removal是两个完全不同的概念（虽然两者同时进行），前者通过FiO2和PEEP调节，后者通过每分通气量（minuteventilation，MV）调节。简单点说：氧气是靠血红蛋白当搬运工运输的，而CO2是靠溶解到血液里面靠通气带出来的。第8页,共35页，2024年2月25日，星期天三、PETCO2监测的原理二氧化碳在血液是如何运输的？附图中，对一名每分钟产200毫升CO2的人，如果呼吸FiO2（吸入氧浓度）为0.21时，要达到近100的PO2，MV（Va）需要5升／分，但提高FiO2为0.30后，仅需1.75升。而对CO2来说，MV和PCO2近乎直线相关。也就是说，改善FiO2后，PO2对MV不太依赖，而PCO2对MV一直都很依赖第9页,共35页，2024年2月25日，星期天三、PETCO2监测的原理简单的说：对于一个成年人来说。吸入氧浓度提高到30%后，潮气量150ml，P02就可以达到100mmHg，而PCO2却会高，表现为通气不足。所以术中监测PCO2意义超过PO2.这也是为什么我们术中查血气时，而PCO2是在正常范围时，经常PO2为300~400mmHg.第10页,共35页，2024年2月25日，星期天三、PETCO2监测的原理呼气末二氧化碳的测定相对于SPO2,更有实时性，简单来说：PETCO2相当于有创血压，当通气不足时，马上就反应出来SPO2相当于无创血压，出现通气不足时，需要5~8分钟后才反应出来。第11页,共35页，2024年2月25日，星期天三、PETCO2监测的原理呼气末二氧化碳的测定有:

红外线法，质谱仪法和比色法三种

临床常用的红外线法

根据气体采样的方式分为：

旁流型和主流型两类。第12页,共35页，2024年2月25日，星期天三、PETCO2监测的原理光电方法———非色散红外光谱技术

CO2能吸收特定波长(4.3um)的红外线将病人呼出的气体送入一个透明的样品室，一侧用红外线照射，另一侧用光电换能器探测红外线衰减的程度，后者与CO2浓度成正比。迈瑞旁流式第13页,共35页，2024年2月25日，星期天以一细采样管在气管上或气道上将气体抽到监护仪的测试室中，测定其红外线的光量旁流式EtCO2既可用于采用机械通气的病人，也可以用于自主呼吸的病人第14页,共35页，2024年2月25日，星期天第15页,共35页，2024年2月25日，星期天第16页,共35页，2024年2月25日，星期天动脉血二氧化碳分压（PaCO2）是监测通气功能的一项重要指标。

PaCO2=VCO2×0.863/VA正常为

4.6~6kPa(35~45mmHg)呼气末CO2分压和浓度（PETCO2）CO2的弥散能力很强，动脉血与肺泡气中的CO2分压几乎完全平衡

因此，PaCO2≈PACO2≈PETCO2。故PETCO2应能反映PaCO2的变化。1.呼气终末期呼出的混合肺泡气含有的二氧化碳分压或浓度值。2.英文简称PETCO2，正常值：35-45mmHg

。3.通常PETCO2较PaCO2低

2～5mmHg四、PETCO2定义及与PaCO2的关系第17页,共35页，2024年2月25日，星期天五、PETCO2波形及意义

1.正常的CO2波形一般可分四相四段Ⅰ相：吸气基线，应处于零位，是呼气的开始部分为呼吸道内的死腔气，基本上不含二氧化碳。A-BⅡ相：呼气上升支，较陡直，为肺泡和无效腔的混合气。B-CⅢ相：二氧化碳曲线是水平或微向上倾斜，称呼气平台，为混合肺泡气，平台终点为呼气末气流，为PETCO2值。C-DⅥ相：吸气下降支，二氧化碳曲线迅速而陡直下降至基线新鲜气体进入气道。D-E第18页,共35页，2024年2月25日，星期天2.ETCO2波形应观察五个方面

基线：代表吸入CO2浓度；

高度：代表呼出CO2的浓度；

形态：正常CO2波形与不正常波形；频率：反映呼吸频率二氧化碳波形出现的频率

节律：反映呼吸中枢或呼吸机的功能

第19页,共35页，2024年2月25日，星期天六、常见异常PETCO2曲线图(1)ETCO2降低

呼气平台正常a高通气（过度通气）b死腔气增加鉴别PaCO2降低为前者反之为后(2)ETCO2升高

呼气平台正常a低通气（通气不足）bCO2向肺转运增加（如高温）第20页,共35页，2024年2月25日，星期天(3).自主呼吸中呼气平台出现箭毒样裂口a自主呼吸恢复肌松尚未消失b膈肌肋间肌动作不协调c估计呼吸与通气恢复程度d也见颈椎横断病变连枷胸呃逆气胸

人机对抗(4).机械通气中存在自主呼吸a在曲线的吸呼相许多部位出现小的呼吸波b呼吸机调节不良（低通气）c肌松不满意d严重缺氧e病人清醒f按压病人胸部g呼吸机功能障碍第21页,共35页，2024年2月25日，星期天（5）心源性振荡样CO2曲线图

a.呼末出现细小规则的牙齿样波峰

b.心脏胸腔大血管收缩舒张对肺的拍击所致胸腔内负压

c.呼吸频率过慢

d.vt过低

e.吸呼比低

f.肌松（6）.呼气升支延长

常见呼出气流受阻

a.气管导管部分阻塞

b.病人气道梗阻（COPD支气管痉挛）第22页,共35页，2024年2月25日，星期天（7）基线升高波形正常

CO2重复吸入

a.循环环路系统呼气活瓣关闭不全b.钠石灰耗竭

c.麦氏系统新鲜气流不足BAIN系统内管出现问题d.新鲜气流错误加入CO2（8）自主呼吸恢复中CO2曲线

a.波幅小

b.无呼气平台

c.波幅渐增大

d.平台出现

e.正常波形第23页,共35页，2024年2月25日，星期天（9）吸气单向活瓣关闭不全CO2曲线图

a.呼吸平台延长

b.吸气下降支4相坡度变小

c.吸气相缩短（10）呼气平台或基线不规则

a.气管导管误置喉上部或下咽部肺和胃间歇通气

b.压迫胸部时少量气体进出肺第24页,共35页，2024年2月25日，星期天(11)正压通气中采样管泄漏

a.延长的呼气平台后一短暂的波峰b.平台高度与漏口大小负相关(12).EtCO2出现降低

突降至零多见于紧急情况:a.气管导管脱出

b.食管内插管

c.完全性通气系统脱连接

d.呼吸机功能障碍

e.完全性气管导管堵塞

f.气体采样管堵塞

h.CO2测定仪故障

第25页,共35页，2024年2月25日，星期天

突降但大于零

a.气管导管或面罩位置不良

b.通气系统部分脱连接

c.气管导管部分阻塞

指数性下降

a.大量失血

b.腔静脉梗阻

c.循环骤停

d.肺栓塞第26页,共35页，2024年2月25日，星期天(12).驼峰样CO2曲线图

a.呼气平台驼峰样曲线b.两侧肺呼出气速率不同步c.见于病人侧卧位和气管导管插入一侧主支气管

（13）冰川样CO2曲线图

a.呼气平台出现多形尖峰波混有心源性震荡与箭毒样裂口b.此波只在自主呼吸时候出现多见于肌松药与镇静药不协调第27页,共35页，2024年2月25日，星期天(14)中枢神经系统障碍时CO2曲线

a.陈施氏呼吸CO2曲线图有规律发作的呼吸暂停，暂停期偶见心源性震荡曲线，多见于严重脑损伤

b.点头样呼吸曲线上缘随潮气量规则变化见于陈氏呼吸与正常呼吸过度转换期第28页,共35页，2024年2月25日，星期天

c.痉挛性呼吸

频率慢2-6次/分CO2分压高于正常，每次均可以减心源性震荡曲线d.不规则混乱呼吸

波形间距高度均不一致CO2值高于正常第29页,共35页，2024年2月25日，星期天

e.叹气样呼吸

周期而规则的由于病人深呼吸而CO2值降低生理性叹气见于婴幼儿或高龄老人睡眠时或麻醉时青少年或成年人睡眠时5分钟内叹气一次以上正常人深叹气时CO2分压值低于平均CO2分压值阻塞性肺病时叹气时CO2值高于平均值第30页,共35页，2024年2月25日，星期天1监测通气功能：无明显心肺疾患者，一定程度上PETCO2可反应PaCO22维持正常通气：全麻期间可根据PETCO2来调节通气量，避免通气不足或通气过量。3代谢功能的监测：监测CO2的排出可评估机体代谢率。特别有利于恶性高热的协助诊断，这类病人CO2产生大量增加，且CO2