Капнография
| Капнография | |
|---|---|
 Типичная капнограмма. Нормальный цикл дыхания. | |
| Другие имена | CO2 в конце выдоха (PETCO2) |
| МеШ | D019296 |
Капнография - это мониторинг концентрации или парциального давления газа углекислого ( CO
2 ) в дыхательных газах. Его основная разработка заключалась в использовании в качестве инструмента мониторинга для использования во время анестезии и интенсивной терапии . Обычно его представляют в виде графика CO.
2 (измеряется в килопаскалях «кПа» или миллиметрах ртутного столба «мм рт. ст.») в зависимости от времени или, что реже, но более полезно, от объема выдоха (известного как объемная капнография). В сюжете также может быть изображен вдохновленный СО.
2 , что представляет интерес при с возвратным дыханием использовании систем . Когда измерение проводится в конце вдоха (выдоха), это называется «концом выдоха» CO.
2 (ПЕТКО 2 ). [1]
Капнограмма — это прямой монитор концентрации или парциального давления CO во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе.
2 и косвенный монитор CO
2 парциальное давление артериальной крови . У здоровых людей разница между артериальной кровью и выдыхаемым газом CO
2 парциальное давление очень маленькое (в норме разница 4-5 мм рт. ст.). При большинстве форм заболеваний легких, а также некоторых формах врожденных пороков сердца (цианотических поражений) увеличивается разница между артериальной кровью и выдыхаемым газом, что может быть признаком новой патологии или изменения в сердечно-сосудистой системе. [2] [3]
Медицинское использование
[ редактировать ]Оксигенация и капнография, хотя и связаны между собой, остаются отдельными элементами физиологии дыхания. Вентиляция относится к механическому процессу, при котором легкие расширяются и обменивают объемы газов, однако дыхание далее описывает обмен газов (в основном CO
2 и О
2 ) на уровне альвеол. Процесс дыхания можно разделить на две основные функции: удаление CO.
2 отходы и пополнение тканей свежим O
2 . Оксигенация (обычно измеряемая с помощью пульсовой оксиметрии ) измеряет последнюю часть этой системы. Капнография измеряет удаление CO.
2, который может иметь большую клиническую ценность, чем статус оксигенации. [4]
В ходе нормального цикла дыхания один вдох можно разделить на две фазы: вдох и выдох. В начале вдоха легкие расширяются и выделяется CO.
2 Легкие заполняют свободных газа. Поскольку альвеолы заполняются этим новым газом, концентрация CO
2 , который заполняет альвеолы, зависит от вентиляции альвеол и перфузии (кровотока), доставляющей CO.
2 на обмен. Как только начинается выдох, объем легких уменьшается, поскольку воздух вытесняется из дыхательных путей. Объем CO
2 , который выдыхается в конце выдоха, образуется как побочный продукт метаболизма тканей по всему телу. Доставка CO
2 к альвеолам для выдоха зависит от неповрежденной сердечно-сосудистой системы, обеспечивающей адекватный приток крови из ткани в альвеолы. Если сердечный выброс (количество крови, перекачиваемой сердцем) снижается, способность транспортировать CO
2 также уменьшается, что отражается на уменьшении выдыхаемого количества CO.
2 . Взаимосвязь сердечного выброса и CO в конце выдоха
2 является линейным, то есть при увеличении или уменьшении сердечного выброса количество CO
2 также регулируется таким же образом. Поэтому мониторинг уровня CO в конце выдоха
2 может предоставить жизненно важную информацию о целостности сердечно-сосудистой системы, в частности о том, насколько хорошо сердце способно перекачивать кровь. [5]
Количество CO
2 , который измеряется во время каждого вдоха, требует неповрежденной сердечно-сосудистой системы для доставки CO.
2 к альвеолам, которые являются функциональной единицей легких. Во время фазы I выдоха CO
2. Транспортируемый в легкие газ занимает определенное пространство, не участвующее в газообмене, называемое мертвым пространством. Фаза II выдоха — это когда CO
2 внутри легких нагнетается вверх по дыхательным путям на пути к выходу из тела, что вызывает смешивание воздуха из мертвого пространства с воздухом в функциональных альвеолах, ответственных за газообмен. Фаза III - это последняя часть выдоха, которая отражает выброс CO.
2 только из альвеол, а не из мертвого пространства. Эти три фазы важно понимать в клинических сценариях, поскольку изменение формы и абсолютных значений может указывать на респираторный и/или сердечно-сосудистый риск. [6]
| Капнограмма на мониторе | |
|---|---|
 |
Приложения
[ редактировать ]- Оценка целостности дыхательных путей
- Подтверждение установки эндотрахеальной трубки
- Предиктор исходов в отделении интенсивной терапии
- Интраоперационные осложнения (например, воздушная эмболия, тромбоэмболия и т. д.)
- Использование СЛР в ACLS (усовершенствованная сердечно-сосудистая поддержка жизни)
- Процедурный мониторинг седации
Анестезия
[ редактировать ]
Во время анестезии происходит взаимодействие между двумя компонентами: пациентом и устройством для введения анестезии (обычно это дыхательный контур и аппарат искусственной вентиляции легких ). Важнейшим соединением между двумя компонентами является либо эндотрахеальная трубка , либо маска, а CO
2 обычно контролируется на этом перекрестке. Капнография напрямую отражает выведение CO.
2 легкими . к наркозному аппарату Косвенно это отражает производство CO.
2 тканями и циркуляционным транспортом CO
2 в легкие. [7]
Когда истек срок годности СО
2 относится к выдыхаемому объему, а не ко времени, область под кривой представляет собой объем CO.
2 при дыхании, и, таким образом, в течение минуты этот метод может дать CO.
2 в минуту ликвидации, важный показатель метаболизма. Внезапные изменения CO
Удаление 2 во время операции на легких или сердце обычно означает важные изменения в кардиореспираторной функции. [8]
Было показано, что капнография более эффективна, чем только клиническая оценка, при раннем выявлении неблагоприятных респираторных явлений, таких как гиповентиляция , интубация пищевода и отключение контура; пациента травмирование тем самым позволяя предотвратить . Во время процедур, проводимых под седацией, капнография дает более полезную информацию, например, о частоте и регулярности вентиляции, чем пульсоксиметрия . [9] [10]
Капнография обеспечивает быстрый и надежный метод выявления опасных для жизни состояний (неправильное расположение трахеальных трубок , непредвиденная дыхательная недостаточность, недостаточность кровообращения и дефекты дыхательных контуров) и предотвращения потенциально необратимых травм пациента.
), капнография и пульсоксиметрия вместе могли бы помочь предотвратить 93% предотвратимых неудачных анестезий . ASA ( Американского общества анестезиологов По данным закрытого исследования [11]
Скорая медицинская помощь
[ редактировать ]Капнография все чаще используется персоналом скорой помощи для оценки и лечения пациентов на догоспитальном этапе. Эти применения включают проверку и мониторинг положения эндотрахеальной трубки или слепого вводимого воздуховодного устройства . Правильно расположенная трубка в трахее защищает дыхательные пути пациента и позволяет фельдшеру дышать за пациента. Неправильно расположенная трубка в пищеводе может привести к смерти пациента, если она останется незамеченной. [12]
Исследование, опубликованное в журнале Annals of Emergency Medicine за март 2005 г., в котором сравнивались полевые интубации , в которых использовалась непрерывная капнография для подтверждения интубации, с неиспользованием, показало отсутствие нераспознанных неправильно расположенных интубаций в группе мониторинга и 23% неправильно установленных трубок в неконтролируемой группе. [13] Американская кардиологическая ассоциация (AHA) подтвердила важность использования капнографии для проверки установки трубки в своих рекомендациях по СЛР и неотложной сердечно-сосудистой помощи 2005 года. [14]
AHA также отмечает в своих новых рекомендациях, что капнография, которая косвенно измеряет сердечный выброс, также может использоваться для мониторинга эффективности СЛР и в качестве раннего признака восстановления спонтанного кровообращения (ВСК). Исследования показали, что когда человек, выполняющий СЛР, утомляется, уровень CO в конце выдоха у него снижается.
2 ( PETCO2 , уровень углекислого газа, выделяющегося в конце выдоха) падает, а затем повышается, когда к власти приходит свежий спасатель. Другие исследования показали, что когда у пациента восстанавливается спонтанное кровообращение, первым признаком часто является внезапное повышение PETCO2, поскольку прилив кровообращения вымывает непереносимый CO.
2 из тканей. Аналогично, внезапное падение PETCO2 может указывать на то, что у пациента пропал пульс и может потребоваться начало СЛР. [15]
Парамедики теперь также начинают контролировать статус PETCO2 у неинтубированных пациентов, используя специальную назальную канюлю , которая собирает углекислый газ. Высокое значение PETCO2 у пациента с измененным психическим статусом или серьезным затруднением дыхания может указывать на гиповентиляцию и возможную необходимость интубации пациента . Низкие значения PETCO2 у пациентов могут указывать на гипервентиляцию . [16]
Капнография, поскольку она обеспечивает последовательное измерение вентиляции пациента, может быстро выявить тенденцию к ухудшению состояния пациента, предоставляя парамедикам систему раннего предупреждения о респираторном статусе пациента. По сравнению с оксигенацией, которую измеряют с помощью пульсоксиметрии, капнография может помочь устранить ряд недостатков и обеспечить более точное отражение состояния сердечно-сосудистой системы. Одним из недостатков измерения только пульсовой оксиметрии является то, что введение дополнительного кислорода (т. е. через назальную канюлю) может задержать десатурацию у пациента, если он перестал дышать, что задерживает медицинское вмешательство. Капнография обеспечивает быстрый способ прямой оценки состояния вентиляции и косвенной оценки функции сердца. Ожидается, что клинические исследования откроют дальнейшее применение капнографии при астме , застойной сердечной недостаточности , диабете , циркуляторном шоке, тромбоэмболии легочной артерии , ацидозе и других состояниях, что может иметь потенциальные последствия для догоспитального использования капнографии. [17]
Дипломированные медсестры
[ редактировать ]Дипломированные медсестры и, в большей степени, RRT (респираторные терапевты) в отделениях интенсивной терапии могут использовать капнографию, чтобы определить, ли назогастральный зонд , используемый для кормления, в трахею, а не в пищевод. установлен [18] Обычно пациент кашляет или давится, если трубка уложена неправильно, но большинство пациентов в отделениях интенсивной терапии находятся под действием седативных препаратов или находятся в коме. Если назогастральный зонд случайно будет помещен в трахею вместо пищевода, питательные вещества через зонд попадут в легкие, что представляет собой опасную для жизни ситуацию. Если на мониторе отображается типичный CO
2 сигнала, то размещение должно быть подтверждено. [19]
Диагностическое использование
[ редактировать ]Капнография предоставляет информацию о CO.
2 продукция, легочная (легочная) перфузия, альвеолярная вентиляция, характер дыхания и выведение CO.
2 от наркозно-дыхательного контура и аппарата искусственной вентиляции легких. На форму кривой влияют некоторые формы заболеваний легких; Обычно существуют обструктивные состояния, такие как бронхит , эмфизема и астма , при которых нарушается смешивание газов в легких. [20]
Такие состояния, как тромбоэмболия легочной артерии и врожденный порок сердца, которые влияют на перфузию легких, сами по себе не влияют на форму кривой, но сильно влияют на соотношение между выдыхаемым CO
2 артериальной крови и CO
2 . Капнографию также можно использовать для измерения выработки углекислого газа, что является показателем метаболизма . Увеличение CO
2 продукция наблюдается во время лихорадки и дрожи. Снижение продукции наблюдается во время анестезии и гипотермии . [21]
Рабочий механизм
[ редактировать ]
Капнографы работают по принципу, что CO
2 является многоатомным газом и поэтому поглощает инфракрасное излучение . Луч инфракрасного света проходит через пробу газа и попадает на датчик. Наличие CO
2 в газе приводит к уменьшению количества света, попадающего на датчик, что изменяет напряжение в цепи. Анализ является быстрым и точным, но присутствие закиси азота в газовой смеси изменяет поглощение инфракрасного излучения за счет явления уширения при столкновении. [22] Это необходимо исправить для измерения CO.
2 в человеческом дыхании путем измерения его способности поглощать инфракрасное излучение. Этот метод был признан надежным методом Джоном Тиндалом в 1864 году, хотя устройства XIX и начала XX веков были слишком громоздкими для повседневного клинического использования. [23] Сегодня технологии усовершенствовались и теперь могут измерять значения CO.
2 практически мгновенно и стало стандартной практикой в медицинских учреждениях. В настоящее время существует два основных типа CO.
2 В клинической практике используются датчика: датчики основного потока и датчики бокового потока. Оба эффективно выполняют одну и ту же функцию для количественного определения количества CO.
2, который выдыхается при каждом вдохе.
Модель капнограммы
[ редактировать ]Форма волны капнограммы предоставляет информацию о различных параметрах дыхания и сердца. модель капнограммы Двухэкспоненциальная пытается количественно объяснить взаимосвязь между дыхательными параметрами и выдохным сегментом формы волны капнограммы. [24] Согласно модели, каждый выдохный сегмент формы волны капнограммы соответствует аналитическому выражению:
где
- представляет собой парциальное давление углекислого газа , измеренное с помощью капнограммы, как функцию времени с начала выдоха.
- представляет альвеолярное парциальное давление углекислого газа.
- представляет собой обратную величину доли мертвого пространства (т.е. отношения дыхательного объема к объему мертвого пространства ).
- представляет легочную постоянную времени (т.е. произведение легочного сопротивления и податливости )
В частности, эта модель объясняет округлую форму капнограммы «акульего плавника», наблюдаемую у пациентов с обструктивной болезнью легких .
См. также
[ редактировать ]- Интегральный легочный индекс
- Медицинское оборудование
- Медицинский тест
- Респираторный мониторинг
- Колориметрическая капнография
Цитаты
[ редактировать ]- ^ Бхавани-Шанкар К., Филип Дж (октябрь 2000 г.). «Определение сегментов и фаз временной капнограммы» . Анест Аналг . 91 (4): 973–977. дои : 10.1097/00000539-200010000-00038 . ПМИД 11004059 . S2CID 46505268 .
- ^ Нанн Дж., Хилл Д. (май 1960 г.). «Дыхательное мертвое пространство и разница в напряжении углекислого газа между артерией и концом выдоха у человека под наркозом». J Appl Physiol . 15 : 383–389. дои : 10.1152/яп.1960.15.3.383 . ПМИД 14427915 .
- ^ Уильямс Э., Дассиос Т., Гриноф А. (октябрь 2021 г.). «Мониторинг углекислого газа у новорожденного». Педиатр Пульмонол . 56 (10): 3148–3156. дои : 10.1002/ppul.25605 . ПМИД 34365738 . S2CID 236960627 .
- ^ Лам Т., Нагаппа М., Вонг Дж., Сингх М., Вонг Д., Чунг Ф. (декабрь 2017 г.). «Непрерывная пульсоксиметрия и капнографический мониторинг послеоперационной депрессии дыхания и нежелательных явлений: систематический обзор и метаанализ» . Анестезия и анальгезия . 125 (6): 2019–2029. дои : 10.1213/ANE.0000000000002557 . ISSN 0003-2999 . ПМИД 29064874 . S2CID 13950478 .
- ^ Сиобал М. (октябрь 2016 г.). «Мониторинг выдыхаемого углекислого газа» . Уход за дыханием . 61 (10): 1397–1416. doi : 10.4187/respcare.04919 . ПМИД 27601718 . S2CID 12532311 .
- ^ Бенумоф Дж. (апрель 1998 г.). «Интерпретация капнографии». ААНА Дж . 661 (2): 169–176.
- ^ Вейл М., Бисера Дж., Тревино, Раков Э. (октябрь 2016 г.). «Сердечный выброс и углекислый газ в конце выдоха». Критическая медицина . 13 (11): 907–909. дои : 10.1097/00003246-198511000-00011 . ПМИД 3931979 . S2CID 34223367 .
- ^ Дж. С. Гравенштейн, Майкл Б. Яффе, Николаус Гравенштейн, Дэвид А. Паулюс, ред. (17 марта 2011 г.). Капнография (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-51478-1 . OCLC 1031490358 .
- ^ Лайтдейл-младший, Гольдманн Д.А., Фельдман Х.А., Ньюбург А.Р., Динардо Дж.А., Фокс В.Л. (июнь 2006 г.). «Микропотоковая капнография улучшает наблюдение за пациентами во время умеренной седации: рандомизированное контролируемое исследование» . Педиатрия . 117 (6): e1170–1178. дои : 10.1542/пед.2005-1709 . ISSN 1098-4275 . ПМИД 16702250 . S2CID 2857581 .
- ^ Бертон Дж. Х., Харра Дж. Д., Германия, Калифорния, Диллон, округ Колумбия (май 2006 г.). «Выявляет ли мониторинг углекислого газа в конце выдоха респираторные события до нынешних методов мониторинга седации?» . Академическая неотложная медицина . 13 (5): 500–504. дои : 10.1197/j.aem.2005.12.017 . ISSN 1553-2712 . ПМИД 16569750 .
- ^ Тинкер Дж.Х., Далл Д.Л., Каплан Р.А., Уорд Р.Дж., Чейни Ф.В. (1989). «Роль устройств мониторинга в предотвращении анестезиологических неудач» . Анестезиология . 71 (4): 541–546. дои : 10.1097/00000542-198910000-00010 . ПМИД 2508510 .
- ^ Кац С., Фальк Дж. (январь 2001 г.). «Неправильно установленные эндотрахеальные трубки парамедиками в городской системе скорой медицинской помощи» . Энн Эмерг Мед . 37 (1): 32–37. дои : 10.1067/mem.2001.112098 . ПМИД 11145768 .
- ^ Сильвестри С., Раллс Г.А., Краусс Б., Тундиил Дж., Ротрок С.Г., Сенн А., Картер Э., Фальк Дж. (май 2005 г.). «Эффективность внебольничного использования непрерывного мониторинга углекислого газа в конце выдоха на частоту нераспознанных неправильных интубаций в региональной системе скорой медицинской помощи» . Анналы неотложной медицины . 45 (5): 497–503. doi : 10.1016/j.annemergmed.2004.09.014 . ISSN 1097-6760 . ПМИД 15855946 .
- ^ Хазински М.Ф., Надкарни В.М., Хики Р.В., О'Коннор Р., Беккер Л.Б., Зарицкий А. (13 декабря 2005 г.). «Основные изменения в рекомендациях AHA по СЛР и неотложной помощи при сердечно-сосудистых заболеваниях 2005 г.» . Тираж . 112 (24_добавление): IV–206. doi : 10.1161/CIRCULATIONAHA.105.170809 . ПМИД 16314349 . S2CID 934519 .
- ^ Лонг Б., Койфман А., Виварито М.А. (декабрь 2017 г.). «Капнография в отделении неотложной помощи: обзор использования, форм сигналов и ограничений» . Журнал неотложной медицины . 53 (6): 829–842. doi : 10.1016/j.jemermed.2017.08.026 . ISSN 0736-4679 . ПМИД 28993038 .
- ^ Дэвис Д., Данфорд Дж., Окс М., Парк К., Хойт Д. (апрель 2004 г.). «Использование количественной капнометрии в конце выдоха для предотвращения непреднамеренной тяжелой гипервентиляции у пациентов с травмой головы после быстрой последовательной интубации фельдшером». Дж Травма . 56 (4): 808–814. дои : 10.1097/01.TA.0000100217.05066.87 . ПМИД 15187747 .
- ^ «Эксперты: Куда движется капнография» . ЭМС1 . 20 ноября 2013 года . Проверено 16 ноября 2021 г.
- ^ Поттер, Патрисия Энн и Энн Гриффин Перри. «Питание». Основы сестринской практики. Восьмое изд. Сент-Луис: Elsevier, 2015. 940. Печать.
- ^ Рубенофф Р., Равич В. (апрель 1998 г.). «Пневмоторакс из-за назогастрального зонда. Отчет о четырех случаях, обзор литературы и рекомендации по профилактике». Arch Intern Med . 149 (1): 184–188. дои : 10.1001/archinte.1989.00390010156022 . ПМИД 2492185 .
- ^ Ярон М., Падык П., Хуцинпиллер М., Кэрнс К. (октябрь 1996 г.). «Полезность экспираторной капнограммы в оценке бронхоспазма». Энн Эмерг Мед . 28 (4): 403–407. дои : 10.1016/S0196-0644(96)70005-7 . ПМИД 8839525 .
- ^ Данзл Д. (февраль 2002 г.). «Система гипотермии». Семин Респир Критический уход Мед . 23 (1): 57–68. дои : 10.1055/s-2002-20589 . ПМИД 16088598 . S2CID 260321037 .
- ^ Раемер Д.Б., Калаланг I (апрель 1991 г.). «Точность анализаторов напряжения углекислого газа в конце выдоха» . Дж. Клин Монит . 7 (2): 195–208. дои : 10.1007/BF01618124 . ПМИД 1906531 . S2CID 33836449 .
- ^ Яффе МБ (сентябрь 2008 г.). «Инфракрасное измерение углекислого газа в дыхании человека: «проходные» устройства от Тиндаля до наших дней» . Анест. Аналг . 107 (3): 890–904. дои : 10.1213/ane.0b013e31817ee3b3 . ПМИД 18713902 . S2CID 15610449 .
- ^ Абид А (май 2017 г.). «Модельная оценка параметров дыхания по данным капнографии с применением к диагностике обструктивной болезни легких». Транзакции IEEE по биомедицинской инженерии . 64 (12): 2957–2967. дои : 10.1109/TBME.2017.2699972 . hdl : 1721.1/134854 . ПМИД 28475040 . S2CID 206616144 .
