3呼末二氧化碳分压(PETCO2)监测在临床中的应用及意义

呼末二氧化碳分压（PETCO2）监测在临床中的应用及意义崔晓莉

呼气末二氧化碳分压（PETCO2）作为一种较新的无创监测技术，是除体温、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，美国麻醉医师协会(ASA)已规定PETCO2为麻醉期间的基本监测指标之一。它具有高度的灵敏性且使用简便，对判断肺通气、血流变化及代谢变化等具有特殊的临床意义。近年来，随着传感分析、微电脑等技术的发展和多学科相互渗透，利用监测仪连续无创测定PETCO2已在麻醉、ICU、呼吸、急诊等科室得到越来越多的应用。生理原理组织细胞代谢产生二氧化碳，经毛细血管和静脉运输到肺，呼气时排出体外，在产生、运输和排出过程中的任何环节发生障碍，均可使CO2在体内潴留或排出过多，并造成不良影响。因此，体内二氧化碳产量（VCO2）、肺泡通气量（VA）和肺血流灌注量三者共同影响肺泡内二氧化碳分压（PACO2）。CO2弥散能力很强，极易从肺毛细血管进入肺泡内，肺泡和动脉血CO2很快完全平衡，且无明显心肺疾病的患者V/Q比值正常，最后呼出的气体应为肺泡气，一定程度上，PETCO2≈PACO2≈PaCO2，所以临床上可通过测定PETCO2反映paCO2的变化。正常PETCO2为5%，而1%CO2约等于11Kpa（7.5mmHg），因此，相当于5KPa(38mmHg)。

PETCO2监测原理物理原理CO2监测仪可根据不同的物理原理测定呼气末CO2，包括红外线分析仪、质谱仪、拉曼散分析仪、声光分光镜和化学CO2指示器等，而最常用的CO2监测仪是根据红外线吸收光谱的原理设计而成的，因CO2能吸收特殊波长的红外线(4.3μｍ)，当呼吸气体经过红外线传感器时，红外线光源的光束透过气体样本，光束量衰减，且衰减程度与CO2

浓度呈正比。红外线检测器测得红外线的光束量，最后经过微电脑处理获得PETCO2或呼气末二氧化碳浓度(CETCO2)，以数字(mmHg或kPa及%)和CO2图形显示。红外线CO2监测仪中还配有光限制器、游离CO2参考室及温度补偿电路等，使读数稳定，减少其他因素干扰。PETCO2监测原理依据气体的采样方法不同，CO2监测仪可分为旁流型(sidestream)和主流型(mainstream)两种旁流型是经取样管从气道内持续吸出部分气体送至红外线测定室作测定，传感器并不直接连接在通气回路中，不增加回路的死腔量；不增加部件的重量；不需要密闭的呼吸回路，对未插气管导管的病人，改装后的取样管经鼻腔仍可作出精确的测定。不足之处是识别反应稍慢；可因水蒸汽或气道内分泌物而影响取样；在行低流量麻醉或小儿麻醉中应注意补充因取样而丢失的气体量。主流型是将红外线传感器直接连接于气管导管接头上，使呼吸气体直接与传感器接触，优点是反应速度快且准确性高，波形失真少；气道内分泌物或水蒸气对监测效果影响小；不丢失气体。缺点为传感器重量较大；增加额外死腔量(大约20ml)；不适用于未插气管导管的病人。目前大部分监测仪是采用旁流型测定。测定方法

1、调零和定标使用前应常规将采样管通大气调零，使基线位于零点，同时应定期用标准浓度CO2气体定标，以保证仪器测定准确性。2、避免采样管堵塞水汽、分泌物和治疗用气雾液积聚在采样管内，一旦阻塞采样管，就不能测定PETCO2，甚至水可进入分析室内污染传感器，使仪器失灵，因此使用时应将采样管放在高于病人的位置，可减少液体流入导管的机会，导管被阻塞时应及时清洗或更换。3、回路气体损失在循环紧闭呼吸回路内气流速度很慢时，用旁流型方法采样后，回路内气体损失可达100ml/min。注意事项

4、注意漏气和气体混杂采样管漏气或经鼻采样，可能混杂空气，样本稀释，结果可使测定的PETCO2值偏低。5、呼吸频率影响呼吸频率快时，呼气不完全，肺泡气不能完全排出，呼出气不能代表肺泡气；特别是当监测仪反应时间大于病人呼吸周期时，都可致对PETCO2监测值偏低。6、通气不足通气不足时，呼气流速减慢，如低于采样气体流速，则PETCO2偏低，此时采样气体流速应定为150ml/min或更低，可提高测定准确性。注意事项

正常呼吸周期CO2波形图

Ⅰ相：吸气基线，位于零点，代表吸气终止，呼气开始，为死腔气，基本上不含二氧化碳。Ⅱ相：呼气上升支，呈S形陡直上升，代表死腔气和肺泡气混合过程。Ⅲ相：呼气平台，曲线呈水平或微向上倾斜，代表混合肺泡气，其末尾最高点R点为平台峰值，代表了PETCO2值。Ⅳ相：吸气下降支，意味着吸气开始，随着新鲜气体的吸入，二氧化碳曲线迅速而陡直下降至基线。呼气末CO2的波形应观察以下5个方面：（1）基线：吸入气的CO2浓度，一般应等于零。（2）高度：代表PETCO2值。（3）形态：正常CO2的波形与异常波形。（4）频率：呼吸频率即二氧化碳波形出现的频率（5）节律：反映呼吸中枢或呼吸功能

Ⅰ相变化：正常时，PⅠCO2几乎为零，吸气基线抬高代表CO2重复吸入，见于呼吸回路异常，如CO2吸收剂钠石灰耗竭、吸气活瓣失灵。异常CO2波形分析

Ⅱ相变化Ⅱ相上升速率与第一秒时间肺活量呈正相关，呼气上升支延长，见于呼出气流受阻，如哮喘、支气管痉挛、COPD及气管导管扭曲等。异常CO2波形分析

a:呼气平台终末抬高：反映死腔量增加，V/Q比例失调。可见于慢性阻塞性肺疾患或气管痉挛等情况使肺泡排气不均。

异常CO2波形分析

b:呼气平台升高：见于肺泡通气不足或输入肺泡的CO2增多，如分钟通气量不足（呼吸机设置不当、中枢抑制等）、CO2产量增加（如甲亢危象、恶性高热和败血症等）、突然放松止血带、静脉输入碳酸氢钠过快及腹腔镜CO2气腹等。

异常CO2波形分析

c:呼气平台低：见于肺泡通气过度或输入肺泡的CO2减少，如分钟通气量过大（疼痛、代酸、缺氧等），低心排及肺血流量减少。

异常CO2波形分析

d:呼气平台沟裂：见于自主呼吸恢复，肌松药作用即将消失，沟裂的深度和宽度与自主潮气量的大小呈正比，可用于估计呼吸功能的恢复程度，随着潮气量的逐步增大，沟裂加深加宽，最后平台分离一大一小依次排列的波形，前者代表机械通气，后者代表自主呼吸。须等待裂口消失后才能拔除气管插管，因为它提示有通气障碍存在。

异常CO2波形分析

e:呼气平台后段降低：见于按压病人胸廓，造成胸廓和肺反弹，气道内气体逆向流动所致。

异常CO2波形分析

f:呼气平台前段压低：见于呼气活瓣失灵，有新鲜气流混入。

异常CO2波形分析

a:吸气下降支呈锯齿形（心源性振动波），是由于中枢呼吸抑制或呼吸机频率太慢，心脏和主动脉波动时拍击肺所致。表现为出现在较长呼气末端之后，与心跳同步的低频小潮气量呼吸曲线。

异常CO2波形分析

b:下降支坡度变大，提示吸入流速减慢，见于限制性通气功能障碍或吸气活瓣失灵。

异常CO2波形分析

c:冰山样曲线，多见于肌松药作用消失，自主呼吸恢复初期，自主呼吸频率低，峰相呈不连贯状，有如冰山消融。

异常CO2波形分析

d:冲洗样曲线，为呼吸管道回路与气管导管接头脱落。

异常CO2波形分析

1、调节呼吸机参数和指导呼吸机的撤除：全麻期间或呼吸功能不全使用呼吸机时，可参考PETCO2来调节潮气量和频率，以保证正常通气量，避免发生通气不足和过度，造成高或低碳酸血症；选择最佳PEEP值，一般来说使PETCO2值最小的PEEP为最佳PEEP值；PETCO2为连续无创监测，可作为做SBT时观察指标之一。2、及时发现呼吸机或麻醉机的机械故障：气管导管接头脱落，PETCO2立即下降至零；呼气活瓣失灵钠石灰失效时，PETCO2升高。回路漏气，导管扭曲、活瓣失灵以及其他机械故障时，二氧化碳波形及数据也发生相应改变，同时可伴有气道压力变化。这时只要能及时发现问题并加以排除就可转危为安。呼气末二氧化碳监测的临床应用及意义

3、证实气管导管的位置及通畅程度：目前公认证明气管导管在气管内的正确方法有三种：①、肯定看到导管在声门内。②、看到PETCO2的图形。③、利用纤维支气管镜技术，这是判断导管位置的“金标准”，但使用不便。PETCO2对于判断导管位置迅速，直观，非常敏感。气管导管插入气道，呼吸1次，即能检出CO2，如果误入食管，则看不到CO2波形。单靠听诊有时很难确定，特别是对肥胖、肺气肿的病人有重要价值。另外，如果气管导管部分阻塞，PETCO2和气道压力均升高。4、早期诊断肺栓塞：空气、羊水、脂肪或血栓栓塞时，PETCO2骤降，且出现在循环系统有变化之前。

呼气末二氧化碳监测的临床应用及意义

5、监测循环功能：休克，心跳骤停及肺梗塞，肺血流减少或停止，PETCO2迅速下降或波形消失。PETCO2作为复苏急救时心前区挤压是否有效的重要的无创监测指标，而且可用来判断预后，如PETCO2＞1.33KPa，则复苏成功率高。6、监测体内CO2产量的变化：恶性高热、甲亢危象、静滴NaHCO3过多过快时，血中CO2浓度可显著升高，PETCO2增加。7、非气管插管病人监测：通过将导管置于鼻腔或面罩内测量，可了解通气功能和频率，用于高位硬膜外麻醉病人及重危病人的监测，有利于观察病情变化。文献报道经鼻采样PaCO2与PETCO2显著相关。因此，经鼻采样的PETCO2是一种操作简便、连续、无创和反映迅速的定量呼吸监测方法。呼气末二氧化碳监测的临床应用及意义

在通气/血流比例（V/Q）正常时，PETCO2通常较PaCO2低2～5mmHg。当PETCO2与PaCO2差值增大时，其敏感性和特异性下降。呼吸因素和循环因素：Pa-ETCO2大小主要由死腔量（VD/VT）和肺内分流（Qs/Qt）来决定，其中VD/VT=0.1时，对Pa-ETCO2的影响为17-21%，Qs/Qt=0.3时，影响可达50-58%，此时，PETCO2不能反映PaCO2。具体包括：①部分肺泡通气不足：支气管哮喘、慢支、阻塞性肺气肿、肺不张以及肺水肿等引起的气道阻塞，均可使部分肺泡通气明显减少，V/Q显著降低，功能性分流明显增加。PETCO2降低，Pa-ETCO2增大。俯卧位或侧卧位时，也可因V/Q改变而影响Pa-ETCO2。②部分肺泡血流不足：肺动脉栓塞、弥散性血管内凝血、肺动脉炎、严重低血容量等，都可使部分肺泡血流减少，V/Q显著大于正常，死腔样通气增多，PETCO2降低，Pa-ETCO2增大。③呼吸频率：如呼吸频率太快，呼出气体不能在吸气前完全排出，同时CO2监测仪不能及时反应，均可产生误差。影响Pa-ETCO2的因素

年龄：随着年龄增大，肺泡死腔量增多，PETCO2降低，Pa-ETCO2增加；孕妇在妊娠后期，肺血流量相对增加，肺泡死腔量减少，PETCO2降低，Pa-ETCO2减少。碳酸酐酶抑制剂：如乙酰唑胺等碳酸酐酶抑制剂，可使肺泡上皮细胞和血液中的HCO3-转变成CO2延迟，导致PETCO2降低，Pa-ETCO2增大。影响Pa-ETCO2的因素

临床实践中，我们监测的群体更多是存在心肺等器官功能障碍的病人，病理状态下，由于通气/血流比例（V/Q）失调，PETCO2与PaCO2之差(ADCO2)增大，PETCO2敏感性和特异性下降。那么如何评估其在实际应用中的价值呢在一项对EICU患者的研究中，发现无心肺疾病组的患者,通气/灌流(V/Q)基本正常，PaCO2

及PETCO2

差值<5mmHg,PaCO2

与PETCO2

有显著的相关性。PETCO2连续监测,可以大大减少抽取动脉血气的次数,不仅可以节省人力、物力,而且可减少患者的痛苦。心肺功能严重不全组的患者,如急性左心衰、尿毒症晚期、心肺复苏后等,其肺组织及心脏都有显著病理性改变。该组患者PaCO2

与PETCO2无相关性,考虑主要是V/Q失衡所致。因此,对这类患者,要定时检测血气,才能全面了解病情变化。一项对COPD患者的研究表明，PETCO2是判断PaCO2有效的无创性指标。COPD组和正常组受试者的PETCO2均与PaCO2显著相关(r=0.716和0.580，p<0.01和p<0.05)。COPD组ADCO2显著增高(14.5±2.2mmHg)，在排除血流动力学时的影响后，ADCO2

的增高与患者气流阻塞程度及肺气肿严重程度显著相关，ADCO2

越高，COPD患者气流阻塞越严重，肺气肿程度也更重。临床研究证实，PETCO2监测是目前有重要价值的监测方法，对判断病情有现实意义。该方法有许多的优点:①监测病人自主呼吸时经鼻导管采样测定的PETCO2，基本不受鼻咽部死腔气体的存在而影响其