潮氣末二氧化碳分壓在心肺復蘇中應用的研究進展

鳳爾穩(wěn)，倪 莎，李光輝，舒李焱，凌進華，謝衛(wèi)星，朱冠能，聶玉玲

安徽省黃山市人民醫(yī)院急救中心，安徽黃山 245000

心肺復蘇(cardiopulmonary resuscitation，CPR)是目前急診醫(yī)學領域研究的重大課題之一。為了規(guī)范危重癥及心跳呼吸驟?；颊叩木戎?，2010年出臺了2010美國心臟協(xié)會心肺復蘇和心血管急救指南(2010心肺復蘇指南)［1］。該指南為爭取危重癥患者和心肺復蘇患者的搶救時機和后續(xù)治療提供了科學的理論依據(jù)。在心肺復蘇過程中，潮氣末二氧化碳分壓(end-tidal carbon dioxide partial pressure，PetCO2)可用于判斷氣管導管的位置及是否通暢，反映患者的循環(huán)、代謝狀態(tài)，判斷呼吸機、麻醉機的故障，是評價心肺復蘇效果和預后的無創(chuàng)監(jiān)測手段。本文就PetCO2監(jiān)測在心肺復蘇過程中應用的研究進展綜述如下。

1 CO2生理代謝和PetCO2影響因素

CO2是氧化代謝的終產(chǎn)物，體內存儲量非常巨大，約120 L，主要以碳酸氫鹽形式存在于脂肪及骨骼中，成人血中約有CO22 700 ml，肺泡氣中約含CO2150 ml。CO2排出量不能直接反映CO2產(chǎn)量，前者是指通過呼吸排出的CO2量，后者是指代謝活動產(chǎn)生的CO2量。單純呼吸運動增強，過度通氣時CO2排出量增加，肺泡和血中二氧化碳分壓(PCO2)下降，而CO2產(chǎn)量穩(wěn)定，脂肪和骨骼中CO2含量并無明顯改變。窒息、心臟驟停時，CO2排出量明顯下降，組織中的CO2含量明顯增加，CO2產(chǎn)量無明顯增加，窒息的危害主要是缺氧而非高CO2。健康人肺臟有良好的代償能力，單純代謝增加不會導致CO2潴留。肺泡通氣量明顯下降時，肺泡氣體中的PCO2和動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)升高［2］。

正常呼吸狀態(tài)下，早期呼出氣體為解剖死腔內氣體，PCO2幾乎為零，隨后呼出氣體混有肺泡氣，PCO2迅速升高。平臺期呼出氣體主要為肺泡氣，平臺期終點的 PCO2即為PetCO2。正常情況下，Pet-CO2為35 ～40 mmHg，PetCO2相當于 PaCO2，由于肺內靜脈分流，PaCO2略高于PetCO2，二者相差5～10 mmHg。PetCO2升高的主要因素包括生理死腔與潮氣量比(VD/VT)增加［3］，常見病因如肺不張、肺實變、肺水腫、呼吸機設置不當、呼吸中樞抑制等;代謝率增加，如發(fā)熱、甲狀腺功能亢進、情緒激動、膿毒癥等。PetCO2降低的因素包括低溫、甲狀腺功能減低、心源性休克或低血容量休克肺血流明顯減少等;心臟驟停和嚴重肺栓塞時，PetCO2可降至零［4］。

2 PetCO2監(jiān)測原理

連續(xù)PetCO2監(jiān)測裝置是以紅外線吸收光譜物理原理設計而成。呼吸氣體經(jīng)過紅外線傳感器時，紅外線光束透過氣體樣本，紅外線檢測裝置測定紅外線光束量，CO2能吸收特定波長(4.3 μm)的紅外線，光束量衰減，經(jīng)由電子測量系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)，以數(shù)字和波形方式顯示PetCO2監(jiān)測數(shù)據(jù)。紅外線CO2監(jiān)測裝置分析反應時間＜300 ms，可比較準確測定呼吸周期PetCO2的變化［5］。目前床旁多功能監(jiān)測儀多有連續(xù)監(jiān)測PetCO2的組件。生理狀態(tài)下，組織代謝產(chǎn)生CO2，經(jīng)毛細血管、靜脈運輸?shù)椒?，CO2彌散能力非常強，可快速透過肺毛細血管進入肺泡內，正常情況下PetCO2近似于PaCO2［6］。

3 PetCO2監(jiān)測在心肺復蘇中的應用

3.1 評價心肺復蘇效果和預后 由于心臟驟停時肺血流減少，PetCO2驟減至零，而有效的心肺復蘇術產(chǎn)生全身血流，組織代謝產(chǎn)生的CO2輸送至肺部，才能檢測出PetCO2，在循環(huán)、通氣穩(wěn)定的情況下，心排出量與PetCO2有很好的相關性。2010心肺復蘇指南［1］認為，PetCO2是心肺復蘇過程中能夠評價心肺復蘇效果和預后的無創(chuàng)監(jiān)測手段，并推薦使用生理學參數(shù)PetCO2值監(jiān)測和優(yōu)化心肺復蘇質量。Arena等［7］報告，PetCO2與冠狀動脈灌注壓、心排出量關系十分密切。陳運杰等［8］證明，心肺復蘇過程中PetCO2的監(jiān)測對復蘇成功以及預后有預測作用。?？巳氐龋?］對60例心跳驟停大鼠在心肺復蘇過程中的研究顯示，PetCO2監(jiān)測對復蘇預后有預測作用。王勇等［10］證實，心肺復蘇成功組在心肺復蘇過程中PetCO2值呈逐漸上升趨勢，而心肺復蘇失敗組在心肺復蘇過程中PetCO2值在開始復蘇時(約2～5 min)略有上升，之后呈進行性下降。陳旭巖等［11］對25例患者進行心肺復蘇時應用PetCO2監(jiān)測結果顯示，PetCO2水平與心跳驟?；颊咝姆螐吞K的預后相關，標準高級生命支持后20 min PetCO2水平不超過10 mmHg，提示救助者停止進一步復蘇努力。師瑞等［12］報道，經(jīng)過20 min的復蘇，PetCO2值＞14.4 mmHg可預測復蘇成功，其敏感性、準確性、陽性率均達到100%。初始、平均、最終和最大Pet-CO2值＜10 mmHg的患者全部復蘇失敗，這可作為心肺復蘇的兩個復蘇截止點，避免了超長、無謂的救治。

3.2 指導通氣治療 當心肺復蘇成功、自主循環(huán)恢復后，大多數(shù)患者需要建立人工氣道機械通氣支持。2010心肺復蘇指南［1］建議，在機械通氣初期給予10～12次/min的通氣，6～8 ml/min的潮氣量，然后逐漸調整頻率和潮氣量直至PetCO2達到30～40 mmHg，這可作為患者通氣情況和呼吸機參數(shù)調節(jié)的一個參考指標，具有無創(chuàng)、連續(xù)、簡便的優(yōu)點。黃玲等［13］報道，PetCO2監(jiān)測在全麻術后呼吸管理中用于呼吸管理、監(jiān)測通氣功能并能反映PaCO2，能迅速發(fā)現(xiàn)并及時處理異常情況。張小平等［14］通過對40例成年顱內手術控制性過度通氣研究證明，Pet-CO2是反映PaCO2的可靠指標。江蘇省無錫市人民醫(yī)院重癥監(jiān)護室2007年12月至2009年12月對60例行機械通氣的危重患者進行PetCO2監(jiān)測，證實不僅能監(jiān)測通氣功能，還可以監(jiān)測肺循環(huán)功能［15］。陳宇清等［16］報道，44例接受機械通氣的急性呼吸衰竭患者PetCO2與PaCO2呈相關性。但周明等［17］報道，存在肺通氣血流(V/Q)比例失衡的患者，其PetCO2不能準確反映PaCO2，在機械通氣中仍需定期復查PaCO2才能全面了解病情的變化。V/Q比例沒有明顯的失衡，呼出CO2與血液內CO2比較平衡，呼出PaCO2≈血液內PaCO2，可作為了解動態(tài)通氣變化的一個理想指標。2011年1月至8月解放軍總醫(yī)院對80例行機器人心臟手術的患者進行PetCO2與PaCO2的相關性研究表明，在單肺通氣(one lung ventilation，OLV)，特別是長時間 OLV+CO2氣胸體外循環(huán)下，PetCO2不能準確反映PaCO2，需定期進行血氣分析［18］。

3.3 確定氣管插管的位置 氣管插管被認為是心臟驟停氣道管理的首選方法，但存在未被識別的誤插或移位。Jones等［19］報道，院前急救及轉運過程中未被識別的氣管插管誤插或移位發(fā)生率達6%～25%。氣管插管的誤插或移位直接導致患者死亡或嚴重不可逆的腦損傷。美國心臟協(xié)會2005心肺復蘇指南［20］和2010心肺復蘇指南［1］均強調急救人員即使看到氣管導管通過聲門，并通過臨床評估(如雙肺可聽及呼吸音，患者氧飽合度改善等)確認導管在位，也建議使用PetCO2監(jiān)測氣管插管位置。2010年心肺復蘇指南［1］更強調PetCO2連續(xù)監(jiān)測是確認氣管插管位置是否正確的最可靠方法。單仁飛等［21］報道，PetCO2監(jiān)測氣管插管位置優(yōu)于用聽診法、能自我充氣光源的食管探測法及用帶光源的探針透照法。Silvestri等［22］對20余家急救中心前瞻性觀察153例院前實施氣管插管的患者，其中93例患者連續(xù)監(jiān)測PetCO2，轉至醫(yī)院時其氣管插管位置不當發(fā)生率為0;而60例未連續(xù)監(jiān)測PetCO2，轉至醫(yī)院時其氣管插管位置不當發(fā)生率為23.3%。

近20年來，國內外學者不斷深入研究PetCO2監(jiān)測在心肺復蘇中的應用價值，2010心肺復蘇指南中［1］，反復連續(xù)監(jiān)測PetCO2作為有效、可靠的指標被推薦應用于心肺復蘇全過程，評價心肺復蘇效果和預后，確定氣管插管的位置和是否移位，得到國內外學者的肯定。但對通氣治療的指導，由于存在影響因素，故在實際工作中，還應定時檢測血氣。

［1］Field JM，Hazinski MF，Sayre MR，et al.2010 American Heart Association Guidelines for Cardiopulmonary Resuscitation and E-mergency Cardiovascular Care［J］.Circulation，2010，122(18 Suppl 3):S640-S656.

［2］朱大年.生理學［M］.7版.北京:人民衛(wèi)生出版社，2008:132-163.

［3］劉杰，陳榮昌.生理死腔與潮氣量比率測定的臨床研究進展［J］.國際呼吸雜志，2007，27(20):1588-1592.

［4］吳書銘，蔣紅兵，石莉.呼氣末二氧化碳分壓與動脈二氧化碳分壓關系的研究［J］.中國醫(yī)療設備，2013，28(1):36-37.

［5］張文媛.呼氣末二氧化碳監(jiān)測在心肺復蘇中的應用現(xiàn)狀［J］.臨床護理雜志，2009，8(1):61-63.

［6］任曉旭.呼氣末二氧化碳監(jiān)測在心肺復蘇中的應用價值［J］.中國小兒急救醫(yī)學，2012，19(1):16-18.

［7］Arena R，Myers J，Abella J，et al.The partial pressure of resting end-tidal carbon dioxide predicts major cardiac events in patients with systolic heart failure［J］.Am Heart J，2008，156(5):982-988.

［8］陳運杰，陳運立，林秋萍.潮氣末二氧化碳分壓評價氣管插管時機對心肺復蘇成功率的影響［J］.河北醫(yī)學，2012，18(6):721-723.

［9］?？巳?，劉紅，韓洪偉.潮氣末二氧化碳分壓在心搏驟停大鼠復蘇期的變化［J］.寧夏醫(yī)學雜志，2006，28(9):649-650.

［10］王勇，程立順，孟令毅.呼氣末二氧化碳分壓在心肺復蘇中的應用［J］.中國當代醫(yī)藥，2010，17(32):45-46.

［11］陳旭巖，馮莉莉，劉娟.潮氣末二氧化碳分壓評價心跳驟停患者心肺復蘇的預后［J］.中國急救復蘇與災害醫(yī)學雜志，2007，2(3):132-134.

［12］師瑞，王瑞，王鈞.潮氣末二氧化碳分壓對心肺復蘇結果的指導和預測作用［J］.中華急診醫(yī)學雜志，2011，20(10):1075-1077.

［13］黃玲，黃冰，潘靈輝.PETCO2監(jiān)測在全麻術后呼吸管理的臨床應用［J］.中國臨床藥理學雜志，2003，19(4):314.

［14］張小平，蒲國華，李漢增.持續(xù)呼氣末二氧化碳分壓與動脈二氧化碳分壓相互關系的觀察［J］.中國綜合臨床，2001，17(12):942-943.

［15］王潔，時兢.呼氣末二氧化碳分壓監(jiān)測在機械通氣中的應用［J］.醫(yī)療裝備，2012，25(12):42-43.

［16］陳宇清，趙冰清，周新.呼氣末二氧化碳分壓監(jiān)測在急性呼吸衰竭中的應用［J］.中華急診雜志，2003，12(1):42-44.

［17］周明，周明華，周石連.潮氣末二氧化碳分壓在機械通氣中的應用［J］.中國危重病急救醫(yī)學，2007，19(2):115.

［18］王剛，肖賽松，高長青.機器人心臟手術中呼氣末二氧化碳分壓與動脈二氧化碳分壓的相關性研究［J］.中國體外循環(huán)雜志，2011，9(4):196-200.

［19］Jones JH，Murphy MP，Dickson RL，et al.Emergency physicianverified out-of-hospital intubation:miss rates by paramedics［J］.Acad Emerg Med，2004，11(6):707-709.

［20］ECC Committee，Subcommittees and Task Forces of the American Heart Association.2005 American Heart Association Guidelines for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care［J］.Circulation，2005，112(24 Suppl):IV1-203.

［21］單仁飛，徐穎鶴.監(jiān)測呼出氣二氧化碳對判斷氣管插管位置的意義［J］.中國現(xiàn)代醫(yī)學雜志，2002，12(14):70-72.

［22］Silvestri S，Ralls GA，Krauss B，et al.The effectiveness of out-ofhospital use of continuous end-tidal carbon dioxide monitoring on the rate of unrecognized misplaced intubation within a regional emergency medical services system［J］.Ann Emerg Med，2005，45(5):497-503.