經(jīng)皮二氧化碳監(jiān)測在新生兒的應(yīng)用進(jìn)展

陸素妮　劉秀香

[摘要] 檢索經(jīng)皮二氧化碳（TC-CO2）監(jiān)測在新生兒的應(yīng)用的相關(guān)文獻(xiàn)，探討經(jīng)皮二氧化碳（TC-CO2）監(jiān)測在新生兒的應(yīng)用進(jìn)展。盡管直接測量PaCO2仍然是金標(biāo)準(zhǔn)，但它只提供了一個時間點(diǎn)的測量結(jié)果，而在臨床工作中，PaCO2是在不停變化中的?？紤]到這些問題，臨床需要一種可持續(xù)監(jiān)測PaCO2的手段來避免重復(fù)的血?dú)夥治?。主要方法包括ET-CO2和TC-CO2監(jiān)測，其中TC-CO2廣泛應(yīng)用于機(jī)械通氣、圍手術(shù)期、轉(zhuǎn)運(yùn)、呼吸暫停測試、酸堿狀態(tài)監(jiān)測等方面，其準(zhǔn)確性更高，值得在新生兒相關(guān)臨床工作中進(jìn)一步研究及推廣。經(jīng)皮二氧化碳監(jiān)測在新生兒各種臨床疾病的治療過程中，可以起到很好的監(jiān)測效果，與動脈血?dú)夥治鱿嗷パa(bǔ)充，更好的為臨床工作服務(wù)。

[關(guān)鍵詞] 新生兒；經(jīng)皮；二氧化碳分壓

[中圖分類號] R722 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-0742（2017）08（a）-0191-04

[Abstract] This paper tries to retrieve related literature of transcutaneous carbon dioxide （TC-CO2） monitoring in neonatal applications， to explore the development of transcutaneous carbon dioxide （TC-CO2） monitoring in neonatal applications. Although the direct measurement of PaCO2 is still the golden standard， it only provides a time point for the measurement results， and in clinical work， PaCO2 is constantly changing. Taking these problems into account， a sustainable monitoring of PaCO2 means is in great demand to avoid repeated blood gas analysis. The main methods include ET-CO2 and TC-CO2 monitoring， in which TC-CO2 is widely used in mechanical ventilation， perioperative， transporters， apnea testing， acid and alkali status monitoring， etc.， whose accuracy is higher， and it is worth clinical research and promotion in the newborn related work. Transcutaneous carbon dioxide monitoring in the neonatal treatment of various clinical diseases can play a very good monitoring effect and complement with the arterial blood gas analysis， so it is better for clinical work.

[Key words] Neonate； Transcutaneous； Carbon dioxide

動脈血二氧化碳分壓（partial pressure of carbon dioxide in artery，PaCO2）是一項評價患兒呼吸及循環(huán)功能的重要指標(biāo)，在臨床工作中，異常的PaCO2更多見于新生兒。因為新生兒在治療過程中存在更多可能影響CO2產(chǎn)生和消耗的因素，這些因素可以引起PaCO2的變化，進(jìn)而對新生兒產(chǎn)生不利影響[1]。

1 必要性

動脈血?dú)猓╝rterial blood gas，ABG）分析是國際公認(rèn)的PaCO2測量的金標(biāo)準(zhǔn)，它提供了1次單一的測量結(jié)果，然而PaCO2通常處于一個動態(tài)及快速變化狀態(tài)，為了觀察PaCO2的變化則需要反復(fù)多次的進(jìn)行ABG分析。新生兒不同于嬰幼兒及成人，頻繁的ABG分析不僅會增加貧血及輸血的風(fēng)險，而采血過程中的疼痛刺激所產(chǎn)生的問題及風(fēng)險更為嚴(yán)重。早期的疼痛接觸與特定部分的大腦發(fā)育存在聯(lián)系，過多的皮膚刺激，特別是在出生后的前3周，會明顯減少腦白質(zhì)（WM）和皮層下灰質(zhì)成熟，延遲產(chǎn)后早期身體和頭部的發(fā)育，另外心率、血壓、顱內(nèi)壓急劇增加以及動脈氧飽和度的減少等生理反應(yīng)，可能導(dǎo)致再灌注損傷和靜脈充血，引起神經(jīng)損傷，進(jìn)而導(dǎo)致GMH-IVH和/或PVL[2]。綜上所述，連續(xù)無創(chuàng)PaCO2監(jiān)測對于新生兒來說是至關(guān)重要的。

2 方法和原理

目前常用的可持續(xù)無創(chuàng)監(jiān)測PaCO2的方法包括呼氣末二氧化碳（end-tidal carbon dioxide，ET-CO2）監(jiān)測和經(jīng)皮二氧化碳（transcutaneous carbon dioxide ，TC-CO2）監(jiān)測，其中ET-CO2監(jiān)測多應(yīng)用于氣管插管的患者，如手術(shù)室、NICU、PICU等，其工作原理是從氣道內(nèi)持續(xù)吸出部分氣體作測定，應(yīng)用紅外線光譜技術(shù)，測定CO2濃度，它的優(yōu)點(diǎn)是可以在出現(xiàn)呼吸暫?；驓獾雷枞麜r立即產(chǎn)生相應(yīng)的改變，然而ET-CO2的準(zhǔn)確性則受一些因素影響，如氣道內(nèi)水蒸氣或分泌物、潮氣量大小、采樣位置、機(jī)械通氣類型、先天性心臟病等。而TC-CO2則可以彌補(bǔ)ET-CO2的不足，其原理是通過測量人體皮膚上的CO2，即通過電極對皮膚進(jìn)行局部加熱，引起局部充血，動脈血液供應(yīng)增加，進(jìn)而促進(jìn)CO2擴(kuò)散，最終通過皮膚表面的傳感器得出所需的數(shù)值。目前TC-CO2在新生兒的應(yīng)用均較為廣泛，筆者通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，針對其臨床應(yīng)用及在不同條件下的準(zhǔn)確性及相關(guān)性進(jìn)行了一定的整理。endprint

3 臨床應(yīng)用

3.1 機(jī)械通氣

機(jī)械通氣的新生兒，病情通常較危重，存在呼吸和/或循環(huán)功能障礙，準(zhǔn)確的PaCO2監(jiān)測可以給予呼吸機(jī)的使用提供指導(dǎo)，如機(jī)械通氣（MV）參數(shù)的設(shè)置、拔管時機(jī)的選擇及拔管后再插管等情況，進(jìn)而減少機(jī)械通氣相關(guān)性肺損傷（Ventilator Associated Lung Injury，VALI）的發(fā)生率[3]。

任艷麗[4]等人將185例患兒為研究對象分為4組，即呼吸障礙組、循環(huán)障礙組、呼吸循環(huán)功能正常組及極低出生體重兒組，并在入院時進(jìn)行經(jīng)皮二氧化碳監(jiān)測得出結(jié)果的同時進(jìn)行動脈血?dú)夥治?，并記錄TC-CO2、PaCO2的數(shù)值，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析各組均得出TC-CO2與PaCO2呈正相關(guān)（r>0.75，P<0.05） 。對各組進(jìn)行一致性分析，TC-CO2和PaCO2的差值均接近0，且對于呼吸障礙以及極低出生體重兒具有較高的臨床應(yīng)用價值。馮晉興等人[5]選取31例患兒并配對分析，結(jié)果顯示ET-CO2與PaCO2呈正相關(guān)（r=0.92，P<0.01），但隨著患兒潮氣量減小，呼吸頻率加快，其相關(guān)性逐漸下降，對于伴有嚴(yán)重肺部疾病的患兒，ET-CO2的準(zhǔn)確性，目前仍然存在爭議。綜上所述，TC-CO2監(jiān)測與ET-CO2監(jiān)測相比，可以更精確的反映機(jī)械通氣患兒不同時間的PaCO2水平，尤其對于呼吸衰竭、極低出生體重兒、肺部病變的患兒。

3.2 圍手術(shù)期

圍手術(shù)期PaCO2的監(jiān)測是評估患兒的一項重要指標(biāo)。鑒于ET-CO2與TC-CO2的不同，于穎穎等人[6]研究發(fā)現(xiàn)，PaCO2與ET-CO2及PaCO2與TC-CO2之間均存在良好的相關(guān)性，而TC-CO2較ET-CO2與PaCO2相關(guān)性更強(qiáng)，PaCO2-TC-CO2平均差異也較PaCO2-ET-CO2平均差異小。實驗選取行先天性心臟病矯治術(shù)患兒40例，測量特定時間點(diǎn)的ET-CO2、TC-CO2、PaCO2，并進(jìn)行相關(guān)性分析。研究結(jié)果顯示：PaCO2與ET-CO2、PaCO2與TC-CO2之間均存在良好的相關(guān)性，并且PaCO2與TC-CO2的相關(guān)性更好，根據(jù)Bland-Altman 一致性分析，Pa-ET差異為（4.5±17.2）mmHg；Pa-TC差異為（-5.5±3.4）mmHg。另有研究表明，對于自右向左分流的紫紺型先天性心臟病患兒，其靜脈血自肺循環(huán)進(jìn)入體循環(huán)，引起通氣-血流比例的失調(diào)，引起PaCO2的升高，同時肺血流量減少，使CO2對外彌散減少，最終導(dǎo)致PaCO2的增高和ET-CO2監(jiān)測值的降低，因此對于這一類患兒，ET-CO2監(jiān)測是不可靠的。在于穎穎等人[6]的研究中也顯示，隨著PaCO2的升高，ET-CO2呈先下降再升高的趨勢，而TC-CO2則是呈持續(xù)升高的趨勢。因此針對圍手術(shù)期尤其是先天性心臟病的患兒進(jìn)行監(jiān)測，TC-CO2比ET-CO2更精確，更有利于手術(shù)術(shù)后高碳酸血癥、呼吸抑制的早期干預(yù)[7]。

3.3 轉(zhuǎn)運(yùn)

新生兒的轉(zhuǎn)運(yùn)通常指需要完成特定的檢查或進(jìn)行外科干預(yù)等情況，在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，不僅需要專業(yè)人員的陪同及護(hù)理，還需要一定的設(shè)備來監(jiān)測患兒病情變化，便于及早干預(yù)，尤其是需要機(jī)械通氣的危重患兒[8]。Tingay DG[9]對轉(zhuǎn)運(yùn)中PaCO2、ET-CO2、TC-CO2做了一個對比。研究選取了共26例新生兒，排除5例不能完成3項測試的患兒，共有21例患兒最終通過測試，作者配對比較了PA-TC、PA-ET、TC-ET的差值，結(jié)果顯示PA-TC（Mean-0.13，SD 0.71，P=0.4），PA-ET（Mean 1.04，SD 0.98，P<0.001），TC-ET（Mean-0.07，SD 0.84，P=0.43），其中TC-CO2與PaCO2的值更加接近，且81%誤差在1 kPa以內(nèi)，而ET-CO2僅有48%誤差在1 kPa以內(nèi)。因此作為新生兒轉(zhuǎn)運(yùn)途中PaCO2的持續(xù)監(jiān)測，應(yīng)當(dāng)首選TC-CO2。

3.4 呼吸暫停測試

創(chuàng)傷或缺血后腦損傷的患兒會導(dǎo)致不可逆性的通氣功能障礙，出現(xiàn)呼吸暫停，因呼吸暫停時沒有通氣功能，進(jìn)而ABG會表現(xiàn)為PaCO2≥60 mmHg[10]。但是PaCO2是處于不斷變化的過程中，怎么樣才能確定這一時間段呢，當(dāng)然頻繁ABG分析是可以實現(xiàn)并借此發(fā)現(xiàn)潛在高碳酸血癥或低氧血癥，但其需要長時間的等待和反復(fù)的采血。有人針對這一問題做了一項研究[11]，選取部分患兒，采用TC-CO2持續(xù)監(jiān)測來幫助完成呼吸暫停測試。每個患兒進(jìn)行并記錄2次呼吸暫停測試。在前2個患兒，當(dāng)TC-CO2超過60 mmHg時，同一時間采集一個ABG，在這4個呼吸暫停測試中顯示PaCO2<60 mmHg。而后續(xù)的患兒，當(dāng)TC-CO2超過70 mmHg時，各采集一個ABG，大部分結(jié)果顯示PaCO2>60 mmHg，其中有一例顯示PaCO2等于60 mmHg。TC-CO2與PaCO2的差異為2～11 mmHg，（5.8±2.7）mmHg。而當(dāng)TC-CO2超過80 mmHg時，ABG所得的PaCO2均≥60 mmHg，差異為2～8 mmHg，（5.4±1.9）mmHg。結(jié)合上述研究，在呼吸暫停測試中，TC-CO2可以起到重要的作用，可以用于確定ABG的采集時間。

3.5 監(jiān)測酸堿狀態(tài)

盡管大多醫(yī)生將TC-CO2作為一種無創(chuàng)監(jiān)測呼吸功能的手段，但考慮到PaCO2與pH值及碳酸氫根離子的關(guān)系， McBride ME[12]做了一項研究，選取30例發(fā)生代謝性酸中毒的患兒，其中有2例患兒因組織灌注不足無法進(jìn)行TC-CO2監(jiān)測，而剩余的28例患兒，在代謝性酸中毒的糾正過程中，可以發(fā)現(xiàn)TC-CO2值逐漸增加。使用方程：PaCO2=（1.5×血清碳酸氫）+8，然后分析計算所得碳酸氫值及實際血清碳酸氫值的差異，即（1.5±1.2）mmol/L，其中74.4%的差異在2 mmol/L以內(nèi)，而95.0%的差異在5 mmol/L以內(nèi)。進(jìn)一步行線性回歸分析發(fā)現(xiàn)，計算所得與實際血清碳酸氫根離子值顯示斜率為0.95，r2為0.88。通過這一線性回歸分析顯示，我們可以通過TC-CO2來計算血清碳酸氫根離子等數(shù)值：血清碳酸氫根離子=0.61×（TC-CO2-3.9）。盡管ABG是必不可少的，但通過TC-CO2監(jiān)測，可以在很大程度上反應(yīng)血清碳酸氫根離子水平，減少ABG分析次數(shù)，為臨床治療提供幫助。endprint

4 影響因素與注意事項

盡管TC-CO2與PaCO2存在良好的相關(guān)性，但在新生兒重癥監(jiān)護(hù)室的實際工作中，存在一些因素如皮膚水腫或血流動力學(xué)不穩(wěn)定、亦或是設(shè)備本身技術(shù)上的限制均有可能對結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。電極溫度的設(shè)定是目前較為明確的影響因素。Katsuya Hirata， MD等人[13]選取26例早產(chǎn)兒為研究對象，分別使用不同溫度的電極（38℃、39℃、40℃、42℃）進(jìn)行測量，結(jié)果顯示，隨著溫度的改變，TC-CO2與PaCO2的差異也在發(fā)生改變，當(dāng)電極溫度處于42℃時，TC-CO2的準(zhǔn)確性最高。然而隨著溫度的升高，皮膚損傷的風(fēng)險亦隨之增高，盡管該文中未發(fā)現(xiàn)明顯明顯皮膚損傷，但該研究仍然認(rèn)為，考慮到早產(chǎn)兒皮膚薄弱，易發(fā)生皮膚損傷的特點(diǎn)，建議使用較低的電極溫度即38℃來進(jìn)行監(jiān)測，盡管不是最佳溫度，但其差異在6 mmHg左右，在盡量保證皮膚安全的前提下，經(jīng)過校正以后的結(jié)果是可以接受的。

在使用的過程中，為了保證安全、準(zhǔn)確的監(jiān)測結(jié)果，應(yīng)該嚴(yán)格要求，首先為了保證準(zhǔn)確性，應(yīng)當(dāng)將電極與外界隔離，涂抹凝膠的同時，緊密與皮膚相貼合；其次由于傳感器需要放置10～15 min后并經(jīng)過儀器校準(zhǔn)的測量結(jié)果才有意義；另外對于新生兒尤其是早產(chǎn)兒，長時間監(jiān)測容易引起局部皮膚燒傷、壓力性壞死等皮膚損傷，因此必須每2 h改變電極放置部位，以避免發(fā)生不必要的皮膚損傷[14]。

5 小結(jié)

在新生兒的治療過程中，監(jiān)測PaCO2的變化是十分重要的。相對于ABG分析，盡管TC-CO2與ET-CO2監(jiān)測技術(shù)均可以達(dá)到持續(xù)監(jiān)測的效果，但通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)研究，可以發(fā)現(xiàn)，對于機(jī)械通氣的患兒、圍手術(shù)期的患兒尤其是自右向左分流的紫紺型先天性心臟病患兒、需要轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)行檢查或外科干預(yù)的危重患兒，TC-CO2的精確性更高，應(yīng)當(dāng)作為首選；另外在呼吸暫停測試、監(jiān)測酸堿平衡方面，TC-CO2也可以為臨床工作提供一定的幫助。

綜上所述， TC-CO2監(jiān)測與ABG分析可以相互補(bǔ)充，更好的為新生兒相關(guān)的臨床工作服務(wù)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] Brigitte Lemyre，Megan Sample. Minimizing blood loss and the need for transfusions in very premature infants[J].Paediatr Child Health，2015，20（8）： 451-456.

[2] Early repetitive pain in preterm infants in relation to the developing brain[J].Pain Manag，2014，4（1）：57-67.

[3] Bronchopulmonary Dysplasia： Chronic Lung Disease of Infancy and Long-Term Pulmonary Outcomes[J].J Clin Med， 2017，6（1）： 4.

[4] 任艷麗，楊長儀，陳涵強(qiáng)，等.經(jīng)皮二氧化碳分壓及氧分壓監(jiān)測在新生兒重癥監(jiān)護(hù)病房的應(yīng)用價值探討[J].中國新生兒科雜志，2015（2）：98-103.

[5] 馮晉興，劉曉紅，黃惠君，等.新生兒機(jī)械通氣時呼氣末二氧化碳分壓與動脈血二氧化碳分壓相關(guān)性分析[J].中國當(dāng)代兒科雜志，2014，16（5）：465-468.

[6] 于穎穎，劉存明. 經(jīng)皮二氧化碳分壓監(jiān)測在兒童先天性心臟病手術(shù)中的應(yīng)用[J]. 江蘇醫(yī)藥，2013，39（11）：1309-1311.

[7] Lagow EE.Incidence and severity of respiratory insufficiency detected by transcutaneous carbon dioxide monitoring after cardiac surgery and intensive care unit discharge[J].Proc （Bayl Univ Med Cent），2013，26（4）： 373-375.

[8] Schmlzer GM， O'Reilly M， Cheung PY.Noninvasive Monitoring during Interhospital Transport of Newborn Infants[J].Crit Care Res Pract，2013，2013（1）：632474.

[9] Tingay DG， Stewart MJ， Morley CJ. Monitoring of end tidal carbon dioxide and transcutaneous carbon dioxide during neonatal transport[J].Arch Dis ChildFetal Neonatal Ed.2005，90（6）：523-526.

[10] Nakagawa TA， Ashwal S， Mathur M，et al.Guidelines for the determination of brain death in infants and children： an update of the 1987 task force recommendations-executive summary[J]. Ann Neurol，2012，71（4）：573-585.

[11] Tobias JD. Transcutaneous carbon dioxide measurement during apnea testing in pediatric patients[J].Journal of Intensive Care Medicine，2001，16（2）：76-78.

[12] McBride ME， Berkenbosch JW， Tobias JD. Transcutaneous carbon dioxide monitoring during diabetic ketoacidosis in children and adolescents[J]. Paediatr Anaesth，2004，14（2）：167-171.

[13] Hirata K，Nishihara M，Oshima Y，et al.Application of Transcutaneous Carbon Dioxide Tension Monitoring with Low Electrode Temperatures in Premature Infants in the Early Postnatal Period[J]. Am J Perinatol， 2014，31（5）：435-40.

[14] 陳許， 程銳. 無創(chuàng)經(jīng)皮監(jiān)測氧氣和二氧化碳在新生兒的應(yīng)用 [J].國際兒科學(xué)雜志，2016，43（10）：815-819.

（收稿日期：2017-05-08）endprint