Что такое капнография в медицине

Общая информация

Проект «Больница на дому»

Нейрореанимация ЛРЦ Росздрава

Обмен опытом

Наши проекты:

Капнография

Авторы не считают себя непревзойденными специалистами в области мониторинга, но практическая надобность заставила разобраться в этом вопросе. Собранные из разных источников данные пропущены в значительной мере через «горнило» практической деятельности и срочно превращены в печатное слово, дабы донести до коллег восторг от полученных знаний.

Капнометрия и капнография: «изгои» реанимационного мониторинга
Царенко С.В., Вахницкая В.В., Белова Н.В., Давыдова Л.А.
НИИ скорой помощи им. Н.В.Склифосовского, факультет фундаментальной медицины МГУ им. М.В.Ломоносова

Вступление
По не всегда очевидным причинам практика реаниматологии демонстрирует приверженность врачей одним методам обследования больных при отрицании других, не менее информативных и полезных. Ярким примером является тщательный контроль уровня калия в плазме крови при практически полном невнимании к уровню натрия. Другим примером служит обилие информации о поступлении, транспорте, утилизации кислорода при любом критическом состоянии и отсутствие таковой в отношении двуокиси углерода, обычно называемой углекислотой (СО₂). Одним из объяснений описанной тенденциозности практикующих врачей является недостаточная информированность о значении измерения уровня натрия и напряжения углекислоты при выработке плана лечебных мероприятий. Настоящая работа призвана, в некоторой мере, заполнить этот информационный пробел, и посвящена использованию различных методов капнометрии и капнографии в практике интенсивной терапии.

Клиническая физиология обмена углекислоты
Двуокись углерода представляет собой один из двух основных конечных метаболитов организма (второй – вода) и может находиться в тканях в трех состояниях: свободном, связанном с белком и в виде карбонатиона (HCO₃-). Во всех этих состояниях СО₂ распределяется между тремя компартментами: быстрым, включающим сосудистое русло и хорошо кровоснабжаемые органы, промежуточным, основу которого составляют мышцы и медленным, состоящим из костной и жировой тканей. Постоянный обмен между этими пространствами позволяет поддерживать в них одинаковую концентрацию двуокиси углерода. В быстром компартменте концентрация СО₂ весьма изменчива, а в медленном – наиболее инертна. Содержание двуокиси углерода в быстром компартменте в основном зависит от функционирования системы внешнего дыхания и обратно пропорционально минутному объему вентиляции. Содержание углекислоты в промежуточном и медленом компартментах зависит от скорости ее продукции и «вымывания» в кровоток.

С точки зрения реаниматолога, практическое значение имеют три аспекта обмена двуокиси углерода в человеческом организме:
1. Напряжение СО₂ как отражение эффективности вентиляции
2. Участие СО₂ в регуляции кислотно-основного состояния в качестве одного из основных буферов
3. Влияние СО₂ на тонус сосудов, в большей степени – церебральных (гипокапния обладает вазоконстрикторным действием, гиперкапния – вазодилататорным).

Методы мониторинга двуокиси углерода и их клиническое значение
Для принятия клинических решений наиболее информативной является оценка напряжения СО₂ в плазме крови. Чаще всего эта оценка является дискретной, поскольку требует забора порций крови с последующей обработкой в газоанализаторе. В последнее время созданы специальные датчики, позволяющие непрерывно измерять величину СО₂ в крови. Однако стоимость датчиков настолько высока, что мы не будем подробно их рассматривать.

Для ориентировочной оценки парциального давления СО₂ в артериальной крови (p_аСО₂) используют либо измерение концентрации углекислого га-за в конечно-выдыхаемых (end-tidal) порциях альвеолярного воздуха (p_ЕТСО₂), либо измерение напряжения СО₂ в тканях.

При исследовании концентрации углекислого газа в конечно-выдыхаемых порциях альвеолярного воздуха в клинической практике используют два подхода: измерение величины СО₂ (капнометрию) и графическое изображение изменений этой величины (капнографию). Поскольку для адекватной оценки величины СО₂ необходим графический анализ, то в настоящее время капнометры без графиков считаются морально устаревшими и неточными. Однако с дидактической точки зрения мы рассмотрим сначала капнометрию, а затем капнографию.

Измерение величины СО₂ в выдыхаемом воздухе (капнометрия)
Напряжение углекислого газа в конечной порции выдыхаемого воздуха наиболее соответствует p_аСО₂ при условии равномерной вентиляции альвеол, ненарушенных вентиляционно-перфузионных отношений, стабильном состоянии сердечно-сосудистой системы, стабильной температуре тела. В норме p_ЕТСО₂ на 1-3 мм рт. ст. ниже, чем p_аСО₂.

Капнометрия может быть основана на абсорбции инфракрасного излучения молекулами СО₂ или на масс-спектрометрии (Stock M.C., 1995). Второй способ – точнее, но дороже, поэтому в практической деятельности при-меняется редко.

Капнометры, работающие на принципах инфракрасного оптического анализа, широко распространены в мировой медицинской практике. Они могут иметь два способа отбора проб дыхательной смеси: непосредственно в дыхательном потоке (основной поток, mainstream analysis) и вне дыхательно-го потока с непрерывным отбором пробы газа (боковой поток, sidestream analysis).

Капнометрия в боковом потоке Рис. 2. Капнометрия в боковом потоке (sidestream analysis).
Капнометры бокового потока (рис. 2) через узкую трубку всасывают часть выдыхаемого воздуха как из дыхательного контура путем использования Т-образного переходника, так и из носовых ходов пациента. Внутри прибора находится камера для сбора анализируемого газа, источник инфракрасного излучения и сенсор, измеряющий абсорбцию излучения углекислым газом.

Достоинством капнометрии бокового потока является ее дешевизна и возможность контроля СО₂ у неинтубированных пациентов. Имеется и немало недостатков:
• из-за узости отверстия трубки забора воздуха возможна ее обтурация бронхиальным секретом, особенно при использовании у пациентов с трахеобронхитом и пневмонией;
• для получения достоверного результата пробу газа необходимо освободить от водяных паров, а используемые для этого встроенные фильтры и ловушки недостаточно эффективны;
• высокая скорость забора пробы (150 мл/мин) и значительный размер приводящих магистралей ограничивает использование методики у новорожденных и детей;
• возможно попадание мокроты в магистраль прибора с ее блокированием, так как забор воздуха производится через отверстие в дыхательном контуре. Для предупреждения этого необходим строгий контроль над положением адаптера капнографа, который должен находиться всегда выше интубационной трубки, что не всегда возможно при транспортировке больного или в экстренной ситуации;
• для корректной оценки p_ЕТСО₂ необходима некоторая длительность дыхательного цикла, поэтому при тахипноэ возможно усреднение капнограммы и артефактное снижение показателя;
• капнограмма, полученная при использовании метода бокового потока, является отсроченной из-за транспортной задержки – времени, которое требуется на аспирацию газа из дыхательного контура в камеру анализатора (Breen P.H. et al., 1992; 1994).

Использование в капнометрах основного и бокового потока довольно широкого спектра инфракрасного излучения приводит к снижению специфичности получаемых показателей: излучение поглощается не только СО₂, но и N₂O, а также некоторыми анестетиками, что может искажать истинную величину p_ЕТСО₂. Для устранения этого недостатка используют программную или аппаратную коррекцию, которая далека от совершенства. Еще одним недостатком капнометрии бокового и основного потока является риск микробной контаминации аппаратуры и, в последующем, дыхательных путей больного.

Микропотоковая капнометрия
Основным достоинством микропотоковых капнометров является их специфичность, которая обеспечивается использованием нерассеивающегося инфракрасного микролуча с узким спектром, настроенного исключительно на поглощение спектра СО₂. Этот луч генерируется миниатюрным лазерным монохроматическим излучателем, величина измерительной камеры которого составляет 15 мкм3. Благодаря маленькой измерительной камере разработчикам метода удалось снизить скорость забора проб до 50 мл/мин при сохраненной точности измерения. Столь низкие скорости забора делают более надежной работу капнографа при использовании его у неинтубированных пациентов, а также у пациентов с небольшими дыхательными потоками: у детей и новорожденных. С этой целью разработаны специальные носовые канюли (рис. 3), Стабильность создаваемого инфракрасного излучения настолько высока, что, в отличие от капнографов других моделей, калибровки аппарата в процессе эксплуатации не требуется.

Для предупреждения конденсации влаги, секретов дыхательных путей и микробной контаминации в микропотоковых капнометрах используют специальные адаптеры. Забор газа в microstream-адаптерах производится через несколько микропортов, имеющих гидрофобное покрытие, расположенных по периметру адаптера и ориентированных в различных направлениях. Благодаря такой конструкции забор воздуха производится не из края воздушного потока, а из его середины, что позволяет минимизировать аспирацию секрета. Кроме того, забор проб становится менее зависимым от положения пациента и ориентации адаптера.

Благодаря использованию влагопроницаемой трубки для забора проб значительно уменьшается поступление воды и микроорганизмов в камеру датчика. Микропоры в трубке позволяют влаге выходить из забранной порции газа, пока она проходит по трубке. Поступление влаги и бактерий снижается также благодаря тому, что на входе в прибор расположены субмикронные фильтры. Небольшой внутренний диаметр линии забора (всего 1 мм) сохраняет поток газа по магистрали ламинарным даже при очень высокой частоте дыхания, что делает капнограмму информативной при использовании у маленьких детей и выраженной дыхательной недостаточности.

Один из современных портативных капнографов (Microcap, Oridion Medical) Рис. 4. Один из современных портативных капнографов (Microcap, Oridion Medical).
Низкопотоковый забор проб и маломощные датчики позволили значительно уменьшить размеры батарей капнографа и реже заменять их. В результате микропотоковые капнографы – приборы миниатюрные (рис. 5) и вместе с тем мощные, компактные и многофункциональные. Размер и масса приборов соответствуют мобильному устройству связи, используемому современными секьюрити. Описанные свойства и габариты прибора делают его настоящим «телохранителем» врача и его пациентов, существенно расширяя сферу применения капнометрии в реанимационных отделениях, так и в амбулаторной и практике экстренной медицины. Подчеркнем еще раз, что микропотоковая капнометрия – это не просто очередная модификация метода, а революционное улучшение методики!
Клиническое значение капнометрии выдыхаемого воздуха,

Величина p_ЕТСО₂ принципиально зависит от трех факторов: уровня СО₂ в крови, возможности поступления углекислоты из крови в альвеолы, наличию СО₂ в выдыхаемом воздухе.

При отсутствии значительных изменений вентиляционно-перфузионных отношений измерение p_ЕТСО₂ представляет собой неинвазивный способ мониторинга парциального напряжения СО₂ в артериальной крови (p_аСО₂) у пациентов без паренхиматозных заболеваний легких (Morley T.F. et al., 1993). В норме имеется градиент между p_аСО₂ и p_ЕТСО₂ (Δp_a-ЕТСО₂), который составляет 2-5 мм рт. ст. (Nunn J.F., Hill D.W., 1960; Bhavani Shankar K. et al., 1992). При ухудшении сопряжения вентиляции и перфузии возможности для поступления СО₂ из крови в альвеолярный воздух уменьшаются, что приводит к снижению p_ЕТСО₂ и росту Δp_a-ЕТСО₂. Крайне редко можно отметить уменьшение градиента между p_аСО₂ и p_ЕТСО₂ до нуля или даже до отрицательных величин: (-2) – (-3) см вод. ст. Такая ситуация наблюдается в том случае, если у больного имеются выраженные нарушения проходимости различных участков трахео-бронхиального дерева. Если последними поступают порции воздуха из плохо вентилируемых альвеол, то напряжение СО₂ в них может быть больше среднего p_аCО₂. Напряжение СО₂ в выдыхаемом воздухе резко снижается при апноэ, остановке кровообращения и расположении интубационной трубки вне дыхательных путей.

Практическое значение капнометрии наиболее демонстративно в следующих клинических ситуациях.
•Оценка адекватности спонтанного дыхания
С помощью капнометрии можно оценить степень восстановления спонтанного дыхания при выходе больных из наркоза. У неинтубированных больных в отделении реанимации и при проведении региональной анестезии мониторинг СО₂ через носовые адаптеры может быть использован для диагностики апноэ (Brampton W.J. et al., 1990; Lenz G. et al., 1991). Величина р_ЕТСО₂, отражает p_аСО₂ даже в том случае, если через канюлю подается кислород. Это особенно полезно при одновременном проведении оксигенотерапии у пациентов с дыхательной недостаточностью (Bowe E.A. et al., 1989; Roy J. et al., 1991).
•Отлучение от механической вентиляции
Капнометрия является методом неинвазивного мониторинга адекватности отлучения больных от ИВЛ (Carlon G.C. et al., 1988; Anderson C.T., Breen P.H., 2000). Согласно данным Healey C.J. et al. (1987), Saura P. et al. (1996) динамика p_ЕТСО₂ соответствовала изменениям p_аСО₂ до и после прекращения вспомогательной ИВЛ.
•Подбор параметров высокочастотной ИВЛ
Капнометрия может быть использована для подбора параметров высокочастотной вентиляции. Для этого измерение p_ЕТСО₂ производится во время единичного выдоха с большим дыхательным объемом путем кратковременного прерывания высокочастотной вентиляции (Mason C.J., 1986).
•Контроль целостности контура дыхательного аппарата
При проведении анестезии всегда возможна утечка газовой смеси. Нередко диагностика этого осложнения несвоевременна. Использующийся с целью выявления утечки мониторинг давления в дыхательных путях не является достаточно чувствительным методом. Более точно утечку можно обнаружить путем мониторинга p_ЕТСО₂, величина которого постепенно повышается из-за гиповентиляции (Martin D.G., 1987; Berman L.S. et al., 1988; Lillie P.E., Rob-erts J.G., 1988; Weingarten M., 1990). Особенно эффективно применение капографии при проведении низкопоточной анестезии по закрытому контуру.
•Диагностика остановки кровообращения и эффективности реанимационных мероприятий
Мониторинг СО₂ позволяет своевременно диагностировать остановку кровообращения. При этом происходит снижение величины выдыхаемого СО₂, поскольку транспорт СО₂ из тканей в легкие отсутствует (Garnett A.R. et al., 1987; Falk J.L. et al., 1988; Isserles S.A., Breen P.H., 1991). В связи с этим капнометрия является наиболее оптимальным методом мониторинга эффективности сердечно-легочной реанимации (Garnett A.R. et al., 1987; Falk J.L. et al., 1988) и оценки адекватности легочной перфузии при непрямом массаже сердца (Szaflarski N.L., Cohen N.H., 1991; White R..D, Asplin B.R., 1994). Указанное обстоятельство может быть использовано для сравнения эффективности различных приемов непрямого массажа сердца (Ward K.R. et al., 1993).

Значение p_ЕТСО₂ может также обладать прогностической ценностью при проведении сердечно-легочной реанимации. Еще в 1939 году Eisenmenger отметил, что «…если во время реанимации производить анализ выдыхаемого воздуха около 2 раз за час, и при этом в выдыхаемом воздухе содержится достаточное количество СО₂, то показано дальнейшее проведение ИВЛ и массажа сердца» (цит. по Koetter K., Maleck W.H., 1999).
Asplin B.R. и White R.D. (1999), изучив прогностическую ценность значений Р_ЕТСО₂ во время сердечно-легочной реанимации в разное время от ее начала, пришли к выводу, что для прогноза возобновления спонтанного кровообращения большую роль играет значение p_ЕТСО₂, зарегистрированное в начале проведения реанимационных мероприятий. Согласно данным Domsky M. с соавт. (1995), при величине p_ЕТСО₂ 28 мм рт. ст. и ниже летальность составляла 55%, при более высоких значениях pЕТСО₂ – лишь 17%. Кроме того, отмечено увеличение летальности при величине разницы Δp_а-ЕТСО₂ 8 мм рт. ст. и более.
•Контроль при проведении интубации трахеи
Vukmir R.B. et al. (1991) продемонстрировали, что капнометрия обладает 100%-ной специфичностью и чувствительностью в выявлении случайного попадания интубационной трубки в пищевод. Указанное обстоятельство делает эффективным использование метода при возможной трудной интубации. Для этого коннектор отбора проб помещают на дистальный конец эндотрахеальной трубки (Linko K., Paloheimo M., 1983), а затем по максимальному значению выдыхаемого СО₂ определяют положение голосовой щели. Отмечено, что при затруднениях с заведением интубационной трубки в трахею эффективная вентиляция может поддерживаться даже при положении трубки у края голосовой щели (Bund M. et al., 1997).
•Диагностика нарушений вентиляционно-перфузионных отношений
Любая причина, снижающая перфузию легких и (или) увеличивающая дыхательное мертвое пространство, может приводить к снижению p_ЕТСО₂ и увеличению Δp_а-ЕТСО₂. Наиболее частые причины нарушения сопряжения вентиляции и перфузии следующие:
•снижение сердечного выброса и гиповолемия (Leigh M.D. et al., 1961; Askrog V., 1966; Hoffbrand B.I., 1966; Tulou P.P. et al., 1970),
•эмболия легочной артерии (Isserles S.A., Breen P.H., 1991; Breen P.H., 1998),
•эмфизема легких, беременность (Shankar K.B. et al., 1986; Rich G.F., Sconzo J.M., 1991).
Кроме того, величина Δp_а-ЕТСО₂ может быть использована для подбора вели-чины положительного давления в конце выдоха (PEEP) при отеке легких и остром респираторном дистресс-синдроме. Считается, что при оптимальном значении РЕЕР значение Δp_а-ЕТСО₂ минимально (Blanch L. et al., 1987).
•Мониторинг гиперметаболических состояний
При гиперметаболических состояниях (злокачественной гипертермии, тирео-токсическом кризе, тяжелом сепсисе) повышается продукция СО₂, что приводит к повышению p_ЕТСО₂ (Baudendistel L et al., 1984).

Анализ временной динамики СО₂ во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе – временнáя капнография

График зависимости концентрации углекислого газа от времени называется временнóй капнограммой или просто капнограммой. Приборы, имеющие графический дисплей, на котором отображается капнометрическая кривая, называются капнографами.

Отображение капнограммы в реальном масштабе времени позволяет оценить параметры фаз дыхания. Анализ капнограммы в замедленном темпе дает возможность визуально оценить тренд p_ЕТСО₂ на большом отрезке времени, например, по ходу операции.

Нормальная капнограмма (рис. 5) содержит инспираторный (фаза 0) и экспираторный (фазы I, II, III) сегменты. Угол между фазами II и III называется углом альфа, между фазой III и нисходящим сегментом капнограммы – углом бета. Рассмотрим эти фазы подробнее.

Нормальная временнáя капнограмма Рис. 5. Нормальная временнáя капнограмма.
Фаза 0 представляет собой часть графика от начала вдоха до начала выдоха. Она включает нисходящий сегмент и начальную часть горизонталь-ной линии (Shankar B.K. et al., 1992; 1995). Горизонтальная линия отражает нулевую концентрацию углекислого газа во вдыхаемом (атмосферном) воздухе.

Следующая часть горизонтальной линии – фаза I экспираторного сегмента. В это время начинается выдох и происходит опорожнение анатомического мертвого пространства, включая инструментальное мертвое пространство аппарата ИВЛ.

С продолжением выдоха в анализатор начинает поступать газ, содержащий СО₂ во все возрастающих концентрациях: отмечается крутой подъем кривой. Это фаза II, во время которой датчик капнографа анализирует смесь воздуха из анатомического мертвого пространства и альвеолярного газа.

К концу выдоха, когда скорость воздушной струи снижается, концентрация СО₂ приближается к значению, которое называется концентрацией углекислого газа в конце выдоха (p_ЕТСО₂). На этом участке кривой (фаза III) концентрация СО₂ изменяется мало, поэтому он называется альвеолярным плато. В этот период в капнограф поступает газ из альвеол, содержащий наибольшее количество СО₂. Несмотря на название, график не является горизонтальным, а представляет собой постепенно повышающуюся линию. Подъем обусловлен неравномерным опорожнением альвеол с различными вентиляционно-перфузионными соотношениями, и соответственно, с разным уровнем СО₂. Наклон фазы III (угол альфа) определяется степенью асинхронности опорожнения альвеол (Kalenda Z., 1989).

Для оценки степени феномена рециркуляции (Kumar Y.A. et al., 1992) используют измерение угла между фазой III и нисходящей частью инспираторного сегмента (угол бета). Рециркуляция – это повторное поступление углекислоты в контур вдоха из-за неисправности наркозного аппарата или снижения функциональных свойств абсорбера углекислоты. При наличии рециркуляции угол бета возрастает, горизонтальная часть фазы 0 и фаза I приподнимаются над уровнем нормы (Pyles S.T. et al., 1984; Berman L.S. et al., 1988; Podraza A.G. et al., 1991). Увеличение угла бета может быть вызвано также удлинением времени отклика капнометра, что особенно часто наблюдается у детей (Badgwell J.M. et al., 1993).

Анализ динамики СО₂ в зависимости от величины объема выдоха – объемная капнография
Динамика СО₂, соотнесенная с величиной дыхательного объема (объемная капнография – volume capnogram), позволяет получить дополнительную информацию по сравнению с временнóй капнограммой (рис. 6). По объемной капнограмме можно рассчитать не только конечно-выдыхаемый уровень углекислого газа, но и его среднюю величину в течение дыхательного цикла (p_ĒСО₂). Зная последнюю величину, можно рассчитать общий объем выдыхаемой углекислоты, что важно для определения дыхательного коэффициента и оптимального подбора искусственного питания.

На пересечении прямой, проходящей на уровне p_ĒСО₂ и параллельной оси абсцисс, с капнографической кривой находится точка, ордината которой соответствует абсолютной величине альвеолярного мертвого пространства.

Нормальная объемная капнограмма Рис. 6. Нормальная объемная капнограмма.
Волюметрическую капнограмму используют также для оценки эффективности рекрутмента легких. Если альвеолы открываются, то кривая капнограммы смещается вверх и влево, отражая улучшение элиминации СО₂.

Физиологические основания к использованию тканевой капнометрии
Помимо анализа СО₂ в выдыхаемом воздухе, широкое распространение получили различные методы тканевой капнометрии. Их основой являются следующие физиологические законы: концентрация СО₂ в ткани отражает баланс между тканевым кровотоком и местной продукцией СО₂. При сохраненном кровотоке и неизменном уровне метаболизма напряжение СО₂ в тканях будет соответствовать содержанию углекислоты в крови.

Углекислый газ вырабатывается в аэробных и в анаэробных условиях (Schlichtig R. et al., 1999; Raza O. et al., 2000). Усиление аэробного метаболизма способствует увеличению продукции СО₂ клетками. При снижении доставки кислорода метаболизм переходит на анаэробный и общая выработка СО₂ снижается, поскольку снижение аэробной продукции СО₂ более выражено, чем увеличение анаэробной (Mathias D.W. et al., 1988; Groeneveld A.B. et al., 1991; Zhang H., Vincent J.L., 1993). Однако эти изменения метаболизма несущественно отражаются на уровне углекислоты в тканях при сохраненном кровотоке, величина которого является основным регулятором вымывания СО₂ из тканей. Исследования, в которых сравнивали гипоксию ишемического и гипоксического типов, показали, что снижение кровотока было основным фактором, определявшим накопление СО₂ в тканях. Даже при тяжелой гипоксии, но при сохраненном кровотоке накопления СО₂ не происходило (Vallet B et al., 2000). При нарушении кровотока (ишемии) вырабатывающаяся углекислота накапливалась в тканях, что приводило к увеличению ее содержания (Teboul JL et al., 1996).

Клиническое применение получили следующие виды тканевой капнометрии: измерение напряжения углекислоты в слизистых оболочках желудочно-кишечного тракта и транскутанная методика.

Капнометрия в слизистых оболочках желудочно-кишечного тракта
Основное клиническое приложение измерения напряжения углекислоты в слизистых оболочках желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) – это ранняя диагностика его ишемии. Как известно, при гиповолемии любой этиологии возникает перераспределение крови в пользу жизненно важных органов. При этом рано наступает вазоконстрикция в слизистых оболочках желудочно-кишечного тракта, что может вызывать развитие их ишемии. Ишемия ведет к вторичному воспалительному ответу, транслокации микроорганизмов в кровоток из просвета кишечника и развитию полиорганной недостаточности (Lebuffe G et al., 2001).

Желудочная тонометрия
Метод измерения напряжения СО₂ в слизистой желудка называется желудочной тонометрией. В ряде исследований показано, что желудочная тонометрия позволяет прогнозировать выживаемость больных в реанимации (Marik PE, 1993; Hurley R et al., 2000; Levy B et al., 2003). Изменения pСО₂ в слизистой желудка (p_gСО₂) могут быть наиболее ранним признаком ухудшения состояния больного (Antonsson JB et al., 1990; Fink MP, 1993; Pastores SM et al., 1996; Hurley R et al., 2000; Levy B et al., 2003).

К сожалению, желудочная тонометрия не лишена недостатков, к числу которых относятся невозможность энтерального питания и артефактные результаты при использовании Н2-блокаторов (Salzman AL et al., 1994; Guzman JA et al., 1996). Мы позволим себе не останавливаться на этом методе, поскольку он хорошо описан в ряде отечественных и зарубежных обзоров, к которым мы отсылаем интересующегося читателя.

Тонкокишечная и пищеводная капнометрия
Методологические ограничения желудочной тонометрии побудили к поиску альтернативных мест для мониторинга СО₂. Walley KR et al. в 1998 году предложили использовать тонкокишечную тонометрию, как более точный метод по сравнению с желудочной для определения ишемии ЖКТ. Тонометрия в сигмовидной кишке использована как метод мониторинга ишемии кишечника при оперативных вмешательствах на аорто-подвздошном сегменте, одним из осложнений которых является левосторонний ишемический колит (Fiddian-Green RG et al., 1986; Schiedler MG et al., 1987; Klok T et al., 1996).

Было предложено также измерение напряжения СО₂ в пищеводе (p_еСО₂) (Sato Y et al., 1997; Guzman JA et al., 1998). На модели геморрагического шока на грызунах было продемонстрировано, что измерение интралюминального напряжения СО₂ в пищеводе является не менее информативным методом мониторинга, чем p_gСО₂. Knichwitz G et al. (1996) с этой же целью предложили использовать специальный фиброооптический датчик, позволяющий постоянно мониторировать напряжение СО₂ в слизистой оболочке пищевода.

Поскольку предложенные места тканевой капнометрии оказались не пригодными для рутинного использования, то поиск наиболее подходящего места для измерения привел появлению сублингвальной тонометрии (Naka-gawa et al., 1998).

Подъязычная (сублингвальная) капнометрия.

В экспериментальных и клинических исследованиях, касающихся подъязычной капнометрии, в основном используется два различных прибора: MI-720 СО₂ electrode (Microelectrodes; Londonderry, NH, USA) и CapnoProbe SL Monitoring System (Nellcor; Pleasanton, CA, USA).

Устройство CapnoProbe было изначально предназначено именно для измерения p_slСО₂ и использовано в большинстве клинических работ (Marik PE, 2001; Rackow EC et al., 2001; Marik PE, Bankov A, 2003).

Первое исследование, посвященное подъязычной капнометрии и показавшее ее эффективность в диагностике шока, было проведено Nakagawa Y et al. (1998). В эксперименте на крысах авторы показали, что при геморрагическом и септическом шоке изменения p_slСО₂ соответствовали изменениям p_gСО₂ и системных показателей гипоперфузии (среднего артериального давления, сердечного индекса и концентрации лактата в венозной крови).

Povoas HP et al. (2000) провели аналогичное исследование на свиньях, также показавшее высокую корреляцию между p_slСО₂ и p_gСО₂. Исследование, проведенное Jin X et al. (1998) на крысах, показало, что снижение системного кровотока при геморрагическом шоке сопровождалось синхронным снижением p_slСО₂.

Pernat A et al. (1999) показали, что значительные изменения p_аСО₂, вызванные гипо- или гипервентиляцией, влияли на p_slСО₂ как в норме, так и при геморрагическом шоке. Был сделан вывод, что изменения p_slСО₂ необходимо интерпретировать с учетом сопутствующих изменений p_аСО₂. Иными словами, градиент между напряжением углекислоты в подъязычной области и в артериальной крови (Δp_sl-аСО₂) более информативен, чем p_slСО₂.

Weil MH et al. (1999) провели первое клиническое проспективное исследование, касающееся подъязычной капнометрии. Авторы сопоставляли p_slСО₂ с динамикой артериального давления, ЧСС и концентрации лактата у пациентов в критическом состоянии. Было обнаружено, что в состоянии шока величина p_slО₂ возрастала. Авторы предложили рассматривать значение p_slСО₂ 70 мм рт. ст. в качестве порогового для прогнозирования тяжести нарушений кровообращения и вероятности выживания. Начальные значения p_slСО₂ сильно коррелировали с концентрацией лактата в венозной крови, но снижались быстрее при эффективном лечении. Авторы заключили, что подъязычная капнометрия может быть надежным методом прогнозирования тяжести гемодинамической недостаточности. Отмечено также, что для точности измерений воздействие окружающей среды при мониторинге должно быть минимизировано, поэтому необходимо следить за тем, чтобы рот пациента был закрыт.

Исследования De Backer D et al. (2003) и Creteur J et al. (2003) показали наличие сильной корреляции между p_slCO₂ и процентом перфузируемых капилляров в подъязычной области. Эти данные позволяют предположить, что величина Δp_sl-aСО₂ определяется состоянием микроциркуляции.

Было показано (Marik PE, 2001; Marik PE и Bankov A, 2003), что для прогнозирования выживания в отделении интенсивной терапии в течение первых 24 часов большей ценностью обладал именно показатель Δp_sl-aСО₂, а не абсолютная величина p_slО₂. В группе пациентов с начальным уровнем Δp_sl-aСО₂ выше 25 мм рт. ст. летальность оказалась достоверно выше, чем у больных с меньшей величиной показателя. Rackow EC et al. (2001) установили, что корреляция между p_slСО₂ и показателями, отражающими оксигенацию тканей, была лучше у пациентов с сердечной недостаточностью, чем при сепсисе.

Высокие значения p_slСО₂ и Δp_sl-aСО₂,наблюдали у пациентов с септическим шоком даже при увеличении сердечного выброса, что отражало нарушения микроциркуляция (De Backer D et al., 2003; Creteur J et al., 2003; Cryer HM et al., 1987; Lam C et al., 1994; Farquhar I et al., 1996; Piper RD et al., 1996), Ince C et al., 1999; Zuurbier CJ et al., 1999).

Несмотря на то, что подъязычная капнометрия является более практичной по сравнению с желудочной капнометрией, она не лишена недостатков. Поскольку тактильные стимулы повышают подъязычный кровоток и продукцию слюны, нахождение датчика в подъязычной области может искажать результаты мониторинга. Кроме того, на результаты, также как и при желудочной тонометрии, может повлиять прием пищи, т.к. он вызывает рефлекторное повышение кровотока. Высказывались также опасения, что результаты может искажать продукция СО₂ микроорганизмами ротовой полости. Однако, по данным Maciel AT et al. (2004), это не сильно влияет на результаты измерений.

Следует отметить, что величина p_slСО₂ не столь быстро изменяется при прогрессировании шока, как p_gСО₂ (Dantzker DR, 1993). Очевидно, что для оценки Δp_sl-aСО₂ требуется использование дополнительного оборудования для анализа газового состава крови. При этом следует учитывать возможность методологических ошибок, поскольку p_slСО₂ и p_аСО₂ измеряют в разных приборах при разной температуре (Ackland G et al., 2000).

Транскутанная капнометрия
Кислород и углекислый газ диффундируют через кожу, поэтому измерение их парциального напряжения возможно при использовании транскутанной методики. Поскольку обычно кожа плохо проницаема для газов, то для повышения транспорта газов ее нагревают до 43-45оС. Нагревание рогового слоя выше 40оС изменяет его структуру, что облегчает диффузию через него газов. Кроме того, локальное напряжение кислорода повышается из-за изменения положения кривой диссоциации оксигемоглобина в нагретой капиллярной крови. Очень большое значение имеет также возникающая при повышении температуры гиперемия капилляров дермы. Сенсоры для транскутанного мониторинга представляют собой полярографические электроды и содержат преобразователь, переводящий энергию химической реакции в электрический ток (Phan CQ et al., 1987; Hasibeder W et al., 1991; Carter B et al., 1995).

Наиболее часто транскутанную методику используют у новорожден-ных. Высокая степень совпадения транскутанного парциального напряжения кислорода (p_tсO₂) и углекислого газа (p_tсСО₂) с аналогичными показателями артериальной крови объясняется тонкостью эпидермального слоя кожи у пациентов этой категории. У взрослых пациентов ситуация не столь проста. Как показывают наши собственные исследования, транскутанный мониторинг p_tсCO₂ достаточно точно отражает величину p_tсO₂. При отсутствии нарушений перфузии динамика p_tсO₂ и p_tсСО₂ отражает динамику соответствующих показателей артериальной крови. Что касается p_tсO₂ и p_aO₂, то их абсолютные величины существенно различаются, особенно при высоком напряжении кислорода в артериальной крови. Нами установлено, что в условиях стабильной центральной гемодинамики и отсутствии нарушений микроциркуляции направленность изменений p_tсO₂ соответствует таковой для p_aO₂.

Рядом авторов (Tremper KK et al. 1981, 1987; Reed RL et al., 1985; Hasibeder W et al., 1991; Shoemaker WC et al., 1996; Waxman K et al., 1983; Tatevossian RG et al., 2000) установлено, что при дыхании атмосферным воздухом в норме транскутанный индекс (отношение p_tсO₂ к p_aO₂) равен единице. При снижении кровотока (например, при шоке) значение p_tсO₂ падает и транскутанный индекс снижается ниже 0,7. При этом аккумуляция СО₂ в коже из-за гипоперфузии приводит к росту p_tсСО₂. Увеличивается также градиент между p_tсO₂ и p_aCO₂.

Одним из основных ограничений описываемой методики является необходимость смены каждые 3-4 часа места расположения датчика для предупреждения ожогов кожи. После перемещения датчика требуется 15-20 минут, пока он начнет отражать p_tсO₂ и p_tсСО₂ на новом месте, что ограничивает применение методики в экстренных ситуациях.

Заключение

Методы оценки содержания углекислого газа имеют очень высокий диагностический и прогностический потенциал, игнорирование которого может существенно ухудшать исходы критических состояний и качество проведения интенсивной терапии.

Источник

• ← Что такое капля руперта и зачем она нужна
• Что такое капо в концлагере →