Капнографія

Капнометрія - це вимір і цифрове відображення концентрації або парціального тиску вуглекислого газу у вдихуваному і видихуваному газі під час дихального циклу пацієнта.

Капнографія - це графічне відображення цих же показників у вигляді кривої. Ці два методи не еквівалентні один одному, хоча якщо капнографічна крива проклібрована, то капнографія включає в себе капнометрію.

Капнометрія досить обмежена у своїх можливостях і дозволяє лише оцінити альвеолярну вентиляцію і виявити наявність зворотного газотока в дихальному контурі (повторне використання вже відпрацьованої газової суміші. Капнографії в свою чергу не тільки має вищезгадані можливості, але також дозволяє оцінити і моніторувати ступінь герметіченості анестезіологічної системи та її з'єднання з дихальними шляхами пацієнта, роботу вентилятора, оцінити функції серцево-судинної системи, а також моніторувати деякі аспекти анестезії, порушення в яких можуть привести до серйозних ускладнень. Так як порушення в перерахованих системах діагностуються за допомогою капнографії досить швидко, то сам метод служить системою раннього оповіщення в пульмонології. Надалі розмова буде йти про теоретичні і практичні аспекти капнографії.

Фізичні основи капнографії

Капнограф складається з системи забору газу для аналізу і самого анелізатора. Найбільш широко в даний час застосовується дві системи для забору газу і два методи його аналізу.

Забір газу: найчастіше пріменятеся методика забору газу безпосередньо з дихальних шляхів пацієнта (як правило, це місце з'єднання наприклад, ендотрахеальної трубки, з дихальним контуром). Менш поширена методика, коли сам датчик розташований в безпосередній близькості до дихальних шляхів, то як такого «забору» газу не відбувається.

Пристрої, засновані на аспірації газу з подальшим його доставкою до аналізатору хоча і найбільш поширені в силу їх більшої гнучкості, зручності в експлуатації, все ж мають деякими недоліками. Пари води можуть конденсуватися в газозаборной системі, порушуючи її прохідність. При попаданні парів води в аналізатор точність вимірювань значно порушується. Так як аналізований газ доставляється в аналізатор з витратою деякого часу, то існує деяке відставання зображення на екрані від реально подій, що відбуваються. Для індивідуально використовуваних аналізаторів, що застосовуються найбільш широко, це відставання ізмерятеся мілісекундами і не має великого практичного значення. Однак при використанні центрально розташованого приладу, який обслуговує декілька операційних, таке відставання може бути досить значним, що зводить нанівець багато переваг приладу. Швидкість аспірації газу з дихальних шляхів також відіграє певну роль. В некотрих моделях вона сягає 100 – 150 мл/хв, що може впливати на, наприклад, хвилинну вентиляцію дитини.

Альтернативою аспіраційних систем є так звані проточні системи. В цьому випадку сенсор приєднується до дихальних шляхах пацієнта за допомогою спеціального адаптера і розташовується в безпосередній близькості до них. Відпадає необхідність в аспірації газової суміші, так як аналіз її відбувається прямо на місці. Сенсор підігрівається, що попереджає конденсацію пари води на ньому. Однак і це прилади мають негативні сторони. Адаптор і сенсор досить громіздкі, додаючи від 8 до 20 мл до обсягу мертвого простору, що створює певні проблеми особливо в педіатричній анестезіології. Обидва пристрої розташовуються в безпосередній близькості від особи пацієнта, описані випадки травм внаслідок тривалого тиску датчика на анатомічні структури особи. Слід зазначити, що останні моделі приладів цього типу забезпечуються значно полегшеними сенсорами, так що можливо в недалекому майбутньому багато з цих недоліків будуть усунені.

Методи аналізу газової суміші: розроблено досить велику кількість методик аналізу газової суміші для визначення концентрації углексілого газу. У клінічній практиці використовуються два з них: інфрачервона спектрофотометрія та мас-спектрометрія.

В системах, що використовують інфрачервону спектрофотометрію (а таких абсолютна більшість) пучок інфрачервоного випромінювання пропускається через камеру з аналізованим газом. При цьому відбувається поглинання частини випромінювання молекулами вуглекислого газу. Системи виробляє порівняння ступеня поглинання інфрачервоного випромінювання в вимірювальної камері з контрольною. Результат відображається в графічній формі.

Іншою методикою аналізу газової суміші, що застосовується в клініці, є мас-спектрометрія, коли аналізована газова суміш іонізується шляхом бомбардування пучком електронів. Отримані таким чином заряджені частинки пропускаються через магнітне поле, гдеоні відхиляються на кут, пропорційний їх атомної маси. Кут відхилення і є основою аналізу. Дана методика дозволяє проводити точний і швидкий аналіз складних газових сумішей, що містять не тільки вуглекислий газ, а й летючі анестетики і так далі. Проблема полягає в тому, що мас-спектрометр коштує дуже дорого, тому не кожна клініка може це дозволити. Зазвичай використовується один прилад, приєднаний до кількох операційним. В цьому випадку наростає затримка з відображенням результатів.

Потрібно зазначити, що вуглекислий газ добре розчинний у крові і легко проникає через біологічні мембрани. Це означає, що значення парціального тиск вуглекислого газу в кінці видиху (ЕтСО₂) в ідеальному легкому повинно відповідати парціальному тиску вуглекислого газу в артеріальній крові (РаСО₂). У реальному житті цього не відбувається, завжди існує артеріального альвеолярний градієнт парціального тиску СО₂. У здорової людини цей градієнт невеликий - приблизно 1 - 3 мм рт.ст. Причиною існування градієнта нерівномірний розподіл вентиляції і перфузії в легкому, а також наявність шунта. При захворюваннях легенів такий градієнт може досягати вельми значної величини. Тому ставити знак рівності між ЕтСО₂ і РаСО₂ потрібно з великою обережністю.

Морфологія нормальної капнограмма: при графічному зображенні парціального тиску вуглекислого газу в дихальних шляхах пацієнта протягом вдиху і видиху виходить характерна крива. Перш ніж приступити до опису її діагностичних можливостей, необхідно детально зупинитися на характеристиках нормальної капнограмма.

Рис. 1 Нормальна капнограмма.

Наприкінці вдиху в альвеалах міститься газ, парціальний тиск вуглекислого газу в якому знаходиться в рівновазі з парціальним тиском його ж в капілярах легень. Газ, що міститься в більш центральних відділах дихальних шляхів, містить меншу кількість СО₂, а найбільш центрально розташовані відділи не містять його зовсім (концентрація дорівнює 0). Обсяг цього газу, не містить СО2 являє собою обсяг мертвого простору.

З початком видиху саме цей газ, позбавлений СО₂, надходить в аналізатор. На кривій це відбивається у вигляді сегмента АВ. З продовженням видиху в аналізатор починає надходити газ, що містить СО₂ в усі зростаючих концентраціях. Тому починаючи з точки В відзначається підйом кривої. У нормі ця ділянка (НД) представлений майже прямий, круто піднімається вгору. Майже до самого кінця видиху, коли швидкість повітряного струменя знижується, концентрація СО₂ наближається до значення, яке називається концентрацією СО₂ в кінці видиху (ЕтСО₂). На цій ділянці кривої (CD) концентрація СО2 змінюється мало, досягаючи плато. Найбільша концентрація відзначається в точці D, де вона впритул наближається до концентрації СО₂ в альвеолах і може використовуватися для приблизної оцінки РаСО₂.

З початком вдиху в дихальні шляхи надходить газ без СО₂ і концентрація його в аналізованому газі різко падає (сегмент DE). Якщо не відбувається повторного використання відпрацьованої газової суміші, то концентрація СО₂ залишається рівною або близькою нулю до початку наступного дихального циклу. Якщо таке повторне використання відбувається, то концентрація буде вище нуля і крива буде вище і паралельна ізолінії.

Капнограмма може записуватися в двох швидкостях - нормальної, як на малюнку 1, або уповільненою. При використанні останньої деталі кожного вдиху не видно, але більш наочна загальна тенденція зміни СО₂.

Капнограмма містить інформацію, що дозволяє судити про функції серцево-судинної і дихальної систем, а також про стан системи доставки газової суміші до хворого (дихальний контур і вентилятор). Нижче пірводятся типові приклади капнограмма при тих чи інших станах.

Раптове падіння ЕтСО₂ майже до нульового рівня

Такие изменения на капнограмме указывают на потенциально опасную ситуацию (рис.2) Такі зміни на кпнограмме вказують на потенційно небезпечну ситуацію (рис.2)

Рис.2 Раптове падіння ЕтСО2 майже до нуля може означати припинення вентиляції пацієнта.

У даній ситуації аналізатор не знаходить СО2 в аналізованому газі. Така капнограмма може зустрічатися при інтубації стравоходу, роз'єднання в дизательном контурі, зупинці вентилятора, повної обструкції інтубаційної трубки. Всі ці ситуації супроводжуються повним зникненням СО₂ з видихуваного газу. У даній ситуації капнограмма не дає можливості провести диференціальну діагностику, так як вона не відображає ніяких специфічних рис, характерних для кожної ситуації. Тільки після аускультації грудної клітини, перевірки кольору шкіри і слизових і сатурації слід думати про інших, менш небезпечних порушеннях, типу поломки аналізатора або порушення прохідності газозаборной трубки. Якщо зникнення ЕтСО₂ на капнограмме збігається у часі з рухом голови хворого, то в першу чергу слід виключити випадкову екстубацію або від'єднання дихального контура.

Так як одна з функцій вентиляції - видалення СО₂ з організму, то капнографії в даний час є єдиним ефективним монітором, що дозволяє встановити наявність вентиляції та газообміну.

Всі перераховані вище потенційно фатальні ускладнення можуть трапитися в будь-який час; вони легко діагностуються за допомогою капнографії, що підкреслює важливість цього виду моніторингу.

Падіння ЕтСО₂ до низьких, але не нульових значень

Н а малюнку показана типова картина такого роду змін капнограмма.

Повільно Нормальна швидкість

Рис 3. Раптове падіння ЕтСО₂ до низького рівня, але не до нуля Зустрічається при неповному паркані аналізованого газу. Слід думати про часткову обструкції дихальних шляхів або порушення герметичності системи.

Порушення капнограмма такого роду служить вказівкою на те, що з якихось причин газ не достігаетаналізатора протягом усього видиху. Видихається газ може просочуватися в атмосферу через, наприклад, погано роздуту манжетку ендотрахеальної трубки або погано пригнаних маску. В цьому випадку корисно перевірити тиск в дихальному контурі. Якщо тиск під час ШВЛ залишається невисоким - ймовірно є витік десь в дихальному контурі. Можливо також часткове роз'єднання, коли частина дихального обсягу все ж доставляється пацієнту.

Якщо ж тиск в контурі високе, то найбільш імовірна часткова обструкціядихательной трубки, що знижує дихальний обсяг, що доставляється в легені.