Капнометрия и капнография (капнография в картинках)

Капнометрия - это измерение и цифровое отображение концентрации или парциального давления углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом газе во время дыхательного цикла пациента.

Капнография – это графическое отображение этих же показателей в виде кривой. Эти два метода не эквивалентны друг другу, хотя если капнографическая кривая проклибрована, то капнография включает в себя капнометрию.

Капнометрия довольно ограничена в своих возможностях и позволяет лишь оценить альвеолярную вентиляцию и обнаружить наличие обратного газотока в дыхательном контуре (повторное использование уже отработанной газовой смеси). Капнография в свою очередь не только обладает вышеуказанными возможностями, но также позволяет оценить и мониторировать степень герметичености анестезиологической системы и ее соединение с дыхательными путями пациента, работу вентилятора, оценить функции сердечно-сосудистой системы, а также мониторировать некоторые аспекты анестезии, нарушения в которых могут привести к серьезным осложнениям. Так как нарушения в перечисленных системах диагностируются при помощи капнографии довольно быстро, то сам метод служит системой раннего оповещения в анестезии. В дальнейшем разговор будет идти о теоретических и практических аспектах капнографии.

Физические основы капнографии

 Капнограф состоит из системы забора газа для анализа и самого анелизатора. Наиболее широко в настоящее время применяется две системы для забора газа и два метода его анализа.

Забор газа : чаще всего применятеся методика забора газа непосредственно из дыхательных путей пациента (как правило, это место соединения напрмер, эндотрахеальной трубки, с дыхательным контуром). Менее распространена методика, когда сам датчик расположен в непосредственной близости к дыхательным путям, то как такового «забора» газа не происходит.

Устройства, основанные на аспирации газа с последующей его доставкой к анализатору хотя и наиболее распространены в силу их большей гибкости, удобства в эксплуатации, все же обладают некоторыми недостатками. Пары воды могут конденсироваться в газозаборной системе, нарушая ее проходимость. При попадании паров воды в анализатор точность измерений значительно нарушается. Так как анализируемый газ доставляется в анализатор с затратой некоторого времени, то существует некоторое отставание изображения на экране от реально происходящих событий. Для индивидуально используемых анализаторов, применяющихся наиболее широко, это отставание измерятеся миллисекундами и не имеет большого практического значения. Однако при использовании центрально расположенного прибора, обслуживающего несколько операционных, такое отставание может быть довольно значительным, что сводит на нет многие преимущества прибора. Скорость аспирации газа из дыхательных путей также играет определенную роль. В некотрых моделях она достигает 100 – 150 мл/мин, что может оказывать влияние на, например, минутную вентиляцию ребенка.

Альтернативой аспирационным системам являются так называемые проточные системы. В этом случае сенсор присоединяется к дыхательным путям пациента при помощи специального адаптера и располагается в непосредственной близости к ним. Отпадает необходимость в аспирации газовой смеси, так как анализ ее происходит прямо на месте. Сенсор подогревается, что предупреждает конденсацию паров воды на нем. Однако и это приборы имеют отрицательные стороны. Адаптор и сенсор довольно громоздки, добавляя от 8 до 20 мл к объему мертвого пространства, что создает определенные проблемы особенно в педиатрической анестезиологии. Оба устройства располагаются в непосредственной близости от лица пациента, описаны случаи травм вследствие длительного давления датчика на анатомические структуры лица. Следует отметить, что последние модели приборов этого типа снабжаются значительно облегченными сенсорами, так что возможно в недалеком будущем многие из этих недостатков будут устранены.

Методы анализа газовой смеси : разработано довольно большое количество методик анализа газовой смеси для определения концентрации углексилого газа. В клинической практике используются два из них : инфракрасная спектрофотометрия и масс-спектрометрия.

В системах, использующих инфракрасную спектрофотометрию (а таких абсолютное большинство) пучок инфракрасного излучения пропускается через камеру с анализируемым газом. При этом происходит поглощение части излучения молекулами углекислого газа. Системы производит сравнение степени поглощения инфракрасного излучения в измерительной камере с контрольной. Результат отражается в графической форме.

Другой методикой анализа газовой смеси, применяемой в клинике, является масс-спектрометрия, когда анализируемая газовая смесь ионизируется путем бомбардировки пучком электронов. Полученные таким образом заряженные частицы пропускаются через магнитное поле, гдеони отклоняются на угол, пропорциональный их атомной массе. Угол отклонения и является основой анализа. Данная методика позволяет производить точный и быстрый анализ сложных газовых смесей, содержащих не только углекислый газ, но и летучие анестетики и так далее. Проблема заключается в том, что масс-спектрометр стоит очень дорого, поэтому не каждая клиника может это позволить. Обычно используется один прибор, подсоединенный к нескольким операционным. В этом случае нарастает задержка с отображением результатов.

Нужно отметить, что углекислый газ хорошо растворим в крови и легко проникает через биологические мембраны. Это означает, что значение парциального давление углекислого газа в конце выдоха (ЕтСО2) в идеальном легком должно соответствовать парциальному давлению углекислого газа в артериальной крови (РаСО2). В реальной жизни этого не происходит, всегда существует артериально-альвеолярный градиент парциального давления СО2. У здорового человека этот градиент невелик – примерно 1 – 3 мм рт.ст. Причиной существования градиента неравномерное распределение вентиляции и перфузии в легком, а также наличие шунта. При заболеваниях легких такой градиент может достигать весьма значительной величины. Поэтому ставить знак равенства между ЕтСО2 и РаСО2 нужно с большой осторожностью.

Морфология нормальной капнограммы : при графическом изображении парциального давления углекислого газа в дыхательных путях пациента в течение вдоха и выдоха получается характерная кривая. Прежде чем приступить к описанию ее диагностических возможностей, необходимо детально остановиться на характеристиках нормальной капнограммы.

Рис. 1 Нормальная капнограмма.

В конце вдоха в альвеалах содержится газ, парциальное давление углекислого газа в котором находится в равновесии с парциальным давлением его же в капиллярах легких. Газ, содержащийся в более центральных отделах дыхательных путей, содержит меньшее количество СО2, а наиболее центрально расположенные отделы не содержат его вовсе (концентрация равна 0). Объем этого газа, не содержащего СО2 представляет собой объем мертвого пространства.

С началом выдоха именно этот газ, лишенный СО2, поступает в анализатор. На кривой это отражается в виде сегмента АВ. С продолжением выдоха в анализатор начинает поступать газ, содержащий СО2 во все возрастающих концентрациях. Поэтому начиная с точки В отмечается подъем кривой. В норме этот участок (ВС) представлен почти прямой, круто поднимающейся вверх. Почти к самому концу выдоха, когда скорость воздушной струи снижается, концентрация СО2 приближается к значению, которое называется концентрацией СО2 в конце выдоха (ЕтСО2). На этом участке кривой (CD) концентрация СО2 изменяется мало, достигая плато. Наибольшая концентрация отмечается в точке D, где она вплотную приближается к концентрации СО2 в альвеолах и может использоваться для приблизительной оценки РаСО2.

С началом вдоха в дыхательные пути поступает газ без СО2 и концентрация его в анализируемом газе резко падает (сегмент DE). Если не происходит повторного использования отработанной газовой смеси, то концентрация СО2 остается равной или близкой нулю до начала следующего дыхательного цикла. Если такое повторное использование происходит, то концентрация будет выше нуля и кривая будет выше и параллельна изолинии.

Капнограмма может записываться в двух скоростях – нормальной, как на рисунке 1, или замедленной. При использовании последней детали каждого вдоха не видны, но более наглядна общая тенденция изменения СО2.

Капнограмма содержит информацию, позволяющую судить о функциях сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также о состоянии системы доставки газовой смеси к больному (дыхательный контур и вентилятор). Ниже пирводятся типичные примеры капнограммы при тех или иных состояниях.

Внезапное падение ЕтСО2 почти до нулевого уровня

Такие изменения на кпнограмме указывают на потенциально опасную ситуацию (рис.2)

Рис.2 Внезапное падение ЕтСО2 почти до нуля может означать прекращение вентиляции пациента.

В данной ситуации анализатор не находит СО2 в анализируемом газе. Такая капнограмма может встречаться при интубации пищевода, рассоединении в дызательном контуре, остановке вентилятора, полной обструкции интубационной трубки. Все эти ситуации сопровождаются полным исчезновением СО2 из выдыхаемого газа. В данной ситуации капнограмма не дает возможности провести дифференциальную диагностику, так как она не отражает никаких специфических черт, характерных для каждой ситуации. Только после аускультации грудной клетки, проверки цвета кожи и слизистых и сатурации следует думать о других, менее опасных нарушениях, типа поломки анализатора или нарушения проходимости газозаборной трубки. Если исчезновение ЕтСО2 на капнограмме совпадает по времени с движением головы больного, то в первую очередь следует исключить случайную экстубацию или отсоединение дыхательного контура.

Так как одна из функций вентиляции – удаление СО2 из организма, то капнография в настоящее время является единственным эффективным монитором, позволяющим установить наличие вентиляции и газообмена.

Все вышеперечисленные потенциально фатальные осложнения могут случиться в любое время; они легко диагностируются при помощи капнографии, что подчеркивает важность этого вида мониторинга.

Падение ЕтСО2 до низких, но не нулевых значений

 На рисунке показана типичная картина такого рода изменений капнограммы.

 

                                  Медленно                               Нормальная скорость

Рис 3. Внезапное падение ЕтСО2 до низкого уровня, но не до нуля

Встречается при неполном заборе анализируемого газа. Следует думать о частичной обструкции дыхательных путей или нарушении герметичности системы.

Нарушение капнограммы такого рода служит указанием на то, что по каким-то причинам газ не достигаетанализатора в течение всего выдоха. Выдыхаемый газ может просачиваться в атмосферу через, например, плохо раздутую манжетку эндотрахеальной трубки или плохо пригнанную маску. В этом случае полезно проверить давление в дыхательном контуре. Если давление во время ИВЛ остается невысоким – вероятно имеется утечка где-то в дыхательном контуре. Возможно также частичное рассоединение, когда часть дыхательного объема все же доставляется пациенту.

Если же давление в контуре высокое, то наиболее вероятна частичная обструкциядыхательной трубки, что снижает дыхательный объем, доставляемый в легкие.

Экспоненциальное снижение ЕтСО2

Экспоненциальное снижение ЕтСО2 в течение некоторого времени, напрмер в течение 10 – 15 дыхательных циклов, указывает на потенциально опасное нарушение деятельности сердечно-сосудистой или дыхательной системы. Нарушения такого рода должны быть скоррегированы немедленно во избежание серьезных осложнений.

                             Медленно                                   Нормальная скорость

Рис.4 Экспоненциальное снижение ЕтСО2 наблюдается при внезапных нарушениях перфузии легких, как например при остановке сердца.

Физиологической основой изменений, показанных на рис.4 служит внезапное значительное увеличение вентиляции мертвого пространства, что приводит к резкому увеличению градиента парциального давления СО2. нарушения, приводящие к такого рода нарушениям капнограммы, включают в себя, например, резкую гипотензию (массивная кровопотеря), остановка кровообращения с продолжающейся ИВЛ, эмболия легочной артерии.

Указанные нарушения носят катострофический характер и соответственно важна быстрая диагностика происшедшего. Аускультация (необходима для определения сердечных тонов), ЭКГ, измерение АД, пульс-оксиметрия – таковы немедленные диагностические мероприятия. Если тоны сердца при сутствуют, но АД на низком уровне – необходимо проверить явную или скрытую кровопотерю. Менее очевидная причина гипотензии – сдавление нижней полой веныретрактором или другим хирургическим инструментом.

Если тоны сердца выслушиваются, сдавление нижней полой вены и кровопотеря исключены в качестве причины гипотензии, следует исключить также эмболию легочной артерии.

Только после того, как исключены эти осложнения и состояние больного стабильно следует подумать о других, более безобидных причинах изменения капнограммы. Наиболее частой из таких причин является случайное незамеченное увеличение вентиляции.

Постоянно низкое значение ЕтСО2 без выраженного плато

 Иногда капнограмма представляет картину, представленную на рис.5 безо всяких нарушений дыхательного контура или состояния больного.

                             Медленно                                        Нормальная скорость

Рис.5 Постоянно низкое значение ЕтСО2 без выраженного плато чаще всего указывает на нарушение забора газа для анализа.

В таком случае ЕтСО2 на капнограмме, конечно, не соответствует альвеолярному РАСО2. Отсутствие нормального альвеолярного плато означает, что либо не происходит полного выдоха перед началом следующего вдоха, либо выдыхаемый газ разводится газом, не содержащим СО2 вследствие малого дыхательного объема, слишком высокой скорости забора газа для анализа или слишком высокого газотока в дыхательном контуре. Существует несколько приемов дифференциальной диагностики этих нарушений.

Неполный выдох можно подозревать при наличии аускультативных признаков бронхоконстрикции или скоплении секрета в бронхиальном дереве. При этом простая аспирация секрета может восстановить полный выдох, устранив обструкцию. Лечение бронхоспазма производится по обычным методикам.

Частичный перегиб эндотрахеальной трубки, перераздутие ее манжеты могут уменьшитьпросвет трубки настолько, что появится существенное препятствие вдоху со снижением его объема. Неудачные попытки аспирации через просвет трубки подтверждают этот диагноз.

При отсутствии признаков частичной обструкции дыхательных путей следует искать другое объяснение. У маленьких детей с небольшим дыхательным объемом забор газа для анализа может превышать газоток в конце выдоха. При этом происходит разведение анализируемого газа свежим газом из дыхательного контура. Снижение газотока в контуре или перемещение точки забора газа ближе к эндотрахеальной трубке восстанавливают плато капнограммы и повышают ЕтСО2 до нормального уровня. У новорожденных зачастую просто невозможно провести эти приемы, тогда анестезиолог должен смириться с ошибкой капнограммы.

Постоянно низкое значение ЕтСО2 с выраженным плато

 В некоторых ситуациях капнограмма будет отражать постоянно низкое значение ЕтСО2 с выраженным плато, сопровождающимся увеличением артериально-альвеолярного градиента парциального давления СО2 (рис.6).

                                   Медленно                                 Нормальная скорость

 Рис.6 Постоянно низкое значение ЕтСО2 с выраженным альеолярным плато может быть признаком гипервентиляции или увеличенного мертвого пространства. Сравнение ЕтСО2 и РаСО2 позволяет различить эти два состояния.

Может сложиться впечатление, что это результат ошибки аппаратуры, что вполне возможно, особенно если калибровка и сервис проводились давно. Проверить работу аппарата можно определив свое собственное ЕтСО2. Если же прибор работает нормально, то такая форма кривой объясняется наличием большого физиологического мертвого пространства у больного. У взрослых причиной тому являются хронические обструктивные заболевания легких, у детей – бронхопульмонарная дисплазия. Кроме того, увеличение мертвого пространства может быть результатом умеренной гипоперфузии легочной артерии вследствие гипотонии. В этом случае коррекция гипотонии восстанавливает нормальную капнограмму.

Постоянное снижение ЕтСО2

Когда капнограмма сохраняет свою нормальную форму, но наблюдается постоянное снижение ЕтСО2 (рис.7), возможны несколько объяснений.

                              Медленно                                  Нормальная скорость

Рис. 7 Постепенное снижение ЕтСО2 указывает либо на снижение продукции СО2, либо на снижение легочной перфузии.

Эти причины включают в себя снижение температуры тела, что обычно наблюдается при длительных операциях. Это сопровождается снижением метаболизма и продукции СО2. Если при этом параметры ИВЛ остаются неизменными, то наблюдается постепенное снижение ЕтСО2. такое снижение лучше заметно при низкой скорости записи капнограммы.

Более серьезной причиной такого типа нарушений капнограммы является постепенное снижение системной перфузии, связанное с кровопотерей, депрессией сердечно-сосудистой системы или комбинацией этих двух факторов. Со снижением системной перфузии снижается и легочная перфузия, а значит – увеличивается мертвое пространство, что сопровождается вышерассмотренными последствиями. Коррекция гипоперфузии разрешает проблему.

Чаще встречается обычная гипервентиляция, сопровождающаяся постепенным «вымыванием» СО2 из организма с характерной картиной на кпнограмме.

Постепенное повышение ЕтСО2

Постепенное повышение ЕтСО2 с сохранением нормальной структуры капнограммы (рис.8) может быть связано с нарушениями герметичности дыхательного контура с последующей гиповентиляцией.

                                 Медленно                                  Нормальная скорость

Рис.8 Повышение ЕтСО2 связано с гиповентиляцией, повышением продукции СО2 или абсорбцией экзогенного СО2 (лапароскопия).

Сюда же относятся такие факторы, как частичная обструкция дыхательных путей, повышение температуры тела (особенно при злокачественной гипертермии), абсорбция СО2 при лапароскопии.

Небольшая утечка газа в системе ИВЛ, приводящая к снижению минутной вентиляции но с сохранением более-менее адекватного дыхательного объема, на капнограмме будет представленапостепенным повышением ЕтСО2 вследствие гиповентиляции. Восстановление герметизации разрешает проблему.

Частичная обструкция дыхательных путей, достаточная, чтобы снизить эффективную вентиляцию, но не нарушающая выдох создает аналогичную картину на капнограмме.

Повышение температуры тела вследствие слишком энергичного согревания или развития сепсиса приводит к повышению продукции СО2, а соответственно и повышению ЕтСО2 (при условии неизменной вентиляции). При очень быстром подъеме ЕтСО2 следует иметь ввиду возможность развития синдрома злокачественной гипертермии.

Абсорбция СО2 из экзогенных источников, как например из брюшной полости при лапароскопии, приводит к ситуации, аналогичной повышению продукции СО2. Этот эффект обычно очевиден и следует сразу за началом инсуффляции СО2 в брюшную полость.

Внезапное повышение ЕтСО2

Внезапное кратковременное повышение ЕтСО2 (рис.9) может быть вызвано различными факторами, увеличивающими доставку СО2 к легким.

                               Медленно                            Нормальная скорость

Рис.9 Внезапное, но кратковременное повышение ЕтСО2 означает повышение доставки СО2 к легким.

Наиболее частым объяснением подобному изменению капнограммы служит внутривенная инфузия бикарбоната натрия с соответствующим увеличением экскреции СО2 легкими. Сюда же относятся снятие турникета с конечности, что открывает доступ крови, насыщенной СО2 в системную циркуляцию. Подъем ЕтСО2 после инфузии бикарбоната натрия обычно весьма кратковременен, в то время как аналогичный эффект после снятия турникета продолжается более длительное время. Ни одно из вышеперечисленных событий не представляет серьезной угрозы и не указывает на какие-либо значительные осложнения.

Внезапный подъем изолинии

 Внезапный подъем изолинии на капнограмме приводит к повышению ЕтСО2 (рис.10) и указывает на загрязнение измерительной камеры прибора (слюна, слизь и так далее). Все, что нужно в этом случае – очистка камеры.

                                        Медленно                             Нормальная скорость

Рис.10 Внезапный подъем изолинии на капнограмме обычно указывает на загрязнение измерительной камеры.

Постепенное повышение уровня ЕтСО2 и подъем изолинии

 Такой тип изменения капнограммы (рис.11) указывает на повторное использование уже отработанной газовой смеси, содержащей СО2.

                                  Медленно                               Нормальная скорость

Рис.11 Постепенное повышение ЕтСО2 вместе с уровнем изолинии предполагает повторное использование дыхательной смеси.

Значение ЕтСО2 обычно повышается до тех пор, пока не установится новое равновесие между альвеолярным газом и газами артериальной крови.

Хотя этот феномен встречается довольно часто при использовании разных дыхательных систем, появление его при использовании закрытого дыхательного контура с абсорбером при ИВЛ является признаком серьезных нарушений в контуре. Наиболее часто встречается заедание клапана, что превращает однонаправленный газоток в маятникообразный. Другой часто встречающейся причиной такого нарушения капнограммы является истощение емкости абсорбера.

Неполный нервно-мышечный блок

 На рис.12 показана типичная капнограмма при неполном нервно-мышечном блоке, когда появляются сокращения диафрагмы и газ, содержащий СО2 попадает в анализатор.

                              Медленно                                     Нормальная скорость

 Рис.12 Подобная капнограмма указывает на неполный нервно-мышечный блок.

Так как диафрагма более устойчива к действию мышечных релаксантов, ее функция восстанавливается раньше функции скелетных мышц. Капнограмма в этом случае является удобным диагностическим интсрументом, позволяющим грубо определить степень нервно-мышечного блока во время анестезии.

Кардиогенные осцилляции

 Этот тип изменений капнограммы показан на рис.13. он вызван изменениями внутригрудного объема в соответствии с ударным объемом.

                               Медленно                                  Нормальная скорость

Рис.13 Кардиогенные осцилляции выглядят как зубцы в фазе выдоха.

Обычно кардиогенные осцилляции наблюдаются при относительно небольшом дыхательном объеме в сочетании с невысокой частотой дыхания. Осцилляции возникают в конечной части дыхательной фазы капнограммы во время выдоха, так как изменение объема сердца приводит к «выдоху» небольшого объема газа при каждом сердечном сокращении. Такой тип капинограммы является вариантом нормы.

Как видно из вышеприведенного обзора капнограмма служит ценным диагностическим инструментом, позволяющим не только мониторировать функции системы дыхания, но и диагностировать нарушения сердечно-сосудистой системы. Кроме того, капнограмма позволяет выявить нарушения в анестезиологическом оборудовании на раннем этапе, предупреждая тем самым возможность серьезных осложнений во время анестезии. Такие качества сделали капнографию абсолютно необходимой частью мониторинга в современной анестезиологии до такой степени, что ряд авторов считают капнографию более необходимой, чем пульсоксиметрию.

 

Литература

  1. S.A. Ward The Capnogram – Scope and Limitations Seminars in Anesthesia, 1987, vol6, N3, pp 216 – 228
  2. D.B. Swedlow Capnometry and Capnography: The Anesthesia Disaster Early Warnning System, 1986 , vol5, N3 pp194-205
  3. J.Moyle, A.Davey Ward’s anaesthetic equipment, 4-th edition, Saunders, 1998
  4. D.O’Flaherty Capnography BMJ Publications 1994
  5. B.Al-Shaikh, S.Stacey Essentials of anaesthetic equipment, 1995, Churchill Livingstone

По ссылке http://www.terradeck.ru/terrasnaja-doska-iz-DPK большой выбор композитной террасной доски.

Рекомендации DAS

На нашем сайте выложен перевод рекомендаций Общества по проблемам трудных дыхательных путей, которые касаются вопросов ведения трудной интубации трахеи. Настоятельно рекомендуем для ознакомления.

Приглашаем к сотрудничеству

Русский Анестезиологический Сервер приглашает к взаимовыгодному сотрудничеству:

  • Кафедры анестезиологии-реаниматологии медицинских ВУЗов
  • Учреждения практического здравоохранения
  • Практикующих врачей, преподавателей, студентов

Область сотрудничества: публикация статей, методических материалов и книг; размещение объявлений на портале; участие в проведении научных исследований и многое другое.

Контакты »



Рассылка новостей сервера

Вы можете подписаться на рассылку новостей нашего сайта здесь. В рассылку включены новости сервера, а также новые материалы, публикуемые на сайте

По всем интересующим вопросам вы можете связаться с администрацией сайта посредством электронной почты admin@rusanesth.com или с помощью формы обратной связи на странице Контакты.


Поиск по сайту


Также для поиска информации на сайте вы можете воспользоваться картой сайта.