Капнометрия и капнография

Введение

При проведении общей анестезии мы создаем искусственную «кому», из которой мы планируем выйти в конце. Большинство используемых препаратов для анестезии имеют сердечно-сосудистые и дыхательные побочные эффекты. Эти побочные эффекты делают анестезию потенциально опасной процедурой. Здоровые собаки и кошки имеют риск смертности 0.054% и 0.112%, соответственно (1). Сообщается, что фактическая смертность при проведении анестезии у людей ниже 0.05 для 10000 человек (2).

Мы сосредоточимся на мониторинге жизненных показателей систем организма, таких как сердечно-сосудистая и дыхательная система, которые ответственны за адекватную поставку кислорода к органам. Во-первых, анестезиолог должны всегда использовать его собственные чувства (зрение, осязание, обоняние, слух). Вместе с тем, эта информация является качественной, а не количественной. Поэтому мониторинг, проводимый анестезиологом, может быть дополнен механическим и электронным вспомогательным оборудованием.

За последние два десятилетия на рынке появились многочисленные новые технические устройства, а более доступные цены привели к увеличивающейся популярности их использования в ветеринарной анестезиологии. Они работают непрерывно и могут модернизировать клиническое наблюдение более детальной информацией. Технические устройства мониторинга иногда снабжают человека и неправильной информацией. Следовательно, необходимо хорошо понимать функции и пределы этих приборов, а также физиологическое значение информации, которую они предоставляют, если вы хотите, чтобы они были полезными и увеличивали безопасность.

Капнометрия и капнография

Принцип

Капнометрия – это измерение и числовой показатель концентрации CO2 в дыхательных газах во время полного цикла дыхания (вдох и выдох). При наличии непрерывного графического дисплея (экрана или бумаги) измерение отображается в виде типичных кривых (“капнограмм”), а технику/прибор часто обозначают как “капнографию/капнограф”. Принцип измерения заключается в поглощении инфракрасного света молекулами CO2. Капнометры могут быть инфракрасными анализаторами “в боковом потоке” или непосредственно «в дыхательном потоке». Капнометры бокового потока имеют трубку, соединенную с дыхательным контуром, для непрерывного отбора пробы дыхательных газов. Этот образец затем анализируется в камере анализатора. При капнометрии в основном потоке уменьшение размеров позволяет поместить анализатор непосредственно в дыхательный контур, а сигнал производится здесь же. Обе системы имеют преимущества и недостатки, но для очень мелких животных и при высокой частоте дыхания предпочтительной является капнометрии в основном потоке.

Капнограмма

Есть четыре различающиеся фазы капнограммы, основанные на том факте, что CO2 производится в клетках в результате метаболизма, транспортируется к легким, где удаляется при альвеолярной вентиляции.

Фаза I -инспираторная исходная линия. Эта фаза представляет анализ CO2 газовой смеси, вдыхаемой пациентом. Исходная линия должна иметь нулевое значение, в противном случае пациент повторно вдыхает CO2.

Фаза II – экспираторный подъем кривой. Он представляет поступление в образец CO2 из альвеол, смешивающийся в газом, находящимся в воздухоносных путях. Отмечается крутой подъем кривой.

Фаза III – экспираторное (альвеолярное) плато, которое представляет чистый альвеолярный газ. Из-за неравномерного опорожнение альвеол, наклон кривой продолжает постепенно повышаться во время выдыхательной паузы. Пик выдыхаемого CO2 обозначают как концентрация СО2 в конце выдоха (EtCO2).

Phase IV – инспираторное падение кривой. Это — начало ингаляции, и кривая CO2 падает круто до нуля.

Во время анестезии с длительным экспираторным временем фаза III может показать кардиогенные колебания.

Капнометр, как правило, показывает частоту дыхания, уровень EtCO2 и иногда уровень инспираторного CO2. Концентрация СО2 в конце выдоха — парциальное давление CO2 в конце выдоха. При использовании капнографа наличие нормальной формы капнографической кривой указывает на то, что уровень EtCO2, вероятно, представляет собой истинный экспираторный образец. При нормальных условиях перфузии/вентиляции в легких EtCO2 отражает парциальное давление CO2 в артериальной крови (PaCO2). Следовательно, капнометрия предоставляет непрерывный неинвазивный способ отразить парциальное давление CO2 в артериальной крови, которая непосредственно определяется альвеолярной вентиляцией.

Концентрация СО2 в конце выдоха отображается как концентрация в объемных процентах (%) или как парциальное давление (mmHg, kPa). Концентрация может быть преобразована в mmHg (kPa) по формуле: PaCO2 = (Pb-47) x % CO2/100, где Pb — атмосферное давление. Капнометры часто могут сами выполнять оба преобразования благодаря наличию датчика атмосферного давления в устройстве.

Концентрация СО2 в конце выдоха между 4 и 6 % (35 и 45 mmHg, 4.6 и 6 kPa) считается нормальной у животных под анестезией.

Клиническая польза капнометрии/капнографии:

Подход к правильной интерпретации капнографической информации заключается, во-первых, в проверке присутствия нормальной капнографической кривой. Затем нужно отметить численное значение EtCO2 и учесть возможный вклад метаболизма, циркуляции и вентиляции в происхождении этого числа. Когда эти две функции устойчивы, капнометрия контролирует третью функцию. Например, если метаболизм и циркуляция устойчивы, капнометр мониторирует вентиляцию. Наоборот, если метаболизм и вентиляция будут очень устойчивы, то будет более полна отражена циркуляция. Дополнительно капнография предоставит информацию о проходимости воздухоносных путей, технических ошибках и адекватности потока газа в дыхательной системе. Капнограф стал стандартной методикой мониторинга эффективности вентиляции во время операции, и, таким образом, уменьшает потребность в инвазивном анализе газов крови.

Повышение концентрации конечного CO₂ может быть обусловлено нарушением альвеолярной вентиляции (анестетики приводят к депрессии дыхания), повышению уровня метаболизма (злокачественная гипертермия или сепсис) или поступлением CO₂ в циркуляторную систему как результат повторного вдыхания CO₂. Снижение концентрации EtCO2 может быть связано с гипервентиляцией или снижением сердечного выброса (снижение объема крови, поставляемой в легким) или выраженной гипотермией. Быстрое падение EtCO2 при наличии дыхательных движений является хорошим индикатором падения циркуляции и остановки сердца. Отсутствие EtCO2может говорить об остановке дыхания (отсутствует альвеолярная вентиляция), остановке сердца (отсутствует циркуляция) или технических проблемах (ниже). Быстрая диагностика остановки сердца дает больше шансов для успешного исхода сердечно-легочной или кардиопульмональной реанимации. Уровни EtCO2 во время реанимации и массажа сердца зависят от перфузии легких и в гуманной медицине имеют прогностическое значение для успешного восстановления спонтанной циркуляции.

Некоторые технические аспекты дыхательной системы, ее функции и связи с пациентом также мониторируются количественно (показатели капнометра) и качественно (морфология капнограммы). Присутствие вдыхаемого CO2 (возвратное дыхание) может произойти из-за истощения натровой извести, поврежденного выдыхательного клапана на анетезиологическом инструментарии, что приводит к повторному вдыханию CO2 (даже при нормальной функции натровой извести), недостаточного потока газа в системе, которая отвечает за отсутствие повторного вдыхания выдыхаемого воздуха, или внутривенном введении бикарбоната. Неправильные капнограммы могут быть обусловлены смещением эндотрахеальной трубки, неправильной постановкой эндотрахеальной трубки (интубация пищевода), обструкцией эндотрахеальной трубки или воздухоносных путей (грыжа эндотрахеальной манжеты) (рисунок 7), заворотом эндотрахеальной манжеты (рисунок 8) или разъединением эндотрахеальной трубки от прибора для дачи анестезии.

Ограничения

Недостаток капнометров по сравнению с капнографами состоит в отсутствии капнограммы, и таким образом, невозможности проведения качественного анализа и точной диагностики морфологических изменений выдыхаемого CO2.

При несоответствии перфузии/вентиляции в легких становится важным, что EtCO2 недооценивает PaCO2 из-за увеличения альвеолярного мертвого пространства (например, снижение сердечного выброса, легочная тромбоэмболия).

В устройствах с боковым потоком артефактно низкое значение EtCO2 можно отметить при сопутствующей аспирация атмосферного воздуха, происходящей на любом уровне между точкой забора пробы и измерительным контуром, при высокой частоте дыхания и очень низких конечных объемах, а также если взят образец свежего газа в невозвратных системах. Может происходить обструкция трубки забора пробы конденсированной влагой или при аспирации различных жидкостей. При использовании капнографов основного потока камера для измерения или адаптор могут быть повреждены, что приводит к ошибочному уровню EtCO2 или показателям уровня вдыхаемого CO2. Технология бокового потока предоставляет больше (менее важных) возможностей, например, отбор проб непосредственно от ноздрей или трахеи, тогда как технология основного потока ограничена наличием эндотрахеальной трубки, но она справляется лучше с большой частотой дыхания и очень маленькими периодическими объемами.