Категория: ИВЛ

Опубликовано: 03 октября 2013

Принцип измерения

Капнография — это прямое измерение концентрации двуокиси углерода в дыха­тельных путях и представление на экране кривой изменений этой концентрации, называемой капнограммой. Концентрацию двуокиси углерода можно Измерить методами масс-спектрометрии, рамановской спектроскопии или по поглощению в инфракрасной области. Большинство прикроватных Мониторов являются инф­ракрасными газоанализаторами, работающими на длине волны 4,26 мкм. Измере­ние концентрации С₂ производится либо в основном потоке газа, либо в пробе дыхательного газа, непрерывно аспирируемой из основного потока по измеритель­ной магистрали. Оба метода имеют свои достоинства и недостатки и одинаково широко применяются в клинике.

Практическое использование капнографии связано с определенными техниче­скими трудностями, к которым относятся необходимость периодической калибров­ки прибора и снижение точности измерения из-за примеси других газов, например закиси азота, Особую проблему представляет конденсация воды в измерительной системе, вызывающая окклюзию измерительной магистрали капнографа или зал-вание сенсора, расположенного в основном потоке газа. Изготовители использ некоторые способы решения этой проблемы. Например, устанавливают влагоулс тель, обеспечивают периодическую продувку магистрали, включают в констр) магистрали мембрану, избирательно проницаемую для водяного пара, снабжа '.евателем сенсор в потоке газа и применяют систему автоматической §

Нормальная капнограмма

Нормальная капнограмма показана иа рис. Во время вдоха парциальное давление двуокиси углерода (Г, .о равно нулю. В начале выдоха, когда по магистрали течет газ ИЗ анатомического мертвого пространства, г. <,, остается равным нулю (фаза I). За­тем, когда к газу мертвого пространства начинает примешиваться газ из альвеол, ве­личина Pi ■ резко возрастает (фаза II). В течение оставшейся, большей, части выдоха кривая выходит на плато (фаза III). Показатель Р< ,,„ измеренный в конце альвеоляр­ного плато, называют конечно-экспираторным парциальным давлением углекислого газа (Peto. > .V При нарушении легочных функций форма капнограммы изменяется.

Конечно-экспираторный показатель парциального давления двуокиси углерода

Предполагается, что Реи,,-, равно парциальному давлению двуокиси углерода в альвеолах. PaqL определяется вентиляционно-перфузионным отношением (V/Q) (рис 26-2) При нормальном V/Q парциальное давление двуокиси углерода в аль­веолах приближается к Ра_Со₂- Если V/Q снижается, то парциальное давление двуокиси углерода в альвеолаЛковышается, приближаясь к напряжению дЩ рода в смешанной венозной крови. При повышении V/Q (то есть при увели мертвого пространства) парциальное давление двуокиси углерода в альвЩ >удет приближаться к парциальному давлению углекислого газа во вдыхаемом воз­духе. Pet_C02 ^может» следовательно, приближаться к парциальному давлению этЦр газа во вдыхаемой смеси, то есть к нулю, или, напротив, к напряжению С₂ в смешан­ной венозной крови. Увеличение или уменьшение Petco2 может быть обусловлено из­менениями продукции С₂ (метаболизмом), изменениями доставки углекислоты в альвеолы (расстройствами кровообращения) или изменениями альвеолярной вен­тиляции. Однако компенсаторные механизмы, обеспечивающие гомеостаз, могут под­держивать значение Pet_Co₂ неизменным. На практике Petco2 является универсаль­ным индикатором сердечно-легочного гомеостаза и обычно не указывает на кон­кретную причину расстройства.

В клинической практике можно использовать показатель P(a-et)co2> представ­ляющий собой градиент между Ра_Ссъ и Pet_CQ2. Обычно этот градиент не превышает 5 мм рт. ст. Однако при заболеваниях, вызывающих увеличение мертвого простран­ства (с увеличением вентиляционно-перфузионного отношения, V/O), Petco2 ^м* жет стать значительно ниже, чем напряжение двуокиси углерода в артериальной крови. Иногда, хотя с этим согласны не все, Petco2 может оказаться выше, чем Ра_Со₂-

Категория: ИВЛ

Опубликовано: 03 октября 2013

Существует ряд условий, которые следует соблюдать, применяя пульсоксиметрию. Их должны знать все врачи, пользующиеся этим методом в своей практике. Смеще­ние датчика и яркий свет в помещении могут влиять на точность измерения показа­телей. Смещения датчика можно избежать, установив его не на руке, а на мочке уха иди на пальце ноги, а влияние освещения можно уменьшить, обернув датчик свето­непроницаемым материалом. При проведении пульсоксиметрии по умолчанию пред­полагают, что концентрации карбоксигемоглобина и метгемоглобина низки (< 2 %). Присутствие большого количества карбоксигемоглобина и метгемоглобина исклю­чает применение пульсоксиметрии, так как появляются артефакты, которые могут ввести врача в заблуждение. Большое влияние на точность оказывают введенные внутривенно красители, особенно метиленовый синий. Поскольку при пульсокси­метрии измерение проводится только в пульсирующем сосудистом ложе, ее показа­тели становятся неинформативными при остановке сердечной деятельности. Нане­сенный на ногти лак снижает точность показаний, поэтому перед использованием пульсоксиметра лак следует удалить. На результаты пульсоксиметрии влияет так­же степень пигментации кожи. На точность измерения не влияют гипербилируби-немия и большая концентрация фетального гемоглобина. Хотя метод считается аб­солютно безвредным, иногда на месте установки датчика возникают ожоги, пролеж­ни и некроз кожи.

Следует помнить, что показатели пульсоксиметрии не содержат информащ| о качестве вентиляции и кислотно-основном состоянии. Клинически значимые ко­лебания Расоо и рН могут сочетаться с минимальными изменениями сатурации. ЛС кое сочетание особенно типично для значений Spo₂ > 95 /о, что весьма часто случается при ИВЛ. Очень важно также понимать, что польза от пульсоксиметрии при восстановлении самостоятельного дыхания невелика. При неудачной ключения респиратора десатурация возникает довольно поздно, поэтому для тси дыхания больного лучше пользоваться другими признаками (например, 31 нием дыхания, тахикардией, вовлечением в дыхание вспомогательных мышц, лением профузного пота). Так как пульсоксиметрия не позволяет оценить снаб» тканей кислородом, то у больного значительная тканевая гипоксия может наблю­даться и на фоне нормального насыщения гемоглобина кислородом.

Пульсоксиметрия показана больным, находящимся в нестабильном состоянии, предрасполагающем к десатурации, а также больным, подвергающимся лечебным воздействиям, способным вызвать десатурацию (например, бронхоскопии) или дру­гие сдвиги оксигенации артериальной крови (например, изменения Fio₂ или ПДКВ), При регулировании значения Fio₂ У большинства взрослых больных, которым про­водится ИВЛ, значение сатурации в пределах 92-94 % у светлокожих (и 95 % у чер­нокожих) больных является надежным признаком достаточности оксигенации (на­пряжение кислорода в артериальной крови не ниже 60 мм рт. ст.). Несмотря на то что применение пульсоксиметрии снижает потребность в определении напряжения газов в артериальной крови при изменениях Fi₀₂ или ПДКВ, тем не менее, она не исключает необходимости в периодическом инвазивном контроле Расог» Р^ао₂» рН, а также Sa₀₂ методом СО-оксиметрии.

Категория: ИВЛ

Опубликовано: 03 октября 2013

ЦЕЛИ

Описать принципы, лежащие в основе пульсоксиметрии, капнографиии чрескожного мониторинга газового состава крови.

Обсудить показания к применению и правила использования пульсоксимепкапнография и чрескожного мониторинга газового состава крови.

Описать нормальную капнограмму.

Сравнить неинвазивный мониторинг и лабораторное определение газового соста­ва артериальной крови.

Введение

Во время ИВЛ очень часто возникает необходимость в неинвазивном мониторинге дыхания. В первую очередь это относится к пульсоксиметрии, которую в большин­стве отделений интенсивной терапии используют как стандартный метод наблюде­ния за состоянием бальных. Хотя в настоящее время пульсоксиметрия стала неотъем­лемой частью мониторинга вентилируемых больных, следует помнить, что до сих пор не появилось работ, которые подтвердили бы влияние такого мониторинга на исход ИВЛ. По большей части популярность пульсоксиметрии обусловлена просто­той применения, особенно в сравнении с камиографией и чрескожным мониторин­гом. Капнографией обычно пользуются в операционных и в некоторых отделениях интенсивной терапии, а чрескожные мониторы газового состава крови в настоящее время практически вышли из употребления.

Принцип измерения

Пульсоксиметр излучает свет двух длин волн (обычно 660 и 940 нм), проходящий через пульсирующий сосудистый бассейн. Степень насыщения гемоглобина кисло­родом (Spo₂) определяется при сравнении форм двух плетизмографических кривых. Выпускается большое количество разнообразных пульсоксиметрических датчиков — одноразовых и многоразовых, включая датчики для пальцев рук и ног, для мочки уха, носовые датчики и датчики для стоп. В некоторых пульсоксиметрах осуществ­ляется индикация амплитуды сигнала и на дисплей выводится плетизмографическая кривая. Наблюдение за формой фотоплетизмограммы позволяет врачу выявлять артефактные значения Spo₂, обусловленные, например, смещением датчика. Так как пульсоксиметры регистрируют каждую артериальную пульсовую волну, их исполь­зуют не только для измерения Sp₀₂, но также для наблюдения за сердечным ритмом. Показания сатурации считаются сомнительными, если частота пульса по данным пульсоксиметрии значительно отличается от реальной. Тем не менее следует заме­тить, что и точное отображение частоты пульса не гарантирует точности измерения Spoj.

В пульсоксиметрах в качестве референтных используются эмпирически получен­ные в исследованиях на здоровых добровольцах плетизмографические кривые. При показателях сатурации выше 70 % точность пульсоксиметрии лежит в пределах ^;±. 4-5%. Для того чтобы оценить клиническое значение такой точности, надо принять во внимание особенности кривой диссоциации оксигемоглобина.

 Если истинная сатурация равна 90 %, то давление артериальной крови равно приблизительно 60 мм рт. ст. Однако, ее; турация равна 100 %, то напряжение кислорода в артериальной крови очень высоким, например > 150 мм рт. ст. При значениях сатурации < 70 % точйШ! И пульсоксиметрии еще ниже, однако клиническая значимость этого факта спорна. Пользуясь показателями сатурации, врач должен помнить о соотношении, связыва­ющем сатурацию и напряжение кислорода. При этом судить о напряжении кислоро­да в артериальной крови, исходя из степени насыщения гемоглобина кислородом, надо с большой осторожностью. Кроме того, пульсоксиметрия малопригодна для обнаружения гипероксемии.

Как монитор пульсоксиметр уникален тем, что не требует индивидуальной ка­либровки. Встроенные в программное обеспечение приборов калибровочные кри­вые отличаются в устройствах разных производителей и, более того, могут отличаться в разных моделях одной и той же фирмы. По этой причине у одного больного жела­тельно пользоваться одним и тем же яульсоксиметром и одним и тем же датчиком. В идеале, показатели пульсоксиметрии надо периодически сравнивать со значения­ми сатурации, полученными с помощью GO-оксиметрии. Результаты выборочного контроля Spo-., при котором остается неизвестным соотношение между Spo₂ и Sao₂ во всем диапазоне значений у данного больного, следует интерпретировать с осто­рожностью.

Категория: ИВЛ

Опубликовано: 27 сентября 2013

ВЕНТИЛЯЦИЯ

Мертвое пространство — это часть минутного объема вентиляции, не участвующая в газообмене. Оно состоит из анатомического мертвого пространства и альвеоляр­ного мертвого пространства. Величину мертвого пространства вычисляют, исполь­зуя уравнение Бора:

V_D/V_T = (Pa_C02-PS_CJ/Pa_C02,

где V_D/V_T есть доля общей вентиляции, приходящаяся на мертвое пространство, а Рё_Со₂ — парциальное давление двуокиси углерода в смешанном выдыхаемом газе. В норме величина V_D/V_T составляет 0,2-0,4. К причинам повышения V_D/V_T от­носят тромбоэмболию легочной артерии, ИВЛ под положительным давлением, гипоперфузию легких и высокочастотную низкообъемную вентиляцию легких. Для определения Р_Со₂ смешанный выдыхаемый газ собирают в течение 5-15 мин (рис. 25-1). В период сбора газа больной должен находиться в покое; минутный объем вентиляции (V_E) должен оставаться неизменным. В это же время берут пробы крови для определения напряжения кислорода в артериальной крови. Во многих совре­менных респираторах существование фонового потока газа в контуре (bias flow) за­трудняет отбор смешанного выдыхаемого газа для вычисления V_D/V_T. В этом овд чае Рё_со₂ можно вычислить, исходя из показателей V_c02 и V_E

Схема устройства для сбо­ра выдыхаемого газа и определения парциального давления С₂ в нем

Поскольку условием проведения процедуры определения мертвого пространства является отсутствие утечек газа из системы, она не может быть выполнена у боль­ных с бронхоплевральными свищами.

Альвеолярная вентиляция

Зная величины С₂ и V_E, можно вычислить V_v:

V_A=V_E х Pl_COj/Pb.

Величину альвеолярной вентиляции можно также вычислить, зная отношения V_D/V_T:

Va=V_e-(v_exV_d/V_t).

ПУНКТЫ ДЛЯ ЗАПОМИНАНИЯ

• Величина Рао₂/РА₀₂ более стабильна при изменениях Fi₀₂, чем альвеоло-артери-альная разница по кислороду.
• Величину Pao₂/Fio₂ легко вычислять, и, кроме того, она тесно коррелирует с объе­мом легочного шунта и отношением Ра₀₂/РА₀₂.
• Qs/Qx вычисляют, исходя из Сс'о₂, Са₀₂ и Cv₀₂.
• V_D/V_т вычисляют, исходя из Расо₂ и Рё_Со₂-Величину альвеолярной вентиляции вычисляют, исходя из V_E и Рсо₂ или V_Eи V_D/V_T.
•  Парциальное давление кислорода в альвеолах является функцией барометричес­кого давления, Fi₀₂> Расо₂^и дыхательного коэффициента. На величину альвеоло-артериальной разницы по кислороду влияет не только легочный шунт, но также Fio₂и содержание кислорода в смешанной венозной крови.

Категория: ИВЛ

Опубликовано: 27 сентября 2013

Шунтирование — это сброс части сердечного выброса из правых отделов сердца в левые, в обход зоны легочного газообмена. Величину шунта вычисляют, исходя из конечно-капиллярного содержания кислорода (Сс'о₂), содержания кислорода в ар­териальной крови (Сао₂) и в смешанной венозной крови (Cv₀₂):

Qs/Qt = (Ccb₂ -CaJ/(Cc'₀₂ Ж J

где Qs — шунтируемая часть сердечного выброса, Qt — сердечный выброс, Сс'о₂ — содержание кислорода в конечной части легочных капилляров, Са₀₂ — содержание кислорода в артериальной крови, Cvo₂ — содержание кислорода в смешанной веноз­ной крови. Содержание кислорода в конечной части легочных капилляров, в арте­риальной крови и в смешанной венозной крови можно вычислить по следующему уравнению:

содержание 0₂ (мл 0₂ /100 мл крови) = Hb х 0₂НЬх 1,34 + 0,003

где НЬ — содержание гемоглобина, 0₂НЬ — насыщение гемоглобина кислородом, Ро₂ — парциальное давление кислорода.

Содержание кислорода в артериальной крови (Сао₂) вычисляют по параметрам газового состава артериальной крови, а содержание кислорода в смешанной веноз­ной крови (Cvq₂) рассчитывают по показателям газового состава крови из легочной артерии. Сс'о₂ вычисляют, исходя из допущения, что напряжение кислорода в конеч­ной части легочных капилляров равно парциальному давлению кислорода в альвео­лах. Если давление кислорода в альвеолах превышает 150 мм рт. ст., то допускают, что кровь в конечной части легочных капилляров максимально насыщена кислородом. Так как в крови всегда присутствуют небольшие фракции карбоксигемоглобина (СОНЬ) и метгемоглобина (metHb), то уравнение для определения насыщения кис-юродом крови конечной части легочных капилляров принимает окончательный вид: 

SC₀₂ = 1 - СОНЬ - metHb.

Откуда:

Сс'₀₂ =(HbxSC₀₂ x1₅34)-t(0,003xPa_oJ.

При отсутствии катетера в легочной артерии забор пробы смешанной венозной кро­ви невозможен, и объем шунта вычисляют по формуле:

Qs/Qt = (Сс'о₂ -Са_з)/(з,5 + (СсЬ_г -CaJ.

Числом 3,5 об % заменяют выражение (Са₀₂ - Cv₀₂), если больной гемодинамич ски стабилен и у него нормальная температура тела. Если напряжение кислорода в артериальной крови повышено (> 150 мм рт. ст.), то можно воспользоваться моди­фицированным уравнением шунта: 

Qs/Qt = 1(ра_з -PaJx 0,003J/[3,5 + (pa_j - Ра_з )х 0,003J

В условиях, когда насыщение гемоглобина кислородом в артериальной крови равно 100 %, выражение (Сс'о₂ - Сао₂) можно заменить выражением (Ра₀₂ - Рао₂) х 0,003.

Категория: ИВЛ

Опубликовано: 27 сентября 2013

ЦЕЛИ

• Рассмотреть способ расчета давления кислорода в альвеолах.
• Рассмотреть способ расчета следующих показателей оксигенации: альвеолярно-артериальной разницы по кислороду, отношения напряжения кислорода в арте­риальной крови к давлению кислорода в альвеолах, отношения напряжения кис­лорода в артериальной крови к Fi₀₂, дыхательного индекса, индекса оксигенации.
• Обсудить клиническую значимость каждого из этих показателей.
• Рассмотреть способ расчета легочного шунта.
• Рассмотреть способ расчета объема вентиляции мертвого пространства и альвео­лярной вентиляции

ВВЕДЕНИЕ

Расчетные показатели оксигенации и вентиляции используют с различными целя­ми. Применение этих индексов позволяет дать точную оценку оксигенации и венти­ляции и определить механизмы расстройств газообмена. Хотя некоторые специали­сты убеждены в большой пользе этих индексов для клинической практики, эти по­казатели все же не являются безусловно необходимыми для оценки качества оксигенации и вентиляции у постели больного. Однако знание смысла этих показа­телей способствует лучшему пониманию состояния газообмена при проведении ис­кусственной вентиляции легких.

Оксигенация

Альвеолярное Р<>| (Ра_п ) можно рассчитать по уравнению альвеолярного газа:

Р»о,-(и<ь) х (РЬ-Р„,) * (Ра₍₎₁х (н_о +(l-FiJ)/R),

где Пм. фракция кислорода во вдыхаемом газе, РЬ — барометрическое давление, Рц_:п - давление водяного пара (47 мм рт. ст. при температуре 37 *С), a R — дыха­тельный коэффициент (у,,,. у,,,) Обычно при вычислении парциального давле­ния кислорода в альвеолах величину дыхательного коэффициента принимают рав­ной 0,8. Следует заметить, что степень влияния дыхательного коэффициента на ре­зультат вычисления зависит от П,,,. При значениях Fi,,,>0.6n влияние дыхательного коэффициента на результат расчета становится пренебрежимо малым и уравнение альвеолярного газа принимает вид:

PA_Oj=(Pb-P_Hi0)x Pic-Pa.

При значениях Fi_v < 0,60 Рл вычисляют по формуле:

PA₀₂=(Pb-P_Hj)-l,25 х Pa_ccv

Производные показатели

Существует несколько индексов, которые вычисляют по величине напряжения кис­лорода. При расчете каждого из них Ра₀₂ сопоставляют либо с Ра_з, либо с Fio₂.

Альвеола-артериальная разница по кислороду (Р(Аг*а)₀₂)

Альвеоло-артериальную разницу по кислороду (Р(л-а)о₂) получают, вычитая Ра< _г Величина Р(л-а)о₂ возрастает при нарушениях вентиляционно-перфузион ошения, шунтировании крови и при диффузионных нарушениях, Ра_Со₂^не влияют на величину Р(А-а)о₂, поскольку Ра_Со₂ крови учитывается при рас­чете Ра₀₂. Клиническому применению Р(А-а)₀₂ препятствует зависимость этого по­казателя от Fio₂. В норме Р(л-а)₀₂ составляет 5-10 мм рт. ст. при дыхании атмо­сферным воздухом, но достигает 30-60 мм рт. ст. при дыхании чистым кислородом. Такая вариабельность, обусловленная изменением Fi₀₂, ограничивает использова­ние данного показателя в качестве индикатора легочной функции и обесценивает его как предиктор зависимости Рао₂ от Fi₀₂. На величину Р(л-а)₀₂ влияет не только Fio₂» но также степень внутрилегочного шунта и нарушения вентиляционно-перфу-зионного отношения. У больных, находящихся в критическом состоянии, величина Р(л-а)о₂ не проявляет достаточной корреляции со степенью легочного шунта. Кро­ме того, на величину Р(л-а)о₂ влияет содержание кислорода в смешанной венозной крови.

Ра₀₂/РАо₂

Величину Ра₀₂/РАо₂ вычисляют делением напряжения кислорода в артериальной крови на парциальное давление кислорода в альвеолах. В отличие от Р(А-а)о₂, от­ношение Рао₂/РА₀₂ остается достаточно стабильным при изменениях Fi₀₂. Уменьшу ние величины Ра₀₂/Рло₂ < 0,75 указывает на легочную дисфункцию, возникающую в результате нарушения вентиляционно-перфузионного отношения, шунтирования крови или диффузионных нарушений. Отношение Ра₀₂/Рл₀₂ оказывается наиболее стабильным в диапазоне значений < 0,55, а также когда Fio₂^> 0,30 и Ра₀₂ < 100 мм рт. ст. Ра₀₂/РА₀₂ является более ценным показателем, чем Р( А-а)о₂ для срав-нения легочной функции у разных больных при различные значениях Fi_Q2, а также для мониторинга легочной функции данного больного при разных значени­ях Fi₀₂. Показатель Ра₀₂/РА₀₂ можно использовать для определения Fio₂, необходи­мой для достижения целевого уровня Рао₂: 

Fi_Q2 необходимая = [(целевое Ра_Сз )/(Pa_j /Ра_з )+ Ра_СОз J/(Pb - 47).

Это отношение редко используется в клинической практике, так как быстрое регу­лирование Fio₂ для поддержания желаемого уровня оксигенации артериальной кро­ви удобнее проводить под контролем пульсоксиметрии.

Величина Pa₀₂/Fi₀₂ вычисляется проще, чем Р(А-а)₀₂ или Ра₀₂/РА₀₂, так как для этого не требуется предварительного вычисления Ра₀₂. В связи с простотой расче­та именно этот показатель может стать самым используемым оксигенационным индексом. Уменьшение величины Pao₂/Fio₂ < 200 у больных с острой дыхательной недостаточностью бывает обусловлено значительным шунтом. На величину Рар^ Fi₀₂ влияют изменения Расо₂- Было, однако, показано, что этот показатель так яЦ тесно коррелирует с величиной легочного шунта, как и Ра₀₂/РАо₂, но имеет то пре­имущество, что его легче вычислить. Pa₀₂/Fio₂ | 200 указываема ОРДС^СЛиже это отношение равно 200-300, имеет место острое повреждение легких.

Респираторный индекс (RI) вычисляют делением Р(л-а)₀₂ на Ра₀₂. Этот показатель

лучше отражает нарушения оксигенации, чем Р(А-а)₀₂, но не имеет никаких пре­имуществ перед Ра₀₂/РАо₂ и Pao₂/Fi₀₂-

Индекс оксигенации

Индекс оксигенации (OI) связывает величины Ра₀₂, Fi₀₂ и среднее давление в дыха­тельных путях (Paw);

О1 = (н_0|х Paw х 100)/Ра_о.

У взрослых данный индекс почти не используется, но он часто применяется для оп­ределения причины дыхательной недостаточности у детей младшего и среднего воз­растов.