全面了解呼气末二氧化碳监测（Capnography）
全面了解呼气末二氧化碳监测（Capnography）
从生理角度看，组织产生的二氧化碳扩散进入静脉血，到达右心后经肺循环抵达肺部。在此处氧气（O2）进入血液，二氧化碳（CO2）被排出，并于呼气时排出体外。
测量呼气中的CO2可直接反映肺部排出CO2的变化；间接反映组织层面CO2生成的变化以及循环系统将CO2输送至肺部的变化。因此，二氧化碳监测是一项重要的无创技术，可监测CO2生成、肺灌注、肺泡通气及呼吸模式。
现行术语总结如下。
时间二氧化碳图可分为吸气段（0相）与呼气段。呼气段类似于单次呼吸氮曲线或单次呼吸CO2曲线，分为I、II、III相，偶尔有IV相，代表CO2浓度的终末上升。II相与III相之间的夹角为α角；III相与下降支之间接近90度的夹角为β角。
呼气末二氧化碳分压（PETCO2）：
如生理部分所述，CO2浓度在呼气末达到最高。该最高浓度称为呼气末二氧化碳浓度或分压，取决于以分数浓度还是以mmHg表示。呼气末二氧化碳反映最后排空肺泡的CO2浓度。ETCO2正常值约为5%或35-37 mmHg。血液CO2（PaCO2）与呼出CO2（呼气末CO2或PetCO2）之间的梯度通常为5-6 mmHg。对于肺部基本正常的病人，PetCO2可用于估算PaCO2。
呼出二氧化碳的测量：
呼出CO2（呼气末CO2）由多种设备检测/测量——比色法、二氧化碳测定法与二氧化碳监测法。当这些设备测不到CO2时，意味着气管导管位置错误（误入食管），或如心脏骤停时肺部CO2供应缺失/减少。当心输出量增加时（如复苏后），PetCO2可提供通气与循环是否充分的信息（3）。
比色法：
如上节所述，该化学装置提供连续、半定量的EtCO2监测，具有3个颜色区间
A- 紫色 — EtCO2 < 0.5%
B- 棕褐色 — EtCO2 0.5-2%
C- 黄色 – EtCO2 >2%
正常EtCO2 >4%，因此当气管导管置入循环完好者体内时，装置应变黄。该装置的局限性
1. 该装置可用于确认非心脏骤停病人的气管导管位置。对于心脏骤停病人，若EtCO2 <0.5%，该装置几乎无法确认气管导管，因为导管可能位于食管，或循环未能将足够CO2输送至肺部。在非骤停病人中该装置灵敏度为100%，而在心脏骤停病人中为69%（4）。
2. 当装置被酸性物质污染（如胃酸、利多卡因盐酸盐、肾上腺素盐酸盐）时，膜可能变“黄”（提示EtCO2 > 2%）。
3. 若装置被分泌物堵塞或损坏，则无法读数。
二氧化碳监测法与二氧化碳测定法：
这些设备同时提供波形（二氧化碳图）与呼气末CO2的数字读数。ETCO2数字读数可用mmHg（呼出气体中CO2分压）或呼出气体中的百分比表示。多数常用设备以“CO2红外吸收”为工作原理。
它们可分为主流式或旁流式（如生理部分所述）。
院外环境下二氧化碳监测的应用：
气管插管：
当上述设备测不到CO2时，意味着气管导管位置错误（误入食管），或如心脏骤停时肺部CO2供应缺失/减少。当心输出量增加时（如复苏后），PetCO2可提供通气与循环是否充分的信息（3）。
气管插管用于呼吸衰竭、心脏骤停、昏迷等多种临床情况。其并发症中，最严重的是意外的食管插管。以下方法可提示但无法确认气管导管位置正确。
双侧、对称的呼吸音。
双侧胸壁运动。
胃部/上腹部无呼吸音或咕噜声。
气管导管内壁起雾。
颈部可触及导管/套囊。
发绀消失或病人面色改善。
上述方法均无法“万无一失”地确认气管导管位置。正如所言：“即便是认真细致的麻醉医师，也可能无法通过常用方法区分气管与食管插管（1）。”Stewart等（2）在一项急救人员插管研究中，将食管插管的并发症发生率归因为1.8%。
正常的波形与“数字读数”可确认气管导管位于气管内。在低心输出量状态如休克、心脏骤停或胸外按压不充分时，可能检测不到PetCO2。若病人饮用过碳酸饮料（5）或尝试过口对口通气，食管插管后也可能检测到CO2（假阳性）。此时EtCO2应迅速降至零（3-6次呼吸内），且波形也不“正常”。Vukmir等（6）报道二氧化碳监测定位气管导管的灵敏度与特异度均为100%。
食管插管
在心肺复苏中的作用：
心输出量与EtCO2之间呈对数关系（3）。在低流量状态下，肺部CO2供应减少是EtCO2的主要限速决定因素。White R.D.等（7）将EtCO2测量用于院外心脏骤停，得出结论：二氧化碳监测即使在无明显脉搏（假性电机械分离-EMD）时也能检测肺血流的存在，并能快速反映因心律改变引起的肺血流（心输出量）变化。
数据显示PetCO2还与冠状动脉灌注压（CPP）相关（8）。已知其与CPR期间的脑灌注压及脑血流相关（9），但与神经预后无关。灌注压与ETCO2之间的相关性可能继发于PETCO2与心输出量的关系。
Callaham M等（10）利用初始PetCO2读数预测CPR期间自主脉搏恢复。恢复脉搏的病人在复苏开始时平均PetCO2为19±14 Torr，未恢复者为5±4 Torr。以初始PetCO2值15 Torr为界，可识别出71%后续复苏成功的病人，特异度为98%。但PetCO2值本身不足以作为终止复苏的依据。
动物与人体研究表明，CPR期间使用大剂量肾上腺素时PetCO2下降（11）。Callaham M等（12）研究报告，肾上腺素可能降低心脏骤停者的EtCO2张力，但在个体病人中表现不可预测，且不会消除该指标的预测价值。肾上腺素给药后EtCO2平均下降0.3 Torr。这种下降归因于分流分数增加，以及肾上腺素因增加后负荷导致心输出量下降（11）。EtCO2下降的持续时间尚未量化，但临床上可用于把握后续肾上腺素给药时机（13）。
EtCO2可作为反馈用于优化CPR期间胸外按压（14）。心脏骤停期间监测PetCO2可发现未被察觉的施救者疲劳。
其他应用：
EtCO2波形分析可提示呼吸回路漏气、气道梗阻（哮喘、COPD）。参见capno-magic屏幕。
肺栓塞的诊断
机械通气病人PaCO2的估算：对于肺部健康的病人，呼气末PCO2可用于估算动脉PaCO2。
作者： Venkatesh Srinivasa MD 与 Bhavani Shankar Kodali MD
参考文献：
1. Solazzi R W, Ward R J : The spectrum of medical liability cases. Int. Anesthesiol Clin 1984, 22:43.
2. Stewart R D, Paris P M, Winter P M :Field endotracheal intubation by paramedic personnel. Chest 1984, 85:341-345.
3. Ornato J P, Garnett A R, Glauser F L, Virginia R: Relationship between cardiac output and the end-tidal carbondioxide tension. Ann Emerg med 1990, 19: 1104-1106.
4. Ornato J P et al: Multicenter study of a portable, hand-size, colorimetric end-tidal carbondioxide detection device. Ann Emerg Med, May 1992; 21: 518-523.
5. Garnett A R, Germin C A, Germin A S: Capnographic wavefoms in esophageal intubations: effect of carbonated beverages. Ann Emerg Med 1989; 18:387-90.
6. Vukmir R B, Heller M B, Stein K L: Confirmation of endotracheal tube placement: A miniaturized infrared qualitative carbondioxide detector. Ann Emerg Med July 1991; 20:726-729.
7. White R D, Asplin B R: Out of hospital quantitative monitoring of end-tidal carbondioxide pressure during CPR. Ann Emerg Med January 1994; 23;25-30.
8. Sanders A B, Atlas M, Ewy G A et al: Expired PCO2 as an index of coronary perfusion pressure. Am J Emerg Med 1985; 3: 147-149.
9. Lewis L M, Sthothert J, Standeven J et al : Correlation of end-tidal carbondioxide to cerebral perfusion during CPR. Ann Emerg Med 1992; 21:1131-4.
10. Callaham M, Barton C: Prediction of outcome of CPR from end-tidal carbondioxide concentration. Crit Care Med 1990; 18:358-362.
11. Chase P B, Kern k B, Sanders A B et al: Effects of graded doses of epinephrine on both non invasive and invasive measures of myocardial perfusion and blood flow during cardio-pulmonary resuscitation. Crit care Med 1993; 21:413-9.
12. Callaham M, Barton C, Mathay M: Effect of epinephrine on the ability of end-tidal carbondioxide readings to predict initial resuscitation from cardiac arrest. Crit Care Med 1992; 20:337-343.
13. Ward k R, Yealy D M: End-tidal carbondioxide monitoring in emergency medicine, part2: Clinical applications. Academic Emergency Med 1998; 5: 637-646.
14. Kalenda Z: Capnogram as a guide to the efficacy of cardiac massage. Resuscitation 1978; 6:259-63.
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