Kapnometria

Komora i czujnik kapnometru po złożeniu

Kapnometria – nieinwazyjny pomiar stężenia lub ciśnienia parcjalnego dwutlenku węgla w powietrzu wydechowym z użyciem technik pomiaru kolorymetrycznego lub spektrofotometrycznego.

Słowniczek

kapnometria
pomiar stężenia CO2
kapnografia
prezentacja zmian stężenia CO2 w czasie[1]
kapnometr
urządzenie mierzące i wyświetlające aktualny stan stężenia CO2
kapnograf
urządzenie mierzące i rysujące wykres zmian stężenia w czasie CO2
kapnogram
wykres zmian stężenia CO2 w czasie

Kolorymetria

Urządzenie zawiera papierowy filtr impregnowany wskaźnikiem pH. Przepływ gazów wydechowych nad filtrem wywołuje reakcję chemiczną powodując jego zabarwienie. W zależności od stężenia CO2 uzyskiwane są różne kolory. Kolorowa skala odczytu, która jest umieszczona na obwodzie urządzenia, pozwala na odczytanie wartości stężenia[2].

Spektrofotometria

W większości obecnych urządzeń[3] w pomiarze wykorzystuje się fakt, że dwutlenek węgla pochłania światło w zakresie podczerwieni o długości fali około 4,3 μm[1]. Zgodnie z prawem Lamberta-Beera stopień absorbancji jest wprost proporcjonalny do stężenia gazu[4][5]. Istnieje wysoka korelacja między mierzonym stężeniem (lub ciśnieniem parcjalnym) dwutlenku węgla w powietrzu pęcherzykowym (PACO2) a ciśnieniem tego gazu we krwi tętniczej[6] i rzutem serca[7][8]. Skład powietrza pęcherzykowego można uzyskać analizując końcowowydechowe stężenie dwutlenku węgla[9][6], tuż przed rozpoczęciem nowego wdechu[10]. Wartości odczytane w tej fazie przyjmuje się za miarę poprawności wentylacji[9].

Oprócz dwutlenku węgla inne gazy takie jak podtlenek azotu, para wodna lub wziewne anestetyki również pochłaniają światło w zakresie podczerwieni, stąd konieczne są dodatkowe mechanizmy eliminujące ten wpływ[5]. Aby unikać kondensacji pary wodnej komora z czujnikiem jest podgrzewana[4]. Nowoczesne urządzenia stosują różne długości fali aby wyeliminować wpływ innych gazów[4].

Z uwagi na konstrukcję mierników rozróżnia się urządzenia pomiarowe strumienia bocznego lub głównego[3].

Pomiar w strumieniu bocznym

Jest to najczęściej stosowany typ pomiaru[3]. Polega on na zasysaniu niewielkiej objętości gazu wydechowego w sposób ciągły za pomocą wąskiej rurki z układu oddechowego pacjenta do urządzenia z komorą pomiarową[3][5]. Prędkość przepływu mieści się w granicach od 50 do 500 ml/min[3]. Długość przewodu nie przekracza 3 m[5]. Dłuższe przewody mogą powodować błędy pomiarowe z uwagi na możliwość mieszania się gazów z kolejnych cyklów oddechowych lub obecność wody[5]. Zaletą tego typu urządzeń jest wygodniejszy sposób obsługi ze względu na poręczne, a jednocześnie solidne połączenie z pacjentem[3]. Wadą jest konieczność stosowania specjalnych filtrów usuwających parę wodną[3] oraz dłuższy czas pomiaru[3] ze względu na jego opóźnienie[9].

Pomiar w strumieniu głównym

Polega na umieszczeniu czujnika pomiarowego w głównym torze układu oddechowego[5] lub respiratorze[3]. Zaletą jest prostota systemu i krótki czas pomiaru[11] korzystny zwłaszcza u dzieci, u których występuje wysoka częstotliwość oddechu[1][12]. Wadą jest delikatność, rozmiar i waga czujnika[11][5], który może łatwo ulec uszkodzeniu[9].

Dokładność pomiaru

Błędy pomiaru wahają się na poziomie 0,5%[4]. Czas pomiaru nie przekracza 0,5 s[4], i typowo wynosi około 0,25 s[5]. Przed każdym pomiarem urządzenie musi zostać skalibrowane przepuszczając przez nie gaz o znanym stężeniu CO2[5]. Wyniki podawane są w jednostkach ciśnienia cząstkowego (mmHg) lub jednostkach stężenia (%obj.)[5]. Wartość błędu nie przekracza ±2 mmHg na poziomie pCO2 40-60 mmHg[5]. Wymagane jest aby urządzenie gwarantowało stabilne wyniki w ciągu 24 godzin od kalibracji[5].

Czynniki wpływające na pomiar CO2[10]:

  • ciśnienie atmosferyczne
  • para wodna
  • obecność innych gazów anestetycznych
  • bezwładność systemu

Teoretyczna różnica stężenia CO2 w tętnicach i pęcherzykach płucnych powinna wynosić 0 mmHg[10]. Jednak w warunkach klinicznych zawsze istnieje stały błąd, w którym ciśnienie końcowowydechowe jest niższe od ciśnienia tętniczego[6][10]. Wartość tę nazywa się tętniczo-pęcherzykowym gradientem pCO2[10] i wynosi ona zwykle 3-5 mmHg[10] lub 0,7 kPa[6]. Różnicę na poziomie 5 mmHg uznaje się za fizjologiczną przy prawidłowych wartościach 34-46 mmHg[13].

Kapnogram

Prawidłowa krzywa kapnograficzna:
2 – wydech
1 – wdech

Prawidłowa krzywa kapnograficzna przypomina falę prostokątną[4]:

  • faza zero – wdech[10], powietrze przestrzeni martwej[14]
  • stromy wzrost CO2 tuż po rozpoczęciu wydechu[10], stopniowa wymiana powietrza przestrzeni martwej w powietrze pęcherzykowe[14]
  • plateau – powietrze pęcherzykowe[14], powolny wzrost, w którym maksimum uznaje się za stężenie końcowowydechowe[10][14]
  • stromy spadek – rozpoczęcie wdechu[10][14]

Zastosowanie

Krzywa kapnograficzna wraz z danymi pulsoksymetrycznymi na monitorze znieczulenia

Kapnometry lub kapnografy stanowią podstawowe wyposażenie stanowiska anestezjologicznego do monitorowania wymiany gazowej[15].

Kapnometria pozwala na jednoznaczne potwierdzenie czy rurka intubacyjna została umieszczona prawidłowo w tchawicy[15][13]. Intubację do przełyku można rozpoznać po bardzo niskich wartościach wydechowego CO2[15].

Zanik CO2 może wskazywać na nagłe zatrzymanie krążenia[13], w takim wypadku odczyt niezerowych wartości z kapnometru pod wpływem masażu serca pozwala potwierdzić skuteczność czynności resuscytacyjnych[16][7]. Natomiast w przypadku operacji, objaw taki może oznaczać zator w tętnicy płucnej[14].

Stosowanie kapnografu znacznie zwiększa możliwości diagnostyczne przez ocenę kształtu krzywej kapnograficznej[14]:

  • zanik krzywej do zera: rozłączenie urządzenia[14][15], awaria respiratora[15], całkowita niedrożność rurki intubacyjnej[15], intubacja przełyku[15], zatrzymanie krążenia[14];
  • powolny wzrost lub spadek: nieadekwatna wentylacja[14]
    • powolny spadek: spadek temperatury ciała, zmniejszenie pojemności minutowej serca[15];
    • ciągły wzrost: hipowentylacja, hipertermia, częściowa niedrożność dróg oddechowych, absorpcja CO2 przy laparoskipii w obecności odmy brzusznej[15];
  • nagły spadek:
    • hipowolemia, wstrząs kardiogenny, zator tętnicy płucnej[14];
    • nieszczelność w układzie oddechowym, częściowa niedrożność rurki intubacyjnej, nieszczelność w systemie zasysania w strumieniu bocznym[15];
  • spadek wykładniczy: poważna utrata krwi i spadek ciśnienia tętniczego, zespół małego rzutu, zatrzymanie akcji serca[15];
  • zaburzenia odcinka plateau: płytka anestezja, zaburzenia koordynacji mięśni[14], niedostateczna wentylacja lub blokada mięśniowo-nerwowaCITEREFAnestezjologia2001;
  • brak wyraźnego odcinka plateau: skurcz drobnych oskrzeli[14];
  • zerowanie w fazie wydechu: sklejona zastawka w układzie oddechowym, zaburzenia pracy pochłaniacza[14];
  • szybko zanikające niekształtne krzywe: zaintubowanie przełyku[17];
  • drobne fale na podstawowym wykresie: oscylacje kardiogenne[18][19], które odpowiadają skurczowej dynamice mięśnia sercowego[18].

Oprócz funkcji alarmowych, kapnografia może uzupełniać diagnostykę w czasie odzwyczajania chorych od respiratora[7] nie jest jednak w pełni przekonującą metodą oceny wentylacji[7].

Przypisy

  1. ↑ a b c Rosenberg, Kanto i Nuutinen 1998 ↓, s. 136.
  2. ↑ Marino 2009 ↓, s. 430.
  3. ↑ a b c d e f g h i Smith, Pinnock i Lin 2012 ↓, s. 812.
  4. ↑ a b c d e f Aitkenhead, Smith i Rowbotham 2008 ↓, s. 382.
  5. ↑ a b c d e f g h i j k l Larsen 2003 ↓, s. 669.
  6. ↑ a b c d Gwinnutt 1999 ↓, s. 98.
  7. ↑ a b c d Rybicki 2009 ↓, s. 222.
  8. ↑ Marino 2009 ↓, s. 435.
  9. ↑ a b c d Aitkenhead, Smith i Rowbotham 2008 ↓, s. 383.
  10. ↑ a b c d e f g h i j Larsen 2003 ↓, s. 670.
  11. ↑ a b Smith, Pinnock i Lin 2012 ↓, s. 813.
  12. ↑ Larsen 2003 ↓, s. 673.
  13. ↑ a b c Weinert 2008 ↓, s. 45.
  14. ↑ a b c d e f g h i j k l m n Rosenberg, Kanto i Nuutinen 1998 ↓, s. 137.
  15. ↑ a b c d e f g h i j k Larsen 2003 ↓, s. 672.
  16. ↑ Larsen 2003 ↓, s. 672-673.
  17. ↑ Anestezjologia 2001 ↓, s. 163.
  18. ↑ a b Larsen 2003 ↓, s. 671.
  19. ↑ Anestezjologia 2001 ↓.

Bibliografia

  • Alan R.A.R. Aitkenhead Alan R.A.R., GrahamG. Smith GrahamG., David J.D.J. Rowbotham David J.D.J., Anestezjologia, t. 1, Wrocław: Elsevier Urban & Partner, 2008, ISBN 978-83-7609-005-4 .
  • Carl L.C.L. Gwinnutt Carl L.C.L., Anestezjologia kliniczna, Wrocław: Urban & Partner, 1999, ISBN 83-87944-10-6 .
  • ReinhardR. Larsen ReinhardR., Anestezjologia, Wrocław: Urban & Partner, 2003, ISBN 83-87944-14-9 .
  • Paul L.P.L. Marino Paul L.P.L., Intensywna terapia, wyd. III, Wrocław: Elsevier Urban & Partner, 2009, ISBN 978-83-7609-065-8 .
  • PerP. Rosenberg PerP., JussiJ. Kanto JussiJ., LauriL. Nuutinen LauriL., Anestezjologia, Gdańsk: Novus Orbis, 1998, ISBN 83-85560-42-4 .
  • ZbigniewZ. Rybicki ZbigniewZ., Intensywna terapia dorosłych, Lublin: Makmed, 2009, ISBN 978-83-927780-4-2 .
  • TimT. Smith TimT., CollinC. Pinnock CollinC., TedT. Lin TedT., Podstawy Anestezjologii, Wydanie Trzecie, Warszawa: DB Publishing, 2012, ISBN 978-83-62526-05-5 .
  • MarkM. Weinert MarkM., Anestezjologia. Crash Course, Wrocław: Elsevier Urban & Partner, 2008, ISBN 978-83-60290-44-6 .
  • Anestezjologia, Praca zbiorowa, Kraków: Medycyna Praktyczna, 2001, ISBN 83-88092-37-5 .

Linki zewnętrzne

  • EtCO2 – zastosowanie w RM i OIT | Intensywna terapia | Ratownictwo, intensywnaterapia.wordpress.com, 23 stycznia 2015 [dostęp 2015-10-03] .

Przeczytaj ostrzeżenie dotyczące informacji medycznych i pokrewnych zamieszczonych w Wikipedii.