АНАЛИЗ РЕСПИРАТОРНЫХ ГАЗОВ В ОПЕРАЦИОННОЙ

Капнография.

Капнография является методом измерения диоксида углерода (СО2) при каждом дыхании респираторного цикла. Капнограф отображает кривую  и значение СО2 (измеряется в килопаскалях или миллиметрах ртутного столба) в конце выдоха.

Измерение СО2 полезно для оценки адекватности вентиляции, для выявления ошибочной интубации пищевода и дисконнекции дыхательного аппарата, для диагностики циркуляторных проблем и злокачественной гипертермии.

Применение капнографии.

У больных со стабильным состоянием сердечно-сосудистой системы, стабильной температурой тела, отсутствием заболеваний легких, нормальной капнографической кривой значение  углекислого газа в конце выдоха (ETCO2) примерно соответствует  парциальному давлению СО2 в артериальной крови (РаСО2). В норме РаСО2 равно 5,3 кРа (40 mm Hg). У таких больных ETCO2 может быть использовано для оценки адекватности вентиляции, т.е. гипо-, гипер- или нормовентиляции. ETCO2 не является надежным показателем у больных с дыхательной недостаточностью. Нарастающее несоответствие вентиляции и кровообращения связано увеличением градиента Р(а-ET) и может привести к ошибочному значению ETCO2.

Капнограф является золотым стандартом для выявления интубации пищевода. При интубации пищевода CO2 не определяется или определяется в очень малом количестве.

Капнограф также полезен в следующих условиях:

  • в качестве тревожного триггера при дисконнекции аппарата ИВЛ (проявляется отсутствием капнографической кривой);
  • выявление воздушной эмболии как внезапное снижение ETCO2 на фоне стабильного артериального давления;
  • выявление внезапного сосудистого коллапса по резкому снижению ETCO2;
  • диагностика злокачественной гипертермии по постепенному увеличению ETCO2.

Техника измерения.

Большинство анализаторов работают по одному из двух принципов:

Инфракрасная абсорбционная спектроскопия является наиболее часто используемым методом в анестезиологии. Молекулы газа, состоящие как минимум из двух различных атомов, поглощают инфракрасное излучение. Используя это свойство, можно измерять концентрацию углекислого газа постоянно в течение всего дыхательного цикла.

СО2 поглощает инфракрасное излучение с длиной волны около 4,3 мкм. Фотодетектор измеряет излучение с данной длиной волны, достигшее его от источника света. Количество поглощенного инфракрасного излучения пропорционально числу молекул СО2 в камере (парциальное давление СО2) согласно закону Бира-Ламберта. Это позволяет вычислить значение СО2.

Фотоакустическая спектроскопия. Газ в условиях пульсирующей инфракрасной радиации начинает излучать волны определенной длины. Периодические сужения и расширения вызывают флуктуацию давления звуковой частоты, что может быть зафиксировано с помощью микрофона. Преимуществами фотоакустической спектроскопии над традиционной инфракрасной абсорбционной спектроскопией являются:

  • фотоакустический метод крайне стабилен и его калибровка постоянна в течение длительного периода;
  • очень быстрые подъемы и падения дают более точное представление о любых изменениях концентрации СО2.

Способ забора  пробы газа

Проба газа из дыхательного контура может взята из бокового или основного потока.

Боковой поток. Газ забирается из дыхательного контура с помощью трубки с внутренним диаметром 1,2 мм. Трубка соединяется с легким адаптером в отделе дыхательного контура, подключенного к пациенту. По ней газ доставляется в измерительную камеру. Она изготовлена из тефлона, поэтому непроницаема для СО2 и не реагирует с анестетиками. Необходимо использовать только трубки определенной длины и качества. Обычные инфракрасные анализаторы работают с потоком забора пробы 50-150 мл/мин. При низком потоке свежего газа забранная проба может быть возвращена в контур. Очень важно, чтобы трубка для забора пробы находилась как можно ближе к трахее больного, однако в пробе газовой смеси во время выдоха не должен находиться вдыхаемый газ.

Основной поток. Измерительная камера находится в потоке газа, поступающего к больному. И хотя это часто громоздко и затруднительно для применения, метод имеет свои преимущества над забором пробы из бокового потока. Например, отсутствует задержка изменения состава газа, не теряется газ из контура, не смешиваются газы в капиллярной трубке перед анализом, минимальные проблемы с конденсацией водных паров.

Капнографическая кривая.

  1. Базальная линия вдох
  2. Экспираторный подъем
  3. Экспираторное плато
  4. Инспираторное падение

v — Концентрация СО2 в конце выдоха (ETCO2)

Первая фаза возникает в период вдоха. Вторая фаза это начало выдоха, что выражается в быстром подъеме СО2. В третьей фазе (экспираторное плато) СО2 выделяется из альвеол. Высшая точка плато это концентрация СО2 в конце выдоха. Эта точка является концом выдоха. Четвертая фаза является началом вдоха.

Патологические кривые.

1.    Повторное дыхание.

Волна не возвращается к базовой линии во время вдоха, что говорит о вдыхании выдыхаемого газа.

Причины:

  • приток свежего газа недостаточен для незакрытого контура;
  • натронная известь истощилась.

2.    Наклонное плато.

Причина:

  • обструктивное поражение легких, т.е. нарушено отношение дыхание/ кровоток.

У больных с обструктивным поражением дыхательных путей легкие кровоснабжаются как обычно, однако альвеолы вентилируются неравномерно. СО2, переносимый в альвеолы из крови, из-за суженных бронхиол выделяется гораздо дольше. Задержка опорожнения альвеол от углекислого газа может варьировать в различных участках легких. Это проявляется наклонным плато капнографической кривой по мере того, как СО2 высвобождается из пораженных участков легких.

3.    Кардиальные осцилляции.

Причина:

  • сердечные сокращения передаются на капнограмму.

Сердечные осцилляции на капнограмме являются результатом передачи сердечных толчков к дыхательным путям.

4.   «Расщелина кураре».

Причина:

  • ослабление нейромышечной блокады у вентилируемого больного.

Когда у курарезированного больного появляются слабые попытки спонтанного дыхания, на капнографической кривой появляются своеобразные «расщелины».

Анализаторы концентрации кислорода.

Во время анестезии очень важно измерять концентрацию кислорода в газовой смеси, доставляемой к больному. Существует три метода измерения вдыхаемой концентрации кислорода (FiO2): гальванический, полярографический, парамагнитный. Наиболее широко в анестезиологии используется парамагнитный способ. Подобные анализаторы измеряют парциальное давление кислорода в образце газа, но отражают процентное содержание. Кислородные анализаторы требуют обязательной калибровки.

Парамагнитные кислородные анализаторы. Кислород обладает свойством парамагнетизма, что выражается в притягивании к магнитному полю. Это связано с наличием у него двух электронов на непарных орбитах. Большинство газов, используемых в анестезиологии, отталкиваются магнитным полем (диамагнетизм).

Газ доставляется в анализатор через пробную магистраль, которая подключается как можно ближе к трахее больного. Анализатор имеет две камеры, разделенные чувствительным трансдьюсером давления. Образец газа попадает в одну из камер, комнатный воздух – в другую (контрольную). Магнитное поле приводит молекулы кислорода в движение, что изменяет давление по обе стороны трансдьюсера давления. Разница давления пропорциональна разнице парциального давления кислорода между исследуемым и контрольным газами.

Парамагнитный анализатор очень точен и чувствителен, он может работать постоянно без перерывов на обслуживание. Аппараты обеспечивают быстрый ответ, позволяя проводить измерение концентрации кислорода во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе при каждом дыхательном движении. На точность измерения могут повлиять водяные пары, поэтому в контур анализатора должна быть включена водяная ловушка.

Гальванический кислородный анализатор. Гальванический анализатор помещается в контур вдоха дыхательной системы. Молекулы кислорода проникают сквозь мембрану и электролитный раствор к серебряному катоду. Генерируемый электрический ток пропорционален парциальному давлению кислорода во вдыхаемом газе.

Гальванический анализатор требует для измерения примерно 20 секунд. Точность ±3%. Калибровка производится с использованием 100% кислорода и комнатного воздуха (21% О2). Водяные пары не влияют на его работу. Анализатор разряжается при постоянном контакте с кислородом и время работоспособности у него ограничено одним годом.

Полярографический анализатор (электрод Кларка). По принципу работы полярографический анализатор похож на гальванический. Молекулы кислорода проходят через тефлоновую мембрану. Возникающий ток между серебряным катодом и платиновым анодом пропорционален парциальному давлению кислорода во вдыхаемом газе. Анализатор работает от батарей. Ожидаемый срок работы ограничен примерно тремя годами (по мере разрушения тефлоновой мембраны).