呼气末二氧化碳分压监测在心肺复苏中的应用现状

林艳

【摘要】 呼气末二氧化碳分压（PETCO2）值的变化及其对心肺脑复苏患者的预后的作用，逐渐受到国内外急诊及重症医学的重视。从基础研究到临床报道均表明PETCO2与CPR的预后密切相关，可作为心肺复苏的无创监测指标。2005年国际心肺复苏和心血管急救指南就把PETCO2列为CPR过程中能够评价CPR效果和预后的有用的一个无创监护手段，现将PETCO2监测原理、影响因素、在心肺脑复苏中的应用现状进行叙述。

【关键词】 呼气末二氧化碳分压监测； 心肺复苏

【Abstract】 The change of the PETCO2 value and the its prognosis effect to the patients of CPCR gradually receives much attention from the Emergency Medicine and Intensive Medical at home and abroad.The reports from fundamental research to clinical research all show that PETCO2 and CRP prognosis are closely related，which can be the noninvasive monitoring index of CRP.The first aid guide of international CPCR and Cardiovascular ranked PETCO2 as a useful Noninvasive monitoring tool which could value CPR effect and prognsis in 2005.And here is the presentation of the monitoring principle，factors affecting and the current situation of PETCO2 application.

【Key words】 PETCO2 mornitoring； CPR

First-authors address：Guigang Combination of Chinese Traditional and Western Medicine of Orthopedics Hospital，Guigang 537100，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2017.25.036

心肺復苏过程中呼气末二氧化碳分压（PETCO2）值的变化及其对心肺脑复苏患者的预后的作用，逐渐受到国内外急诊及重症医学的重视。从基础研究到临床报道均表明PETCO2与CPR的预后密切相关，可作为心肺复苏的无创监测指标[1]。国际心肺复苏和心血管急救指南在2005年把PETCO2列为CPR过程中能够评价CPR效果和预后的有用的一个无创监护手段[2]，目前国内心肺复苏指南建议在复苏时对PETCO2进行动态监测，应用也得以逐渐普及。现就呼气末二氧化碳分压监测在心肺复苏中的应用现状综述如下。

1 PETCO2监测的原理

正常生理情况下，机体内肺泡内PETCO2由二氧化碳生成量（VCO2）和肺泡通气量（VA）决定，即PETCO2=VCO2×0.863/VA，0.863为气体容量转换成压力的常数，CO2弥散能力是氧气20倍，组织细胞代谢产生的CO2，迅速经毛细血管和静脉在肺部进行气体交换进入肺泡内，经呼吸排出体外。在肺泡和肺动脉CO2完全平衡情况下，最后呼出的气体中正常人PETCO2≈PaCO2。PETCO2的测定有红外线法、质谱仪法和比色法三种，临床常用的红外线法是应用CO2能吸收波长为4.3 μm的红外线，通过监护仪直接读取PETCO2值，也可通过波形动态显示其变化曲线，其正常值与动脉血二氧化碳（PaCO2）值（35～45 mm Hg）相当，其检测方式分为主流监测和旁流检测两类。

2 影响PETCO2监测值的因素

2.1 病理生理因素 在一些病理生理情况下，如通气不足（呼吸衰竭）、潮气量和吸呼比、创伤休克、高热、心脏骤停复苏后，低血容量等因素均可影响肺泡通气及肺内静脉血分流，导致肺泡通气/肺血流（V/Q）及交流（Qs/Qt）的变化，此时肺泡内CO2值与PaCO2不平衡，呼出的PETCO2就不能真实反映出PaCO2数值。

2.2 药物因素 在心脏骤停复苏期间，静脉快速输入碳酸氢钠时消耗多余的碳酸氢根（HCO3-），可导致PETCO2值下降[3]。其他如麻醉剂及肌松剂等药物使用导致心肌抑制或血管内液体容量减少所致肺泡灌注不足可导致CO2降低，PETCO2值下降。

2.4 气管导管因素 生理死腔的改变会导致通气阻力的变化，气管导管作为通气回路，其长度越长生理死腔越大，气道阻力也越大，会使PETCO2升高。贾平等[4]研究表明如果剪短气管导管门齿外管的长度，缩短了通气管道长度以减少生理死腔，可使气道阻力减小，PETCO2值变小。在管道故障如接头脱落、漏气，导管扭曲、阻塞、活瓣失灵以及其他机械故障等时也会影响PETCO2值的准确性。

2.3 机器故障及监测探头的灵敏度 在监测过程中，CO2监测探头的灵敏度及传感器故障会影响PETCO2监测和数值的准确性，临床操作中监测探头常常会被污染，如CO2监测窗中的冷凝水影响[4]，或被口腔分泌物、血液及呕吐的胃内容物污染等影响。因此，平时常需对PETCO2监测仪进行调校及维护，监测中要随时清洁操作过程中造成的探头及传感器的污染。

3 PETCO2分压监测在心肺复苏期间对复苏效果的评价

3.1 PETCO2分压的临床意义 正常生理状态下PETCO2值的高低由CO2产生，肺泡通气/肺血流（V/Q）及交流（Qs/Qt）决定。研究表明，对心肺功能基本正常情况下的患者，当肺的V/Q比例适当时，PETCO2与PaCO2很接近，因而PETCO2值近似PaCO2值，此时PETCO2与PaCO2有较好的相关性[5]。心跳骤停时，体内循环系统发生障碍，但是机体内CO2仍持续产生，CO2排出到肺的主要影响因素是它从外周产生部位循环到达肺脏的血流量及速度，施行CPR过程中，肺循环是一种低血流高通气状态，肺的V/Q比例失调，体内CO2排出不畅，PETCO2浓度是低的。如果通气保持不变，那么PETCO2变化就可以反映心排量的变化即肺循环血量的变化，也就是CPR的效果[6]，因而认为PETCO2与心肺复苏治疗效果有密切相关。endprint

3.2 PETCO2与PaCO2的关系 心跳一旦停止，心输出量严重减少，有效循环中断，肺循环通气换气功能中止，而组织细胞无氧呼吸增加，CO2生成继续但不能排出体外，随之发生酸性代谢产物堆积和CO2潴留，导致代谢性和呼吸性的混合性酸中毒，但动脉血与静脉血交换停止，此时动脉血中PaCO2可为正常或减低，如果仅仅以动脉血气分析结果判断组织的酸碱状态并不真实。研究结果也支持无论院内、院外环境的心脏骤停，动脉血气都不能准确判断组织酸中毒状况[7]，在此状态下PETCO2变化仅反映心排量的变化即肺循环的变化。此时PETCO2和PaCO2是无相关性的，两者均不能真实反映组织代谢情况，但监测PETCO2更能直观、及时反映心排量的变化即肺循环的变化情况。

3.3 PETCO2分压监测在心肺复苏中的预见性 PETCO2变化可以反映CPR的效果，即复苏时产生的心排量变化即肺循环的变化情况，在心肺复苏期间不间断监测PETCO2的值就可以很好指导我们进行复苏，循证医学研究也显示了PETCO2与复苏成功率和存活关系密切[8]。早期判断自主循环恢复，临床上常通过观察诸如监护仪上的心电波，触摸大动脉搏动、测量血压、瞳孔和皮肤黏膜颜色的变化等。常需中断CPR进行检查，既影响复苏质量，也不及PETCO2敏感及客观。2005年国外学者通过汇总744例心跳骤停接受CPR和气管插管的病例，研究得出这些患者即使接受很规范的CPR，如果其最高的PETCO2水平均<10 mmHg，预后也非常差。随后国内陈旭岩等[9]对此进行研究发现在复苏20 min内所有复苏成功者PETCO2水平均超过10 mm Hg，而复苏失败者均未超过10 mm Hg，而其敏感性、特异性，阳性预测值和阴性预测值均是100%。此后临床上将PETCO2监测作为评价心肺复苏预后的指标成为了研究的热点。2010年国际心肺复苏和心血管急救指南中进一步肯定了PETCO2监测在心肺复苏中预测的作用。此后有研究表明在心肺复苏过程中的20 min时间点及后的PETCO2值如果高于14.3 mm Hg可以判定ROSC成功[10]。在心脏骤停时，血液循环及肺通气都停止，但机体CO2持续产生，此时V/Q比值严重失调，即使接受很规范的CPR，其流经肺部的血量也是有限的，在充分通气情况下，外周血液中大量CO2也不能完全输送到肺并充分完成气体交换，此时PETCO2较低甚至为零。而一旦ROSC恢复，肺循环血量逐渐增多，肺V/Q失调改善，大量CO2得以呼出，PETCO2迅速升高[11]，可在几分钟内升高3倍以上，提示复苏的质量极高或ROSC恢复。复苏期间或ROSC恢复后PETCO2值持续升高又反映机体什么状态呢？文献[12]报道：心肺复苏期间，监测PETCO2同时进行动脉二氧化碳总值测定，发现PETCO2值>37 mm Hg，动脉二氧化碳总值<18 mmol/L时，患者脑复苏可能性低，即就算ROSC恢复，其预后亦不良，其结论是PETCO2过高对脑复苏也是不利的。临床心肺复苏的终极目标也是最大的难点是脑复苏，其利用PETCO2来评估心脏骤停后脑复苏的效果值得借鉴。PETCO2值持续升高，提示人体机能处于严重代谢失衡状态亦或是人为过度通气？此时的复苏策略如何调整？尚需进一步研究，但表明对PETCO2值的持续监测在判断心肺复苏的预后方面具有重大意义。

4 PETCO2分压监测在心肺复苏中的作用

4.1 PETCO2监测在复苏期间对心肺复苏操作的有效性 评估心搏骤停后，PETCO2极低或为零，PETCO2波形消失。CPR期间随着血流量的恢复或由于心跳恢复及内在性心功能改善，肺循环血量逐渐恢复及通气换气的改善，肺泡内CO2得以重新排出。当检测到PETCO2>9.8～15 mm Hg时，表示肺已有较好的血流。故在胸外心脏按压时，PETCO2可作为CPR有效性及肺血流灌注好坏的无创性指标[13]。使用简便、客观，能持续快速地得到一个动态结果是PETCO2监测在心肺复苏中的最大优势。与血气分析相比，动态的观察不仅仅是能够较长时间地了解到肺循环及通气换气状况，而且能直观了解到不同时段心肺复苏操作的有效性。PETCO2如果在2～5 min内迅速升高，前后相差几乎在3倍以上，提示ROSC成功。尔后几分钟，PETCO2逐渐下降到一个较为稳定的水平。在存在心跳的患者中如果稳定的PETCO2明显下降，预示心跳可能停止，需马上进行CPR。复苏期间或ROSC成功者PETCO2如果持续升高，对脑复苏不利，其预后不良，需进行干预。CPR持续超过20 min PETCO2仍然未超过10 mm Hg，提示CPR失败，可以考虑终止临床干预。因此，PETCO2监测可作为心肺复苏过程有效性及预后的一项重要监控指标，也可以作为判定终止临床心肺复苏的指标。

4.2 PETCO2监测在复苏期间气管插管时的监护 心搏骤停、呼吸衰竭、呼吸肌麻痹的患者常需要紧急气管插管。国外许多急救协会推荐把掌式CO2监测仪装备急救箱，作为插管的标准技术[14]。平常临床上确认气管导管在气管内的方法：（1）确认导管在声门内；（2）有PETCO2波形[7]；（3）看到正常的順应性环（PV环）。随着医学科技发展，临床上逐渐普及使用光棒引导气管内插管即气管内光技术，这为气管插管提供了新的方法。其操作方便，一次性插管成功率高，用时短，如使用光棒引导气管内插管同时监测PETCO2，有助于提高光棒在困难插管中的一次成功率和缩短插管时间及并发症，使血流动力学更加平稳[15]。纤维支气管镜技术是判断导管位置的金标准，但纤维支气管镜对插管技术要求高及价格昂贵，操作费时，不适于紧急救治。而如果使用PETCO2监测，从气管导管插入气管内到通气，只需0.1 s，即可以检测出PETCO2值，利用PETCO2监测的这种敏感性来指导气管插管能够迅速、直观判断出导管是否在气管内，同时持续的PETCO2监测也有助于早期发现气管导管的脱离、漏气、堵塞等，其缺点是不易判断出气管导管的插管深度。endprint

4.3 PETCO2监测在复苏期间呼吸机辅助呼吸时的临床观察 心肺复苏期间由于肺泡通气/肺血流（V/Q）及交流（Qs/Qt）的变化失衡，此时PaCO2与PETCO2无相关性。此时呼吸机辅助可在一定程度上改善患者呼吸状况，虽不能在短期内改变肺组织本身病理变化，但是，监测PETCO2在复苏期间使用呼吸机时可及时客观地判断患者病情变化：（1）及时发现呼吸机的机械故障，如潮气量及呼吸频率异常，以及管道扭曲、痰或活瓣阻塞及气管导管的脱落、漏气等。（2）及时对潮气量（VT）、吸呼比、呼吸频率做出即时评估，并据此改变干预措施，具有连续、无创、快速、简便的优点[16]。（3）及时可以指导吸痰，实时的监测对吸痰的时机以及吸痰的效果判断均有帮助[12]。（4）PETCO2监测可指导撤机程序，CO2波形如在呼气平台出现凹陷波，则患者存在自主呼吸，存在呼吸机对抗，此时需及时改变通气模式和呼吸频率；在监测PETCO2同时，可试行脱机程序（SBT），将呼吸机撤离[17]。（5）及时发现呼吸暂停、呼吸抑制，PETCO2波形发生变化或消失，提示病情变化；而SpO2等指标需数分钟后才发生改变，许多通气不足的患者在吸氧条件下SpO2尚可正常，所以患者出现呼吸抑制及短暂的呼吸停止如果仅凭检测SpO2并不敏感。（6）持续的监测为临床提供了持续客观的动态资料，减少临床血气分析的次数，同时也减少了患者反复抽动脉血的痛苦及医护人员的工作量，目前PETCO2在临床上广泛应用于麻醉及各种呼吸机使用的观测中。

综上所述，PETCO2具有无创、连续、简便、客观、快捷等优点，是一项能早期迅速反映机体通气、血流、组织代谢等变化的监测指标。在复苏期间PETCO2监测可作为心肺复苏过程中有效性及预后的一项重要监控指标，也可以作为终止临床心肺复苏的指标，可指导气管插管操作，确认迅速导管在气管内位置。在使用呼吸机时可及时客观地判断患者病情变化和呼吸机故障，结合血气分析结果改变临床干预措施及指导撤机程序，是临床心肺复苏唯一得到较充分的无创监护手段[7]。

参考文献

[1] Miran K，Miljenko K，Klemen P，et al.Partial Pressure of end-tidal carbon dioxide successful predicts cardiopulmonary resuscitation in the field：a prospective observational study[J].Critical Care，2008，12（5）：115.

[2] William E.2005 American Heart Association guidelines for cardiopulmonary resuscitation and emergency cardiovascular care[J].Circulation，2005，112（24suppl）：78-83.

[3]黄马玉.呼气末二氧化碳监测在基层急诊ICU中应用80例体会[J].基层医学论坛，2006，10（4A）：332-333.

[4]贾平，何平，廖天芬.气管导管门齿外长度对二氧化碳分压的影响[J].中华护理杂志，2005，40（2）：148.

[5]王慧明，師继红，麻伟青.创伤患者呼气末和动脉血二氧化碳分压的关系[J].中华创伤杂志，2003，19（8）：488-489.

[6] Weil M H，Bisera J，Trevino R P，et al.Cardiac output and end-tidal carbon dioxide[J].Crit Care Med，1985，13（11）：907.

[7]刘海沛，喻文亮，孙波.<2005年国际小儿心肺复苏指南解读>高级生命支持[J].国际儿科学杂志，2006，33（4）：284-286.

[8] Gnnec S，Krizmaric M，Mally S，et al.Utstein style analysis of out-of-hospital cardiac arresl-bystander CPR and end expired carbon dioxide[J].Resuscitation，2007，72（3）：404.

[9]陈旭岩，冯莉莉，刘娟，等.潮气末二氧化碳分压评价心跳骤停者心肺复苏的预后[J].中国急救复苏与灾害医学杂志，2007，2（3）：132-134.

[10] Kolar M.Partial pressure of end-tidal carbon dioxide successful predicts cardiopulmonary resuscitation in the field：a prospective observational study[J].Critical Care，2008，12（5）：R115.

[11]海克蓉，刘红，韩洪伟，等.潮气末二氧化碳分压在心搏骤停大鼠复苏期的变化[J].宁夏医学杂志，2006，28（9）：649-650.

[12]黄进杰.呼气末二氧化碳分压及动脉二氧化碳值在心肺脑复苏中的作用[J].中国现代药物应用，2014，8（14）：2.

[13] Masaoka H.Cerebral blood flow and metabolism during mild hypothermia in patients with severe traumatic brain injury[J].J Med Dent Sci，2010，57（2）：133.

[14] Krauss B.Capnography as a rapid assessnlent and triage tool for chenfical terorism[J].Pediatric Emergency Care，2005，21（8）：493-497.

[15]李国威，岳生，周脉涛，等.光棒结合呼气末二氧化碳分压监测在困难插管中的应用[J].山东医药，2012，52（12）：86-87.

[16]刘亚凤，李文强，陈阵，等.危重患者呼气末二氧化碳与动脉血二氧化碳的相关性研究[J].内科急危重症杂志，2012，18（2）：87-88.

[17]刚丽，孙晓义，徐金全，等.吸气与呼气压力-容积曲线对确定最适呼气末正压的比较性研究[J].中国危重病急救医学，2012，24（2）：74-77.

（收稿日期：2017-02-06） （本文编辑：周亚杰）endprint