经皮二氧化碳分压在早产儿无创呼吸机治疗中的应用

韦婷艳 周结儿 张燕飞 吴齐爱 刘付俊业 邓凤英

目前，我国早产儿发生率呈上升趋势，由于早产儿解剖生理特点，并发症发生率及病死率较高，对患儿及其家庭造成极大影响[1]。目前，国内新生儿重症监护病房(NICU)多采用动脉血气分析作为无创通气机治疗期间氧分压及二氧化碳分压监测手段[2]。但在早产儿中，重复应激性采血可能导致颅内出血、感染、贫血等不良后果，尤其对呼吸障碍、极低出生体质量及凝血功能异常患儿的治疗产生不利影响[3]。经皮氧和二氧化碳分压监测系统属于无创检测手段，目前在国外NICU中已得到广泛应用，且证实经皮氧分压(transcutaneous partial pressure of oxygen，TcPO2)、经皮二氧化碳分压(transcutaneous partial pressure of carbon dioxide，TcPCO2)与动脉氧分压(arterial partial pressure of oxygen，PaO2)及动脉二氧化碳分压(arterial partial pressure of carbon dioxide，PaCO2)有一定相符性，对判断肺通气及血流变化有一定参考价值[4-5]。但国内关于经皮氧和二氧化碳分压监测系统用于早产儿无创呼吸机治疗的研究较少，缺乏一致性研究，尤其缺乏用于治疗期间低氧血症、高碳酸血症及低碳酸血症诊断的研究。为此，本研究旨在对比早产儿无创呼吸机治疗期间TcPO2与PaO2及TcPCO2与PaCO2水平相关性，并探讨TcPO2、TcPCO2对治疗期间低氧血症、高碳酸血症及低碳酸血症的诊断价值。

资料与方法

一、一般资料

选取2018年3月～2019年2月收治的80例新生儿重症监护室(neonatal intensive care unit，NICU)早产儿，其中男43例，女37例；胎龄30～34+6周，平均(33.02±1.45)周；出生体质量1.30～4.07 kg，平均(2.35±0.54)kg。纳入标准：(1)胎龄<37周早产儿；(2)入住NICU且接受无创呼吸机治疗时间≥24 h者；(3)家属签署知情同意书。排除标准：(1)严重感染、贫血、颅内出血及肺出血者；(2)合并先天性呼吸道器质性病变者；(3)合并其他严重先天畸形、遗传代谢系统疾病者。根据呼吸功能：安静状态下呼吸频率>60次/min且三凹征(+)，或临床诊断为呼吸衰竭者纳入呼吸障碍组(A组62例)，其中呼吸窘迫综合征23例，肺炎26例，短暂性呼吸增快13例，其他患儿纳入非呼吸障碍组(B组18例)；根据出生体质量分为极低出生体质量组(C组29例，出生体质量<1.5 kg)和非极低出生体质量组(D组51例，出生体质量≥1.5 kg)。

二、方法

1 无创呼吸机治疗 所有患儿均采用经鼻无创呼吸机(科曼NV8)治疗，根据患儿鼻孔大小、头围选择合适的鼻塞、头套，参数：压力5 cmH2O，氧流量8～10 L/min，吸氧浓度21%～40%，并根据情况进行调整。

2 监测数据收集 (1)采用经皮氧和二氧化碳分压监测系统TCM Combi M 4.0 Pct O2/Pct-CO2监测仪(丹麦雷度公司提供)于无创呼吸机治疗期间进行血气监测，室温控制22 ℃～25 ℃，检测前调整O2/CO2,联合探测器温度为42 ℃～44 ℃，进行标准气体校正，检测部位为患儿脐周皮肤或大腿根部皮肤，乙醇清洁皮肤，安装固定环，注入接触液后连接电极与固定环，稳定10～15 min后读取2 h和24 h的TcPO2、TcPCO2。(2)立即抽取桡动脉血，采用i-stat300便携式雅培血气分析仪(美国雅培公司)进行动脉血气分析，记录PaO2及PaCO2。

三、观察指标

① A组与B组治疗期间TcPO2与PaO2及TcPCO2与PaCO2比较；②C组与D组治疗期间TcPO2与PaO2及TcPCO2与PaCO2比较；③TcPO2与PaO2及TcPCO2与PaCO2相关性分析；④治疗期间低氧血症、高碳酸血症及低碳酸血症发生情况；⑤TcPO2对治疗期间低氧血症诊断效能分析；⑥TcPCO2对治疗期间高碳酸血症及低碳酸血症诊断效能分析。

四、统计学分析

结 果

一、A组与B组治疗期间TcPO2与PaO2及TcPCO2与PaCO2水平比较

A组与B组无创通气治疗2 h、24 h时TcPO2低于PaO2，TcPCO2高于PaCO2，差异均有统计学意义(P<0.05)(见表1)。

二、C组与D组治疗期间TcPO2与PaO2及TcPCO2与PaCO2水平比较

C组与D组无创通气治疗2 h、24 h时TcPO2低于PaO2，TcPCO2高于PaCO2，差异均有统计学意义(P<0.05)(见表2)。

表1 A组与B组治疗期间TcPO2与PaO2及TcPCO2与PaCO2水平比较

表2 C组与D组治疗期间TcPO2与PaO2及TcPCO2与PaCO2水平比较

三、TcPO2与PaO2及TcPCO2与PaCO2的相关性分析

经Pearson相关性分析，无创通气治疗2 h、24 h时TcPO2与PaO2均呈正相关(r=0.654、0.733，P<0.001)；无创通气治疗2 h、24 h时TcPCO2与PaCO2均呈正相关(r=0.814、0.902，P<0.001)(见表3)。

四、治疗期间低氧血症、高碳酸血症及低碳酸血症发生情况

表3 TcPO2与PaO2及TcPCO2与PaCO2的相关性分析

表4 TcPO2对治疗期间低氧血症诊断效能分析

表5 TcPCO2对治疗期间高碳酸血症及低碳酸血症诊断效能分析

以PaO2/吸入氧浓度(FiO2)<300 mmHg为低氧血症诊断标准，通气2 h低氧血症发生率为68.75%(55/80)，通气24 h为11.25%(9/80)；以PCO2>45 mmHg、PCO2<35 mmHg分别为高碳酸血症及低碳酸血症诊断标准，通气2 h高碳酸血症发生率为48.75%(39/80)，无低碳酸血症患儿；通气24 h高碳酸血症发生率为12.50%(10/80)，低碳酸血症发生率为3.75%(3/80)。

五、TcPO2对治疗期间低氧血症诊断效能分析

以动脉血气分析结果诊断低氧血症为金标准，TcPO2对无创通气治疗2 h时，诊断低氧血症的灵敏度、特异度、准确度及AUC分别为94.55%、98.00%、92.50%、0.901；无创通气治疗24 h时诊断的灵敏度、特异度、准确度及AUC分别为88.89%、98.59%、97.50%、0.937(见表4，图1)。

图1 TcPO2诊断治疗期间低氧血症ROC曲线

六、TcPCO2对治疗期间高碳酸血症及低碳酸血症诊断效能分析

以动脉血气分析结果诊断高碳酸血症及低碳酸血症为金标准，TcPCO2对无创通气治疗2 h时诊断高碳酸血症的灵敏度、特异度、准确度及AUC分别为97.87%、95.12%、95.00%、0.922；无创通气治疗24 h时诊断高碳酸血症的灵敏度、特异度、准确度及AUC分别为100.00%、97.14%、97.50%、0.950，低碳酸血症分别为100.00%、98.70%、98.75%、0.971(见表5，图2)。

图2 TcPCO2诊断治疗期间高碳酸血症及低碳酸血症ROC曲线

讨 论

早产儿是目前围产医学研究的核心内容，随着社会、经济及环境等多种因素的变化，其发生率及病死率仍处于较高水平[6]。早产儿由于机体各器官发育不完整或孕期因素影响，呼吸障碍、极低出生体质量患儿占比较高，据统计，NICU病房中呼吸衰竭及极低出生体质量患儿约占NICU新生儿总数的45%和13%，且仍呈升高趋势[7]。目前，无创呼吸机辅助通气是治疗早产儿呼吸障碍有效手段，动态检测患儿血气指标，对指导呼吸机参数调整有重要价值[8]。由于早产儿，尤其是呼吸障碍患儿及极低出生体质量患儿生理、病理特点，不宜连续、重复采血，需要寻找更高效、无创的可替代动脉血气分析手段，对改善早产呼吸障碍患儿及极低出生体质量患儿预后有重要意义。

血O2分压、血CO2分压是目前评估肺通气、换气功能的重要指标[9]，多采用动脉血气分析，但由于其侵袭性操作可能对NICU患儿产生不良损害，因而限制其应用。经皮氧和二氧化碳分压检测原理为通过加热固定于皮肤表面的电极，增加毛细血管气体O2和CO2经组织向外弥散，从而检测到TcPO2和TcPCO2[10-11]。有报道称，新生儿加热电极保持温度为43℃时，可获得灵敏度和特异度较高的测量值，且不会损害皮肤[12]。一系列研究显示，同步经皮氧和二氧化碳分压监测、动脉血气监测，TcPO2与PaO2、TcPCO2与PaCO2在机械通气、手术麻醉、重症监护等过程中表现出良好的相关性[13-14]。本研究将监测电极稳定为43℃，同步监测无创呼吸机通气2 h、24 h时TcPO2、TcPCO2及PaO2、PaCO2，结果发现呼吸障碍患儿与非呼吸障碍患儿，极低出生体质量患儿与非极低出生体质量患儿经皮血气与动脉血气指标TcPO2低于PaO2，TcPCO2高于PaCO2，且经Pearson相关性分析，TcPO2与PaO2、TcPCO2与PaCO2均呈正相关，提示TcPO2、TcPCO2监测可准确评估早产儿PaO2、PaCO2。

血O2分压、血CO2分压除可以评估肺功能外，同时是反映组织缺氧程度、机体酸碱平衡的重要指标。当肺通气、换气功能发生障碍时，血液中含氧量下降，若低于正常下限，机体则表现为低氧血症，尤其是脑细胞对氧极其敏感，持续低氧血症可对脑组织造成不可逆损伤[15-16]。目前临床多以PaO2作为诊断低氧血症的金标准，本研究中以PaO2诊断结果为金标准，发现TcPO2对通气2 h、24 h时诊断低氧血症的准确度为92.50%、97.50%，AUC为0.901、0.937，提示TcPO2与PaO2诊断结果一致性较好，TcPO2用于诊断早产儿无创呼吸机治疗期间低氧血症有较高应用价值。血CO2是调节机体酸碱平衡的重要指标，其水平不当升高或降低可引起高碳酸血症及低碳酸血症，继而对机体各组织或器官造成不良影响，尤其是对于新生儿，异常水平的PaCO2可增加脑损伤风险[17]。本研究以PaCO2诊断结果为金标准，发现TcPCO2对通气2 h、24 h时诊断高碳酸血症的准确度分别为95.00%、97.50%，AUC为0.922、0.950；通气24 h时诊断低碳酸血症的准确度及AUC为98.75%、0.971，说明TcPCO2对早产儿无创呼吸机治疗期间高碳酸血症及低碳酸血症有较高诊断价值。

综上所述，TcPO2、TcPCO2监测可准确评估早产儿PaO2、PaCO2，对早产儿无创呼吸机治疗期间低氧血症、高碳酸血症及低碳酸血症有较高诊断价值，且由于经皮血气分析检测的无创性、可连续性等优势，可作为动脉血气分析的可靠替代方案应用于早产儿无创呼吸机治疗中。