经皮氧/二氧化碳分压监测在老年危重症病人中的临床应用

许博文 秦海东

老年危重症病人常因循环、呼吸不稳定或组织代谢、功能异常导致机体缺氧。但PaO2往往不能完全反映出此类病人的组织缺氧程度[1-2]。因此，临床上亟需一种可以动态监测并能准确反映机体组织层面缺氧程度的监测指标。经皮氧/二氧化碳分压监测(percutaneous oxygen/carbon dioxide partial pressure monitoring，PtcO2/PtcCO2)是通过局部电极加热提升皮下组织温度(42～45 ℃)，使毛细血管受热扩张，同时增加皮肤对气体的通透性，从而测得局部组织PtcO2和PtcCO2的一种技术[3]。PtcO2和PtcCO2能够反映机体外周血流灌注的情况，且具有无创、连续、动态的特点，近年来逐渐成为呼吸、循环等领域的研究热点[4]。研究发现，PtcO2受PaO2及局部组织血流灌注等因素影响较大，当机体组织血流灌注充足时，PtcO2与PaO2呈正相关关系，而当循环衰竭导致局部组织血流灌注不足、氧输送减少时，PtcO2则与PaO2呈负相关关系[5]。本文就PtcO2/PtcCO2监测技术在老年危重症病人中的应用情况进行综述。

1 PtcO2/PtcCO2监测在老年呼吸衰竭病人中的应用

临床上老年呼吸衰竭病人往往以低氧伴或不伴CO2潴留为主要临床特征，在治疗过程中需动态监测动脉血气变化以评估病情变化。但动脉血气分析为有创操作，连续监测存在医源性感染的可能，还增加病人的痛苦及住院费用。因此，老年呼吸衰竭病人需要一种无创、高效、可替代动脉血气分析的监测手段。Ruiz等[6]对81例急性呼吸衰竭病人的研究表明，PtcCO2与PaCO2之间具有良好的相关性(r2=0.93，P<0.001)，但PtcCO2替代PaCO2的准确度取决于机体CO2潴留的程度。高建军等[7]观察了36例急性呼吸衰竭病人有创通气前后PaO2、PaCO2、PtcO2、PtcCO2水平的变化，结果发现，有创机械通气前后PtcO2与PaO2、PtcCO2与PaCO2之间具有良好的相关性，且PtcO2的早期变化对呼吸衰竭病人的预后具有良好的预测价值。面罩或呼吸机管路连接氧气的通气方式容易造成氧气严重稀释，导致病人吸氧浓度大幅下降[8]，而PtcO2/PtcCO2监测可动态反映无创呼吸机辅助通气下不同给氧方式对吸入氧浓度的影响，这为提高呼吸衰竭病人的氧疗效率提供了新的监测手段[9-10]。

2 PtcO2/PtcCO2监测在老年脓毒症休克病人中的应用

脓毒症是机体对感染的反应失控，导致脏器功能障碍的一种临床综合征，进一步可发展为严重脓毒症甚至脓毒症休克[11]，其病死率居高不下，是目前老年危重症病人的主要死亡原因[12]。

微循环代谢异常是发生脓毒症休克的重要环节，因此需要动态监测此类病人的微循环灌注情况。目前临床上评估微循环灌注的常用指标为尿量、皮肤及神志等，但其灵敏度和特异度均较差，无法很好地反映脓毒症休克病人的预后。乳酸及乳酸清除率虽然能够反映机体组织的灌注情况，但乳酸监测为有创操作，且易受肝、肾功能等因素的影响，具有一定的滞后性[13]。PtcO2能够反映脓毒症休克病人的微循环障碍程度，且临床医生可通过其水平的变化评估脓毒症休克病人集束化治疗后微循环的改善情况。因此，PtcO2监测技术在脓毒症休克病人中得到了广泛应用。

10 min氧负荷试验(oxgen challenge test，OCT)是PtcO2监测技术的延伸应用，10 min OCT为吸入纯氧10 min后PtcO2与基础PtcO2的差值。根据Fick定理，微循环的PaO2水平和血流量决定了机体局部组织的氧供应程度[14]。当微循环障碍加重时，随着吸氧浓度的提高，PtcO2增量逐渐减小，而给予局部微循环良好的病人10 min纯氧后，其PtcO2水平明显增加[15-16]。因此，10 min OCT可初步反映机体微循环障碍的严重程度。董亮等[17]将53例脓毒症休克病人根据其28 d生存预后分为存活组和死亡组，分别记录2组病人早期目标导向治疗(early goal directed therapy，EGDT)后6 h的10 min OCT结果，发现治疗6 h后10 min OCT预测病人28 d死亡的灵敏度为76.84%，特异度为85.03%，提示其对脓毒症休克病人的预后具有良好的预测价值。氧负荷指数(oxgen challenge index，OCI)=10 min OCT/(吸入纯氧后PaO2-基础PaO2)，该指标进一步排除了吸氧体积分数差异的影响[18]。Mari等[19]对伴有不同程度呼吸衰竭且氧合指数下降的脓毒症病人进行研究，发现肺功能对10 min OCT结果有较大影响，而OCI可一定程度上排除肺功能的干扰。因此，10 min OCT可反映机体微循环的缺氧程度，且对脓毒症休克病人的预后具有良好的预测价值。

临床上PtcCO2的测量结果一般易受到以下3个因素的影响[20]：(1)局部组织CO2的生成；(2)CO2的组织弥散能力；(3)局部组织微血管内的PaCO2水平。由于CO2相较于O2的组织弥散能力更强，这一生理特性决定了PtcCO2受皮肤角质层厚度、色素、循环及呼吸等因素的影响更小。因此，PtcCO2在微循环良好的机体组织中，可用于评估甚至替代PaCO2。然而在微循环障碍时，PtcCO2与PaCO2可出现失偶联现象，此时PaCO2无法反映组织高碳酸血症[21-22]，这种差值称为二氧化碳偏移，记为P(c-a)CO2。王为群等[23]对31例脓毒症休克病人实施EGDT，记录PaCO2与PtcCO2，并与20例非休克的ICU病人进行比较。结果发现，病人入院时P(c-a)CO2>14 mmHg可作为区分早期脓毒症休克与非休克病人的指标，EGDT前P(c-a)CO2>21.5 mmHg及EGDT后P(c-a)CO2>19.3 mmHg均可作为预测脓毒症休克病人28 d死亡的指标。曹培洪等[24]进一步对35例脓毒症休克病人进行一项前瞻性研究，记录EGDT后PtcCO2与呼气末二氧化碳分压(PetCO2)并计算其差值P(c-et)CO2。结果发现，入院时P(c-et)CO2>12.6 mmHg可以作为区分脓毒症休克与非脓毒症休克的指标，其灵敏度为97%，特异度为83%。EGDT前P(c-et)CO2>20 mmHg、EGDT后P(c-et)CO2>16.5 mmHg可作为预测脓毒症休克病人28 d死亡的有效指标。张文娟等[25]进一步研究发现，脓毒症休克病人机体局部组织血流灌注减慢时，会出现PtcCO2增高伴PtcO2下降的现象，PtcO2/PtcCO2比值可作为反映脓毒症休克病人微循环变化的有效指标。

值得注意的是，最新研究发现，通过热刺激(heat challenge，HC)将传感器探头温度从37 ℃提升至45 ℃时，PtcCO2的数值会发生变化，记为ΔPtcCO2[26]。该研究对37例脓毒症休克病人、22例非脓毒症休克病人以及健康志愿者进行HC，并记录P(c-a)CO2及ΔPtcCO2。结果发现，入院时脓毒症休克病人的ΔPtcCO2水平较非脓毒症休克病人明显降低，且P(c-a)CO2>17 mmHg联合ΔPtcCO2>0预测脓毒症休克病人死亡的灵敏度为93%，特异度为82%，提示ΔPtcCO2对脓毒症休克病人28 d死亡具有良好的预测价值。

3 PtcO2/PtcCO2监测在老年急性心力衰竭(acute heart failure，AHF)病人中的应用

心力衰竭(heart failure，HF)是各种心脏疾病的终末阶段，其中AHF已经成为65岁以上老年人住院的主要病因。发生AHF时，病人心输出量下降、外周血管阻力增高，导致机体组织器官灌注不足和心源性休克，3～6个月病死率极高。目前临床上评估HF严重程度的常用指标有LVEF及BNP等[27-28]，但LVEF及BNP等预测AHF病人的短期预后效果并不理想。Tremper等[29]发现PtcO2随心输出量的改变而快速改变，当PtcO2/PaO2比值<0.7时可提示心输出量不足。He等[30]利用脉波指示剂连续心排出量监测(pluse indicator continuous output，PICCO)技术监测62例脓毒症休克病人的心输出量，同时连续监测PtcO2，经充分液体复苏后记录PtcO2、10 min OCT及OCI，发现10 min OCT与心指数(cardiac index，CI)具有良好的相关性。且当10 min OCT值为53 mmHg时，可提示病人CI<3 L/min，其灵敏度为83%，特异度为86%，故认为在脓毒症休克病人中，10 min OCT是反映心输出量的良好指标。

二氧化碳偏移度为PtcCO2与PaCO2的差值占PaCO2的百分比，该指标可间接反映机体微循环的代谢情况。张越等[31]收集了91例AHF病人治疗前和治疗后6 h的动脉血气分析结果，同时行PtcO2监测，并以病人28 d生存情况分为存活组与死亡组。结果发现，死亡组病人治疗前及治疗后的10 min OCT值均明显低于存活组，P(c-a)CO2均明显高于存活组，提示PtcO2/PtcCO2监测可作为评价AHF病人预后的可靠手段。

心脏骤停(cardiac arrest，CA)是指心脏的机械活动停止，心肌收缩不足或停止收缩，是危重症病人致死性的临床表现。檀立端等[32]以急诊科收治的85例CA病人为研究对象，入科时立即给予高质量的心肺复苏术(cardiopulmonary resuscitation，CPR)、气管插管接呼吸机辅助通气，分别于CPR后10、20、30 min行PtcO2/PtcCO2监测，根据复苏结果将病人分为存活组与死亡组，并以复苏10、20、30 min为研究节点。结果发现，复苏成功组病人的PtcCO2水平均低于死亡组，且复苏成功病人的PtcCO2随时间呈逐渐下降趋势。同时比较乳酸、PetCO2与PtcCO2对复苏过程中CPR质量监控和预后判断的价值，结果表明，与乳酸及PetCO2相比，PtcCO2更能实时反映机体组织和微循环的灌注情况。

4 总结

PtcO2/PtcCO2监测在老年危重症病人中具有重要的临床应用价值，可替代动脉血气指标指导呼吸衰竭病人及时调整呼吸机参数，并能够反映AHF及脓毒症休克病人的微循环灌注情况以及组织代谢水平，从而用于评估病人预后以及指导液体管理。10 min OCT通过评价组织对提高氧浓度后的反应性反映微循环障碍的程度，为识别早期脓毒症休克提供了组织层面的监测工具。P(c-a)CO2则可通过反映局部组织代谢障碍与大循环之间的差异，间接反映微循环障碍的程度。

但是目前PtcO2/PtcCO2监测技术在临床上的使用仍受到一些因素的干扰，如病人局部皮肤的条件、机械通气以及肺功能的情况等，如何排除这些干扰因素的影响还有待进一步的研究。