呼气末二氧化碳(PETCO2)监测意义

呼气末二氧化碳（PETCO2）作为一种较新的无创伤监测技术，已越来越多地应用于手术麻醉的监护中，它具有高度的灵敏性，不仅可以监测通气也能反映循环功能和肺血流情况，目前已成为麻醉监测不可缺少的常规监测手段。

一、PETCO2监测的原理

组织细胞代谢产生二氧化碳，经毛细血管和静脉运输到肺，在呼气时排出体外，体内二氧化碳产量（VCO2）和肺通气量（VA）决定肺泡内二氧化碳分压（PETCO2）即PETCO2=VCO2×0.863/VA,0.863是气体容量转换成压力的常数。CO2弥散能力很强，极易从肺毛细血管进入肺泡内。肺泡和动脉CO2完全平衡，最后呼出的气体应为肺泡气，正常人PETCO2≈PACO2≈paCO2，但在病理状态下，肺泡通气/肺血流（V/Q）及交流（Qs/Qt）的变化，PETCO2就不能代表paCO2。呼气末二氧化碳的测定有红外线法，质谱仪法和比色法三种，临床常用的红外线法又根据气体采样的方式分为旁流型和主流型两类。

二、PETCO2波形及意义

正常的CO 2波形一般可分四相四段：

（1）Ⅰ相：吸气基线，应处于零位，是呼气的开始部分为呼吸道内死腔气，基本上不含二氧化碳。

（2）Ⅱ相：呼气上升支，较陡直，为肺泡和无效腔的混合气。

（3）Ⅲ相：二氧化碳曲线是水平或微向上倾斜，称呼气平台，为混合肺泡气，平台终点为呼气末气流，为PETCO2值。

（4）Ⅵ相：吸气下降支，二氧化碳曲线迅速而陡直下降至基线新鲜气体进入气道。

2、呼气末CO2的波形应观察以下5个方面：

（1）基线：吸入气的CO2浓度，一般应等于零。

（2）高度：代表PETCO2浓度。

（3）形态：正常CO2的波形与异常波形。

（4）频率：呼吸频率即二氧化碳波形出现的频率

（5）节律：反映呼吸中枢或呼吸机的功能

3、正常二氧化碳波形的定性指标和定量指标：

（1）呼气中出现二氧化碳：表示代谢产生的二氧化碳经循环后从肺排出。

（2）吸气中无二氧化碳：表示通气环路功能正常，无重吸入。

（3）呼气时二氧化碳上升和平台波：快速上升的二氧化碳波形反映呼气初期气量足，而接近水平的平台波反映正常的呼气气流和不同部位的肺泡几乎同步排空。

（4）PETCO2为定量指标，正常情况下应稍低于PETCO2 。

4、异常的PETCO2波形

（1）呼气中CO2消失说明有效的肺循环和肺通气不足，或缺乏，麻醉时常由于技术性原因造成，如气管插管误入食管，通气环路接头脱落，或因通气障碍所致如呼吸暂停或呼吸道梗阻，也可以见于心跳停止。

（2）吸气中出现CO2有意识地进行重吸入时，吸入气出现CO2-是正常现象（如MaplesonD型装置的Bain环路），异常的或大量的出现说明麻醉环路有故障，如活瓣关闭失灵。CO2吸收剂失效MaplesonD系统新鲜气流不足。

（3）呼出气PETCO2波形异常：上升段延长提示因呼吸道高位阻塞或支气管痉挛以致呼气流量下降，肺泡平台倾斜度增加，说明因慢性阻塞性肺疾患或气管痉挛使肺泡排气不均。某些波形改变不一定是病理现象，如潮气量不足时，使用面罩，可看到不规则的或截锥形的波形；侧卧位机械通气时，肺泡平台呈驼峰状，Bain环路时可见慢频率呼吸心源性起伏和“Bain隆凸”波形。

（4）PETCO2偏差:当PETCO2接近PACO2逐渐升高，说明肺泡通气不足或进入肺泡的CO2增加，如恶性高热；PETCO2逐渐下降，说明存在过度通气或循环系统的低排综合征。PETCO2逐渐下降，说明因肺栓塞造成CO2输送突然中断。周健等[5]认为：PETCO2骤降是空气栓塞的早期表现，可以在循环系统出现症状之前诊断空气栓塞，在多普列超声仪未能广泛应用的情况下，应常规持续PETCO2监测。

三、呼气末二氧化碳监测的临床应用及意义

（一）监测通气功能

无明显心肺疾病的患者V/Q比值正常。一定程度上PETCO2可以反映PaCO2。正常PETCO2为5%，而1%CO2约等于11Kpa（7.5mmHg），因此，PETCO2为5Kpa（38mmHg）通气功能有改变时，PETCO2接近PACO2和PaCO2，故PETCO2逐渐增高是反映通气不足，是非常迅速、敏感的指标，而特异性一般。当PETCO2与PaCO2存在差值时，其敏感性和特异性下降，由于通气不足的临床表现不敏感，也无特异性，故PETCO2波形的辅助诊断价值较高[3]。其多数由于VT设置偏小。也可能是回路漏气等原因。

（二）维持正常通气量

全麻期间或呼吸功能不全使用呼吸机时，可根据PETCO2来调节通气量，避免发生通气不足和过度，造成高或低碳酸血症。

（三）确定气管的位置

目前公认证明气管导管在气管内的正确方法有三种：1、肯定看到导管在声门内，2、看到PETCO2的图形。临床利用纤维支气管镜技术是判断导管位置的“金标准”，但使用不便，PETCO2对于判断导管位置迅速，直观，非常敏感，特别是口腔手术经鼻插管，冉启华等利用PETCO2波形导引指导，当导管越接近声门口时，波形会越明显，以此来指导将导管插入声门，如果导管插入食道，则不能观察到PETCO2波形，所以PETCO2对导管误入食管有较高的辅助诊断价值，是证明导管在气管内的方法之一，邢峰等[7]利用PETCO2判断气管位置进一步作了改进，他们根据PETCO2特异性不高，容易面罩下操作过度通气致胃充气膨胀，饮过含CO2的饮料，服用抗酸药等原因出现假阳性波形，因而采用按胸PETCO2判断导管位置，其价值在于：（1）波形直观，有特征性、数值高，较手控通气后PETCO2更有助于迅速准确地判断导管位置，（2）有助于判断无通气期间体内CO2蓄积情况，尤其在插管时间较长情况下，机体尚未缺氧，但已出现CO2蓄积，因此，在无通气时间超过90秒后，应终止插管操作，重新面罩给O2通气，所以PETCO2波形图是指导经鼻插管的基本原则。3、看到正常的顺应性环（PV环），由此可以避免发生气管导管误入食管内的错误判断。

（四）及时发现呼吸机的机械故障

如接头脱落，回路漏气，导管扭曲、气管阻塞、活瓣失灵以及其他机械故障等，PETCO2图形在临床上可以发生变化，呼吸环路接头脱落、回路漏气常见于气管导管与螺纹管之间的脱落，螺纹管与麻醉机之间的脱落或呼吸囊连接处的脱落，头面部手术的操作容易造成接头处脱落而观察者往往由遮挡而难以发现，如作了PETCO2监测时，可及时发现二氧化碳波形消失，同时伴有气管压力骤然下降。导管扭曲打折，气道阻塞、活瓣失灵，也会发生二氧化碳波形的消失或明显的下降，同时也会发现气道压力猛增，这时只要能及时发现并排除阻塞就可转危为安。如导管为部分梗阻表现为PETCO2增高，同时伴有气道压力增高，压力波形变尖，平台降低，应及时解除梗阻。吴卫平等[9]认为在气管插管全麻术中持续PETCO2监测优于SpO2，呼出潮气量等其他监测方法，具有发现气管导管扭曲、堵塞、脱管、导管移位、呼吸环路脱开等呼吸道不畅更加及时、准确的优点，因而对气管插管全麻，尤其是术中无呼出气潮气量监测；麻醉者远离病人头部，气管全麻术中及时发现，处理呼吸道不畅，维持病人呼吸道通畅、保障病人供O2具有重要意义。

（五）调节呼吸机参数和指导呼吸机的撤除：（1）调节通气量；（2）选择最佳PEEP值，一般来说最小PETCO2值的PEEP为最佳PEEP值；（3）PETCO2为连续无创监测，可用以指导呼吸机的暂时停用，当自主呼吸时SpO2和PETCO2保持正常，可以撤除呼吸机；应注意异常的PETCO2存在，必要时应用血气对照。

（六）监测体内CO2产量的变化 静脉注入大量NaHCO2,PETCO2显著增高，是反映心输出量的指标之一；重吸入、体温升高，突然放松止血带以及恶性高热，均使CO2产量增多；而且，PETCO2迅速增高是恶性高热敏感的早期指标。

（七）了解肺泡无效腔量及肺血流量变化

PaCO2为有血液灌注的肺泡的PACO2、PETCO2为有通气的PaCO2，若PETCO2低于PaCO2，PETCO2增加或CO2波形上升呈斜形，说明肺泡无效腔量增加及肺血流量减少，方伟武等[11]报道侧卧位时，不管是控制呼吸或自主呼吸都会发生无效腔的改变，此时上侧肺有良好的通气而血流灌注不足，下侧肺则灌注充分而通气不足，可增加无效腔。

（八）监测循环功能

休克，心跳骤停及肺梗塞，肺血流减少或停止，CO2浓度迅速为零，CO2波形消失，PETCO2消失和PETCO2迅速下降持续30秒以上，表示心跳骤停，PETCO2作为复苏急救时心前区挤压是否有效的重要的无创监测指标，而且判断其预后价值更大，此时，PETCO2水平与心输出量为相应变化。

四、呼气末二氧化碳监测的优点与不足

临床研究证实，PETCO2监测是目前有重要价值的监测方法，对判断病情的发展有现实意义。有报道经鼻氧管采样测定的PETCO2与PaCO2，呈正 相关关系，且该方法有许多的优点: ①监测清醒病人自主呼吸时经鼻导管采样测 定的PETCO2，并未受到鼻咽部死腔气体的存在而影响其结果，在非封闭条件下PETCO2亦能准确评价PaCO2，达到无创连续监测肺功能通气、换气的目的。②可用于非气管插管的病人，特别是小儿，能连续监测危重病人的PETCO2，可减少抽取动脉 血的次数，减少病人的痛苦。③不仅可以连续监测肺通气、换气功能，而且能反映循环、代谢功能的改变。④简单易学，不需要特殊的技术。

不足之处:严重心肺疾病、采样管堵塞及呼吸频率等均可影响PETCO2的测定。①心肺严重疾病患者V/Q 比例失调，Pa-ETCO2差值增大， 经鼻氧管采样测定的 PETCO2不能作为通气功能的判断指标，需同时测定PaCO2作为参考。②采样管可因分泌物堵塞或扭曲而影响PETCO2的监测结果。③若呼吸频率太快，呼出气体不能 在呼气期完全排出，同时CO2监测仪来不及反应，均可产生PETCO2的监测误差。④ 旁流式CO2监测仪可因气体弥散、采样管的材质和气体样品在管中暴露的长度（与 气体流速和采样管长度有关）等引起误差。

总之，PETCO2监测在临床麻醉中是一个很有价值的报警系统，临床麻醉涉及面广，病情复杂，合并症多，借以能及时，准确地变化一些意外及严重并发症，从而避免严重缺氧性损害的发生，能极大地提高手术麻醉的安全性，使患者受益，同时也保护了工作人员自身的医疗安全，PETCO2监测技术将渗透到各个学科，在临床医学中具有重要的应用价值和意义。