المبادئ الأساسية وطرق القياس لمراقبة ضغط نهاية الزفير

يشير رصد ثاني أكسيد الكربون في نهاية المد (ETCO2) إلى استخدام جهاز رصد ثاني أكسيد الكربون لمراقبة تركيزه أو ضغطه في غاز زفير المريض. بالإضافة إلى عرض تركيزه أو ضغطه آنيًا، يمكن للجهاز أيضًا رسمه بيانيًا. بدمج مؤشرات التركيز مع خصائص الموجات، يمكن لهذه الأجهزة حساب واستنتاج سلسلة من المعلمات المتعلقة بـ ETCO2، مما يوفر معلومات عن وظيفة التهوية لدى المريض، والناتج القلبي، والتهوية/التروية (V/Q)، والأيض.

أولا: المبادئ الأساسية وطرق القياس

يمكن قياس ثاني أكسيد الكربون في نهاية المد والجزر باستخدام طرق مثل امتصاص الأشعة تحت الحمراء، مطيافية الكتلة، مطيافية رامان، الغاز الكروماتوغرافيا، وتحليل الأقطاب الكيميائية لثاني أكسيد الكربون.

الطريقة الأكثر شيوعًا في الممارسة السريرية هي امتصاص الأشعة تحت الحمراء، والتي تعتمد على خصائص امتصاص جزيئات ثاني أكسيد الكربون للأشعة تحت الحمراء لتحديد تركيزها. عند مرور الغاز عبر مستشعر الأشعة تحت الحمراء، يمر شعاع من ضوء الأشعة تحت الحمراء عبر عينة الغاز، ويقوم كاشف الأشعة تحت الحمراء بقياس شدة الشعاع. ولأن ثاني أكسيد الكربون يمتص ضوء الأشعة تحت الحمراء بطول موجي محدد (4.3 ميكرومتر)، فإن درجة توهين الشعاع تتناسب طرديًا مع تركيز ثاني أكسيد الكربون.

يمكن تقسيم الأجهزة إلى نوعين رئيسي وجانبي بناءً على طريقة أخذ عينات الغاز. ويُعدّ النوع الرئيسي شائع الاستخدام.

1. النوع السائد

-الميزات: يمر تدفق الهواء مباشرة عبر غرفة القياس، وخط أنابيب الكشف هو جزء من مجرى الهواء الاصطناعي.
-المزايا: تتأثر نتائج الاختبار بدرجة أقل برطوبة مجرى الهواء والإفرازات.
-العيوب: لا يمكن استخدام المراقبة المستمرة إلا في مجاري الهواء المغلقة، كما أن بعض منتجات الشركات المصنعة تزيد بشكل كبير من حمل أنابيب مجرى الهواء والمساحة الميتة للتنفس.

2. نوع التيار الجانبي

المميزات: يدخل تدفق الهواء إلى حجرة القياس بشكل سلبي. يُسحب هواء الزفير إلى حجرة القياس بواسطة مضخة شفط للقياس، بمعدل تدفق شفط يتراوح بين 20 و300 مل/دقيقة.
المزايا: قابلة للتطبيق على الممرات الهوائية غير المغلقة ومواقع أخذ العينات المتنوعة.
العيوب: منفذ أخذ العينات عرضة لرطوبة مجرى الهواء وإفرازاته. في حالات التهوية منخفضة التدفق أو الأطفال، قد يؤثر فقدان تدفق الهواء الناتج عن أخذ العينات بالشفط على قياس حجم المد والجزر وتفعيل جهاز التنفس الصناعي.

II. تصنيف معلمات العرض

بناءً على معلمات عرض شكل موجة الجهاز، يُمكن تصنيفه إما إلى شكل موجة ضغط جزئي لثاني أكسيد الكربون قائم على الوقت أو شكل موجة ضغط جزئي لثاني أكسيد الكربون قائم على الحجم. ولأن أجهزة قياس الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون القائمة على الحجم تحتاج إلى مراقبة كلٍّ من الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون وسرعة تدفق مجرى الهواء، فإن كلاهما يستخدم طريقة أخذ عينات شائعة.

1. شكل موجة الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون والزمن

يمثل المحور الرأسي الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون؛ ويمثل المحور الأفقي الوقت. شكل الموجة مستمر ويمكن تقسيمه إلى أربع مراحل:

- المرحلة الأولى، حيث يكون شكل الموجة عند خط الأساس، تمثل الإلهام وتهوية المساحة الميتة.

- المرحلة الثانية، الطرف الصاعد، تمثل الوقت الذي تختلط فيه تهوية الحيز الميت والغازات السنخية ويتم الزفير.

-المرحلة الثالثة، حيث يظهر الشكل الموجي كخط أفقي مرتفع، تمثل الوقت الذي يتم فيه زفير الغاز السنخي.

-المرحلة الرابعة، حيث يصل الشكل الموجي إلى خط الأساس في نهاية المرحلة الثالثة، تمثل بداية الإلهام التالي.

يُمثل المحور الرأسي الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون، بينما يُمثل المحور الأفقي حجم الزفير. شكل الموجة متقطع، ويمكن تقسيمه إلى ثلاث مراحل:

-المرحلة الأولى هي خط الأساس، وتمثل مرحلة تهوية المساحة الميتة.

-المرحلة الثانية هي الطرف الصاعد، وتمثل الانتقال من تهوية المساحة الميتة إلى تهوية الحويصلات الهوائية.

المرحلة الثالثة هي الخط الأفقي العالي، وتمثل مرحلة الزفير السنخي. ولأن الشهيق غير مُراقَب، فلا توجد مرحلة رابعة.

تتراوح القيم الطبيعية لثاني أكسيد الكربون في نهاية المد والجزر بين 35 و45 ملم زئبق (4.67 و6.0 كيلو باسكال). ونظرًا لتأثر ثاني أكسيد الكربون في نهاية المد والجزر بالأيض الأساسي والدورة الدموية والتنفس، فإن التحليل الشامل لقيم ثاني أكسيد الكربون في نهاية المد والجزر ضمن نطاق معين، بالإضافة إلى مؤشرات أخرى ذات صلة، يمكن أن يُرشد العلاج السريري بدقة.