Основные принципы и методы измерения давления в конце выдоха

Мониторинг концентрации углекислого газа в конце выдоха (ETCO2) подразумевает использование устройства для мониторинга CO2 для контроля концентрации или давления CO2 в выдыхаемом пациентом газе. Помимо отображения концентрации или давления CO2 в режиме реального времени, устройство также может отображать концентрацию или давление CO2 на графике. Объединяя показатели концентрации с характеристиками формы волны, эти приборы могут рассчитывать и выводить ряд параметров, связанных с ETCO2, предоставляя таким образом информацию о вентиляционной функции пациента, сердечном выбросе, вентиляции/перфузии (V/Q) и метаболизме.

I. Основные принципы и методы измерения

Конечный уровень углекислого газа в выдыхаемом воздухе можно измерить с помощью таких методов, как инфракрасное поглощение, масс-спектрометрия, рамановская спектроскопия, газовая хроматография и химический электродный анализ углекислого газа.

Наиболее распространённым методом в клинической практике является метод инфракрасного поглощения, который использует свойства молекул CO2 поглощать инфракрасное излучение для определения их концентрации. При прохождении газа через инфракрасный датчик луч инфракрасного света проходит через образец газа, а инфракрасный детектор измеряет интенсивность луча. Поскольку CO2 поглощает инфракрасное излучение определённой длины волны (4,3 мкм), степень ослабления луча пропорциональна концентрации CO2.

В зависимости от метода отбора проб газа приборы можно разделить на приборы с основным и боковым потоком. Наиболее распространены приборы с основным потоком.

1. Основной тип

-Особенности: Воздушный поток проходит непосредственно через измерительную камеру, а детекторный трубопровод является частью искусственных дыхательных путей.
-Преимущества: Результаты теста меньше подвержены влиянию влажности и выделений из дыхательных путей.
-Недостатки: непрерывный мониторинг можно использовать только при закрытых дыхательных путях, а продукция некоторых производителей значительно увеличивает нагрузку на дыхательные трубки и респираторное мертвое пространство.

2. Тип бокового потока

Особенности: Воздушный поток поступает в измерительную камеру пассивно. Выдыхаемый воздух засасывается в измерительную камеру с помощью аспирационного насоса, скорость аспирации составляет 20–300 мл/мин.
Преимущества: применимо к негерметичным дыхательным путям и различным местам отбора проб.
Недостатки: Порт для отбора проб подвержен воздействию влаги и секрета из дыхательных путей. При низкопоточной вентиляции или у детей потеря потока воздуха, вызванная отбором проб, может повлиять на измерение дыхательного объема и срабатывание аппарата ИВЛ.

II. Классификация параметров отображения

В зависимости от параметров отображения формы сигнала прибор может классифицироваться как измерение парциального давления углекислого газа во времени или измерение парциального давления углекислого газа в объёме. Поскольку измерители формы сигнала парциального давления углекислого газа в объёме должны контролировать как парциальное давление углекислого газа, так и скорость потока в дыхательных путях, в обоих случаях используется метод измерения основного потока.

1. Временная диаграмма парциального давления CO2

Вертикальная ось представляет парциальное давление CO2; горизонтальная ось представляет время. Форма сигнала непрерывна и может быть разделена на четыре фазы:

- Фаза I, где кривая находится на исходном уровне, представляет собой вдох и вентиляцию мертвого пространства.

- Фаза II, восходящая ветвь, представляет собой время, когда вентиляция мертвого пространства и альвеолярный газ смешиваются и выдыхаются.

- Фаза III, где кривая имеет вид высокой горизонтальной линии, представляет собой время выдыхания альвеолярного газа.

-Фаза IV, где форма волны достигает базового уровня в конце фазы III, представляет собой начало следующего вдоха.

Вертикальная ось отображает парциальное давление углекислого газа; горизонтальная ось отображает объём выдыхаемого воздуха. Форма кривой прерывистая и может быть разделена на три фазы:

- Фаза I является базовой линией, представляющей фазу вентиляции мертвого пространства.

- Фаза II – восходящая ветвь, представляющая переход от вентиляции мертвого пространства к альвеолярной вентиляции.

Фаза III — это высокая горизонтальная линия, представляющая фазу альвеолярного выдоха. Поскольку вдох не контролируется, фаза IV отсутствует.

Нормальные значения углекислого газа в конце выдоха составляют 35–45 мм рт. ст. (4,67–6,0 кПа). Поскольку на ETCO2 влияют основной обмен веществ, кровообращение и дыхание, комплексный анализ значений ETCO2 в определённом диапазоне в сочетании с другими значимыми показателями может точно определить клиническую тактику лечения.