Monitorowanie wentylacji-1.pdf

Z BIGNIEW S ZKULMOWSKI

Unwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu

Collegium Medicum im. Ludwika Rrydygiera w Bydgoszczy

Katedra i Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii

Monitorowanie oddychania

Niewydolność oddechowa powinna być starannie monitorowana, gdyż hipokse-

mia, hiperkapnia i kwasica oddechowa prowadzić może do poważnych powikłań ze zgo-

nem włącznie. Celem wentylacji mechanicznej jest odwrócenie tych zaburzeń wymiany

gazowej a modyfikacja ustawień respiratora odbywa się na podstawie parametrów wymia-

ny gazowej i mechaniki oddychania, które możemy monitorować.

I. Wymiana gazowa

1) Gazometria krwi tętniczej.

Jest to parametr najczęściej oceniany w leczeniu niewydolności oddechowej. Na

jego podstawie można oceniać kilka istotnych parametrów wymiany gazowej w płucach,

takich jak: domieszka żylna czy pęcherzykowo tętnicza różnica ciśnienia parcjalnego O2.

a) Domieszka żylna (Qva/Qt)

Nazywana jest także fizjologicznym przeciekiem krwi żylnej w płucach i jest pa-

rametrem dość złożonym. Wyliczany jest ze wzoru:

Qva/Qt = (CcO2 – CaO2) / (CcO2 – CvO2)

Qt w tym wzorze jest rzutem minutowym serca, CcO2, CaO2 i CvO2 to zawartość

tlenu w, odpowiednio, „idealnej” krwi kapilarnej, tętniczej i mieszanej żylnej. Do wyli-

czeń przyjmuje się, że ciśnienie parcjalne w „idealnej” krwi kapilarnej jest równe ciśnieniu

w O2 w pęcherzykach płucnych (PAO2 – sposób obliczenia poniżej). Aby znieść wpływ na

końcowy wynik zaburzeń stosunku wentylacji do perfuzji, pomiary i obliczenia przepro-

wadza się po 15 minutowej wentylacji 100% O2. Minusem w tym przypadku jest to, że

wypłukuje się wtedy azot z pęcherzyków płucnych co może prowadzić do ich zapadania i

nasilania się zmian niedodmowych i w konsekwencji także przeciek płucny.

Normalna wartość Qva/Qt wynosi ok. 10%. Zwiększenie do ok. 20% prowadzi do

hipoksji, która może być jednak wyrównana przez tlenoterapię. Wartości Qva/Qt powyżej

30% nie dają się już wyrównać tlenoterapią bierną.

Mimo, że parametr jest bardzo istotny, jego szersze stosowanie ogranicza ko-

nieczność działań inwazyjnych (cewnik Swan-Ganz’a w celu pobierania mieszanej krwi

żylnej).

b) Pęcherzykowo tętnicza różnica ciśnienia parcjalnego O2 (P AO2-aO2 )

Jest to bardzo ważny parametr, gdyż ocenia jedynie „czystą” wymianę gazową w

płucach. Pozostaje normalny, kiedy hipoksemia spowodowana jest hipowentylacją.

P AO2-aO2 dla celów klinicznych obliczany jest jako PAO2 – PaO2, gdzie PAO2 jest

obliczanie ze wzoru:

PAO2 = (Pb – PH2O) x FiO2 – PaCo2/R

Pb jest w tym wzorze ciśnieniem barometrycznym, PH2O – ciśnieniem pary wod-

nej w pęcherzykach płucnych (zwykle przyjmuje się wartość 47 mm Hg), a R jest współ-

czynnikiem oddechowym (zwykle wartość 0,8).

Wartość P AO2-aO2 wynosi zwykle ok. 10 mm Hg u ludzi młodych, zdrowych i

zwiększa się z wiekiem dochodząc do 30 u ludzi starszych. Czynnikiem znacznie ograni-

czającym zastosowanie tego wskaźnika w warunkach klinicznych są jego trudne do prze-

widzenia zmiany przy różnych FiO2.

Zwyczajowo pobiera się gazometrię tętniczą po 30 minutach od każdej zmiany

parametrów wentylacji. Wydaje się, że w większości przypadków ten czas może być skró-

cony do 5 – 10 minut. Stwierdzono, że 90% zmiany poziomu PaO2 po zmianie stężenia

tlenu w mieszaninie oddechowej dokonuje się w ciągu pierwszych 5 minut 1 .

Jest kilka ograniczeń gazometrii krwi tętniczej. Jest to badanie inwazyjne, które

wymaga nakłucia tętnicy lub wprowadzenia kaniuli.

Niewłaściwe pobranie, z pęcherzykami powietrza w próbce może prowadzić do

niewiarygodnych wyników.

Zbyt duża ilość heparyny w strzykawce spowoduje obniżenie PCO2 i HCO3 i zbyt

wysoki poziom PO2.

Zbyt długie przechowywanie próbki przed pomiarem spowoduje obniżenie PO2,

pH i podwyższenie PCO2 (wpływ metabolizmu krwinek czerwonych) choć wydaje się, że

czas do 30 minut pomiędzy pobraniem a badaniem nie ma znaczącego wpływu na wynik.

Klasyczne badanie gazometryczne jest pomiarem wykonywany co jakiś czas i mo-

że nie odzwierciedlać nagłych zmian, które zachodzą pomiędzy kolejnymi badaniami.

Poza tym zmiany w badaniach gazometrycznych pojawiają się późno w procesie chorobo-

wym i dają nam nikłe wyobrażenie o innych, ważnych czynnikach wpływających na wy-

mianę gazową, takich jak rzut minutowy serca czy czynność mięśni oddechowych.

2) Ciągły p omiar gazometrii tętniczej 2 .

Jest to technologia, która rozwijana jest w ostatnim czasie z powodu oczywistych

korzyści płynących z jej zastosowania: pozwala na szybką optymalizację wentylacji w

odpowiedzi na zmiany ciśnień parcjalnych gazów, unika się nadmiernej utraty krwi zuży-

wanej na badania i zmniejszone jest ryzyko infekcji (stosuje się układy zamknięte). Ciągle

wysoki jest koszt. Działanie czujników opiera się na:

a) Elektrodzie elektrochemicznej (Clarka)

Elektroda polarograficzna wprowadzona przez Clarka w 1956 roku została na tyle

zminiaturyzowana, że można ją wprowadzać do tętnicy. Powszechne stosowanie tej meto-

dy ograniczane jest przez: konieczność powtarzanych kalibracji, zwłaszcza przy zmianach

temperatury ciała, szybkości przepływu krwi, przesunięcia elektrody, stosunkowo długi

1 Sasse SA, Jaffe MB, Chen PA. Arterial PO2 eqilibration time after an increase in the in-

spired oxygen. Am Rev Red Dis 1993, 147: A625

2 Mahutte CK, Continous intravascular and on demand extravascula arteria blond gas

monitoring . Principles and przctice of intessive care monitoring. McGraw- Hill, New York, 1998,

197-216

czas pomiaru (do 100 sekund) i stosunkowo dużą średnicę elektrody, co powoduje ko-

nieczność zakładania szerokich cewników i zwiększa ryzyko zmian zakrzepowych i utrud-

nia pobieranie krwi do badań.

b) Czujniku wewnątrznaczyniowym przepuszczalnym dla tlenu

Czujnik oparty jest na zasadzie przenikania O2 i CO2 przez półprzepuszczalną

błonę w ilościach zależnych od ciśnienia parcjalnego tych gazów. Gazy te są zasysane i

analizowane w chromatografie gazowym lub spektrometrze masowym. Wyniki ciśnień

parcjalnych podawane są co kilka minut. Ograniczenia metody są podobne jak dla elektro-

dy Clarka.

c) Tranzystorze jonowo-selektywnym

Jest to czujnik elektrochemiczny, mierzący PaCO2 lub pH. Nie można nim ozna-

czyć PaO2. Jest to urządzenie ciągle w fazie doświadczalnej.

d) Czujnikach fluorescencyjnych

Jest to metoda najbardziej obiecująca. W czujniku wewnątrznaczyniowym znajdu-

je się barwnik fluorescencyjny, który pod wpływem światła ulega wzbudzeniu i uwalnia

fotony. Tlen powoduje zahamowanie a dwutlenek węgla przyspieszenie tego procesu w

stopniu, który może być zmierzony. Zaletą metody jest szybki czas pomiaru, co 6 sekund,

co daje możliwość praktycznie ciągłego monitorowania. Wadą jest wysoki koszt oraz moż-

liwość powikłań miejscowych, takich jak w innych czujnikach donaczyniowych.

3) Pulsoksymetria

Metoda, obecnie powszechnie stosowana, oparta jest na dwóch zasadach: obecno-

ści przepływu pulsacyjnego wytwarzanego przez tętniącą krew oraz na zjawisku różnego

pochłaniania światła przez oksy- i karboksyhemoglobinę. Urządzenie wykorzystuje dwie

diody emitujące światło o znanej długości fali (najczęściej 660 nm - czerwone i 940 nm -

podczerwone) oraz fotodetektor. W zakresie światła czerwonego oksyhemoglobina pochła-

nia mniej światła niż karboksyhemoglobina a w zakresie podczerwonym jest odwrotnie.

Metoda wyodrębnia także sygnał pulsujący (pochodzący z hemoglobiny znajdującej się w

naczyniach) od sygnału ciągłego, uznawanego za sygnał tła pochodzącego z otaczających

tkanek. Stopień absorpcji tego światła został empirycznie wykalibrowany w badaniach u

zdrowych ochotników.

Metoda ma pewne ograniczenia:

a) Dokładność

Większość producentów podaje dokładność około +/- 4-5% przy wartościach satu-

racji powyżej 70%. Oznacza to że, przy wskazaniach np. 95%, prawdziwa saturacja może

zawierać się w granicach od 90 do 100%. Wiele badań wskazuje jednak, że ta dokładność

jest zwykle większa i wynosi ok. 2-3%, jeżeli poziom saturacji jest powyżej 90%.

b) Krzywa dysocjacji hemoglobiny.

Przesunięcie krzywej dysocjacji hemoglobiny w lewo (zasadowica, hipotermia)

powodować będzie zawyżanie wskazań pulsoksymetru a przesunięcie w prawo (kwasica,

hiperkapnia) – zaniżanie.

c) Odpowiedź na dynamiczne zmiany utlenowania

W przypadku gwałtownego spadku PO2 istnieje pewne opóźnienie we wskaza-

niach pulsoksymetrii. Przy czujniku umieszczonym na palcu opóźnienie to wynosi ok. 25-

35 sekund i może się jeszcze wydłużać przy współistniejącej bradykardii. Czujniki umiesz-

czone na płatku usznym mają opóźnienie o połowę krótsze 10-20 sekund.

d) Dyshemoglobinemia

Pulsoksymetry wykorzystują jedynie dwie długości fali świetlnej do rozróżnienia 2

rodzajów hemoglobiny i wyświetlana wielkość mówi nam o tym, jaki jest udział hemoglo-

biny utlenowanej w całej ilości hemoglobiny. Zakłada się, że nie ma innych rodzajów

hemoglobiny pochłaniających światło o innej długości. Aby oznaczyć inne rodzaje hemo-

globiny, należałoby badać 4 długości fali. Zarówno karboksy jaki i methemoglobina powo-

dują znaczne zaburzenia wskazań pulsoksymetru. Karboksyhemoglobina może znacznie

zawyżać poziom saturacji a methemoglobina będzie obniżała wskazania do poziomu 85%

(poziom plateau, który nie obniża się nawet pomimo znacznego zwiększania stężenia

MetHb).

e) Anemia

Choć wskazania pulsoksymetru są wiarygodne w szerokim zakresie hematokrytu,

znacznego stopnia anemia może zaniżać wartości SpO2.

f) Barwniki

Dożylnie stosowane barwniki, takie jak błękit metylenowy, zieleń indocjaninowa

mogą zaniżać wskazania pulsoksymetrii. Efekt ten jest przemijający, lecz bezpośrednio po

podaniu barwnika obniżenie SpO2 może być znaczne – opisywano spadek do 65% po

podaniu błękitu metylenowego mimo prawidłowego utlenowania.

g) Lakier na paznokciach

Wiele lakierów do paznokci ma ten sam zakres absorpcji światła co hemoglobina

i może znacznie zaburzać odczyt pulsoksymetru. Lakiery niebieskie, zielone i czarne będą

obniżać wskazania SpO2, kolor czerwony i purpurowy nie ma wpływu na odczyty. Pro-

blemu można uniknąć umieszczając czujnik „bok do boku”.

h) Światło otaczające

Nowoczesne pulsoksymetry korygują wskazania zależnie od intensywności świa-

tła otaczającego (przed włączeniem diod oznaczany jest sygnał tła, odejmowany później od

sygnału od chorego). Mimo wszystko, niektóre rodzaje lamp chirurgicznych mogą fałszy-

wie zaniżać SpO2.

i) Poruszanie czujnikiem

Poruszanie czujnikiem powoduje artefakty i wyniki mogą być zaburzone.

j) Pigmentacja skóry

Dokładność wskazań pulsoksymetru może być zaburzona u osób z silną pigmen-

tacją skóry, na przykład u pacjentów rasy czarnej. Wynikać to może z faktu, że krzywa

kalibracyjna została na postawie badań na ochotnikach rasy białej.

k) Hipoperfuzja

Wskazania stają się niewiarygodne w przypadku znacznej hipoperfuzji i zaniku

fali tętna w miejscu pomiaru (znacznego stopnia obkurczenie naczyń).

4) Kapnografia

Kapnometria jest nieinwazyjną metodą oznaczania CO2 w drogach oddechowych

a kapnografia jej przedstawieniem graficznym, w kształcie krzywej. Najczęściej monito-

rowaną wartością w kapnometrii jest ciśnienie parcjalne CO2 mierzone pod koniec wyde-

chu, końcowowydechowe PCO2 (PetCO2).

Najczęściej wykorzystywaną techniką pomiarową jest spektroskopia w podczer-

wieni. CO2 absorbuje światło podczerwone w stosunkowo wąskim zakresie długości fali

(4,3 mm). Stopień absorpcji CO2 w powietrzu wydechowym porównywany jest z gazem

kalibracyjnym i na podstawie różnicy oznaczany jest aktualny poziom CO2.

Pomiar może być dokonywany w głównym strumieniu powietrza wydechowego

(czujnik umieszczony między rurką intubacyjną a łącznikiem Y) lub ze strumienia bocz-

nego (gaz zasysany jest do analizatora). W tej drugiej technice pomiaru gaz zasysany jest

przez specjalne pompy z różną szybkością – od 20 do 300 ml/min. Szybkość ta może być

w niektórych aparatach regulowana, co jest istotne przy wentylacji małymi objętościami

oddechowymi.

PetCO2 końcowowydechowe dość wiernie oddaje ciśnienie parcjalne CO2 we

krwi tętniczej, jednak ze względu na warunki przepływu w drogach oddechowych i tech-

nikę pomiaru wartość ta jest nieco niższa niż we krwi. W normalnych warunkach różnica

ta jest mniejsza niż 5 mm Hg, ale w stanach patologicznych (zwiększenie przestrzeni

martwej) różnica ta może być dużo większa (10-20 mm Hg lub więcej) i wtedy PetCO2 nie

będzie wiarygodnym wskaźnikiem 3 .

Tabl. 1. Czynniki wpływające na zmiany PetCO2 4 .

Zwiększenie PetCO2

Nagłe

Nagłe zwiększenie rzutu minutowego serca

Nagłe zwolnienie mankietu

Dożylne podanie dwuwęglanów

Stopniowe

Hypowentylacja

Zwiększenie produkcji CO2

Zmniejszenie PetCO2

Nagłe

Gwałtowna hyperwentylacja

Nagłe zmniejszenie rzutu minutowego serca

Masywny zator płucny

Rozłączenie respiratora

Zatkanie rurki intubacyjnej

Przeciek w układzie

Stopniowe

Hyperwentylacja

Zmniejszenie zużycia O2

Zmniejszenie przepływu płucnego

Brak PetCO2

Intubacja do przełyku

5) Przezskórny pomiar gazów

W sposób nieinwazyjny można monitorować ciśnienie parcjalne zarówno tlenu

jak i dwutlenku węgla. Wykorzystuje się do tego elektrodę polarograficzną Clarka (pomiar

PO2) i modyfikowanę elektrodę Sveringhausa (pomiar PCO2). Metoda ma swoje ograni-

czenia, które jak do tej pory znacznie ograniczają szerokie stosowanie tej metody. Aby

zwiększyć przekrwienie skóry elektrody są ogrzewane do 44 stopni Celsjusza co wymusza

zmianę lokalizacji elektrod co 4-6 godzin w celu uniknięcia oparzeń. Dokładność pomiaru

jest dużo większa u noworodków niż u dorosłych, prawdopodobnie z powodu różnic w

strukturze skóry. Poza tym długi jest czas oczekiwania na pierwsze wyniki (około 15 mi-

3 Tobin MJ. Mechanical ventilation. N Engl J Med 1994;330: 1056-1061

4 Jubran A, Tobin MJ. Monitoring during mechanical ventilation. Clin Chest Med

1996;17(3):453-474

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: