劉立漢 劉昂駒 劉振興

摘要：現(xiàn)代臨床手術(shù)過程中，越來越多地需要實時監(jiān)測機械通氣患者的供氧水平與通氣狀態(tài)，而呼末二氧化碳分壓（PetCO2）監(jiān)測作為目前廣泛使用的測量方法，其測量準確性與適用性問題一直困擾著臨床醫(yī)護人員。本文主要圍繞不同場景下的PetCO2與動脈血二氧化碳分壓（PaCO2）的相關(guān)性研究進展進行綜述，旨在澄清并解釋針對不同條件下PetCO2測量結(jié)果的準確性及適用性問題，以此增加臨床醫(yī)護人員對PetCO2測量的理解，便于指導對患者的及時護理與合理用藥。

關(guān)鍵詞：手術(shù);機械通氣;呼末二氧化碳分壓;動脈血二氧化碳分壓;準確性及適用性

【中圖分類號】R322.3 【文獻標識碼】A 【文章編號】1673-9026（2021）03-036-03

一、引言

動脈血氣分析被認為是臨床監(jiān)測通氣和供氧是否充足反映病人呼吸狀態(tài)的金標準，但它是侵入性的，昂貴的，而且需要重復采樣動脈血，臨床中往往很難獲得動脈血，尤其是新生兒，動脈采血會導致新生兒失血、疼痛或動脈痙攣等問題。同時，血氣分析是間歇性的測量，只能反映采樣時患者體內(nèi)平衡狀態(tài)，但實際上危重患者體內(nèi)狀態(tài)在短時間內(nèi)也可能會發(fā)生較大變化，而呼末二氧化碳分壓（PetCO2）可以連續(xù)無創(chuàng)測量并間接反映動脈血二氧化碳分壓（PaCO2），減少了重復侵入性動脈血采樣，能安全、舒適地持續(xù)監(jiān)測，是一種替代PaCO2的無創(chuàng)測量方法，通過監(jiān)測PetCO2的突變還可以預(yù)警并促使醫(yī)生測量PaCO2，在患者病情惡化之前確保治療的早期干預(yù)。

為了評估確認PetCO2和PaCO2的相關(guān)性，國內(nèi)外學者進行了大量的研究和分析，以期得到通過PetCO2準確反映PaCO2的模型與標準，應(yīng)用于臨床實踐。Murant Pekdemir等人[1]使用主流CO2和旁流CO2測量方法對114例患者的PetCO2及PaCO2進行一致性評估，其中PaCO2均值35.16mmHg，主流PetCO2均值22.11mmHg，旁流PetCO2均值25.48mmHg，結(jié)果表明通過主流和旁流CO2測得的PetCO2均明顯低于PaCO2，且具有一致性;Grace TS Law等人[2]探討了PetCO2和PaCO2的相關(guān)性關(guān)系，200例患者測試結(jié)果：PetCO2均值33.2 mmHg，PaCO2均值40 mmHg，P（a-et）CO2梯度均值7.2 mmHg;Serge J.H.Heines等人[3]比較了三種監(jiān)護儀在40名心外科手術(shù)后患者機械通氣過程中PetCO2的差異性，并與其PaCO2進行了對比，結(jié)果表明：三種監(jiān)測儀的PetCO2測量結(jié)果相關(guān)性良好，但所有監(jiān)測儀PetCO2均值均低于PaCO2，差值約為4mmHg，存在P（a-et） CO2的正相關(guān)梯度。

以上研究表明：PetCO2和PaCO2具有很好的相關(guān)性，且絕大數(shù)情況下PetCO2應(yīng)該低于PaCO2，但在實際臨床中PetCO2和PaCO2的測量受到很多因素的影響或者存在不適用的場景，本文后續(xù)章節(jié)會進行更深入的分析。

二、PetCO2和PaCO2相關(guān)性

1.重度戒酒綜合征患者

國外學者在分析PetCO2與PaCO2的相關(guān)性時加入了患者狀態(tài)影響因子，以酸堿代謝紊亂患者（重度戒酒綜合征患者）為研究對象，Tariq Yousuf等人[4]對比了36例重度戒酒綜合征患者治療過程中PetCO2和PaCO2測量值，用于評估PetCO2在患者接受藥物治療后監(jiān)測呼吸抑制方面的意義，研究發(fā)現(xiàn)患者的P（a-et） CO2梯度呈正相關(guān)性關(guān)系，差值約為9.5mmHg，在整個住院過程中保持一致;Elham Pishbin等人[5]評估了64例重度戒酒綜合征患者治療過程中的PetCO2和PaCO2測量值也存在著較強的線性關(guān)系，且PetCO2普遍小于PaCO2，因此其判斷針對該類患者，可用PetCO2作為緊急情況下評估PaCO2的重要指標。

2.重癥新生兒患者

Chia-Hua Wu等人[6]針對新生兒重癥監(jiān)護病房（NICU）的61名患者（其中41名早產(chǎn)兒）測量了主流PetCO2，用于評估其作為間接評估PaCO2的可靠性和準確性，兩組實驗結(jié)果均表明：PetCO2明顯低于PaCO2，但同時也表明兩者之間存在很好的相關(guān)性。足月組 ：PetCO2 （40.8±10.7mmHg） VS PaCO2 （44.2±14.3mmHg）;早產(chǎn)兒組：PetCO2 （43.1±10.4mm Hg） VS PaCO2 （46.5±11.2mmHg）。

Soraisham Amuchou Singh等人[7]研究了31例早產(chǎn)兒第一周PetCO2與PaCO2的相關(guān)性及一致性情況，通過數(shù)據(jù)分析：PetCO2明顯低于PaCO2，PetCO2（37.3 ± 7.8 mmHg） VS PaCO2（43.5 ± 9.6 mmHg），當PetCO2處于30～50mmHg的范圍時，通過監(jiān)測PetCO2有助于研究早產(chǎn)兒第一周PaCO2變化趨勢及篩查異常。

3.顱腦損傷患者

Sung-Woo Lee等人[8]研究了66例急診重癥顱腦損傷患者的PaCO2與PetCO2的相關(guān)性情況，并對不一致患者數(shù)據(jù)進行了分析，結(jié)果表明：PetCO2和PaCO2相關(guān)性良好（r=0.666，p<0.0001），P（a-et）CO2（25%-75%）均值為3.6mmHg，PetCO2和PaCO2在重度顱腦損傷中的一致性為77.3%;對于28例無嚴重外傷、無低血壓、無代謝性酸中毒患者的一致性為89.3%，通常PaCO2的值大于或等于PetCO2，但有12例測量結(jié)果相反，可能原因：在潮氣量大且呼吸率低情況下，肺泡末端氣體長期緩慢排出，在呼氣末增加了額外的累積CO2傳感器污染導致吸氣基線上升，引起PetCO2測量結(jié)果增大。

J Husaini等人[9]研究了35例開顱手術(shù)患者PetCO2和PaCO2的關(guān)系，試圖確定PetCO2是否可以用于開顱時PaCO2的評估，測量了三個節(jié)點（麻醉誘導后10分鐘，開顱后硬膜切開時，開始閉合硬膜時）的PaCO2和PetCO2測量值，三個節(jié)點情況下兩者平均差分別為：3.84 mmHg，4.85 mmHg，3.91mmHg，整個開顱手術(shù)過程中，PetCO2一直小于PaCO2，具有很好地相關(guān)性和一致性。

三、PetCO2和PaCO2影響因素分析

PaCO2和PetCO2具有很好的相關(guān)性和一致性，但其也受到很多因素的影響。

患者體位的影響分析，Bruno Grenier等人[10]評估了104例患者在持續(xù)3小時不同體位神經(jīng)外科手術(shù)中PetCO2及PaCO2的測量值，在麻醉誘導后、定位后、每一小時及手術(shù)結(jié)束后分別測量PaCO2與PetCO2及P（a-et）CO2，624組測試均值統(tǒng)計結(jié)果：PaCO2 （33±5mmHg）及PetCO2 （27±4mmHg），P（a-et）CO2 （6±4mmHg），其中側(cè)臥P（a-et）CO2為（7±3mmHg），比仰臥、俯臥及坐姿差異大，側(cè)臥時PetCO2 （26±4mmHg）偏低。Monu Yadav等人[11]研究發(fā)現(xiàn)40例頸椎手術(shù)患者從仰臥位向俯臥位轉(zhuǎn)變時，PetCO2從31.8mmHg降至30.6mmHg，PaCO2從34.65mmHg降至33.3mmHg，但P（a-et）CO2梯度無明顯變化，研究中仰臥位P（a-et）CO2為3.14±1.7mmHg，俯臥位P（a-et）CO2為3.09±1.9mmHg。

機械通氣的影響分析，D.Pang等人[12]通過分析控制機械通氣過程中通氧呼吸與否，來評估PetCO2反映PaCO2的準確性。其中，不通氧組：PetCO2比PaCO2小2.20mmHg;通氧組：PetCO2比PaCO2小2.46mmHg。Daniel S.J.Pang等人[13]則通過調(diào)節(jié)每分鐘通氣率，發(fā)現(xiàn)當通氣率VR<5，平均PetCO2比PaCO2低4.01mmHg;VR>5，平均PetCO2則比PaCO2低2.24mmHg。Guiqi Geng等人[14]進一步研究了不同通氣方式下90例婦科腹腔鏡手術(shù)病人P（a-et） CO2隨時間的變化情況。P（a-et） CO2為正時，其差異隨著手術(shù)時間的延長而增大，但總體而言通氣對P（a-et）CO2的梯度影響比較小，但在通氣過程中還需要同時考慮不同氣管導管方式等影響因素[15]。

死腔的影響分析，Mathilde Lermuzeaux等人[16]評估不同二氧化碳監(jiān)測方法的準確性，主要是通過比較25例未插管重癥監(jiān)護病房（ICU）急性呼吸衰竭患者的PetCO2與PaCO2測量值，PaCO2 均值（44.2±12.7mmHg），PetCO2 均值（30.3±9.1mmHg），PaCO2與PetCO2相差13.9±1.96mmHg，分析可得出PaCO2和PetCO2之間的差異與生理死腔體積成正比，為解剖和肺泡死腔的總和。

血壓的影響分析，Teemu Luostarinen等人[17]評估了72例患者不同動脈血壓變化對動脈PaCO2和P（a-et）CO2的影響。平均動脈血壓MAP的百分比變化與P（a-et）CO2正相關(guān)。曾昭燕等[18]通過42例胸科手術(shù)指出，行右肺葉手術(shù)肺功能基本正常的患者，術(shù)中左單肺通氣期間，血流動力學穩(wěn)定時PetCO2與PaCO2相關(guān)性好（r=0.87）;低血壓期間，PetCO2與PaCO2差值增大，PetCO2僅反映PaCO2的變化趨勢（r=0.75），準確性不如正常血壓時。

年齡的影響分析，Kenichi Satoh等人[19]評估了596例患者全身麻醉時PetCO2和PaCO2受年齡差異的影響以探討PaCO2和PetCO2的準確性，研究發(fā)現(xiàn)P（a-et）CO2梯度隨患者年齡增加而增大，P（a-et）CO2詳細分布：16～25歲：（2.4±3.1）mmHg，26～35歲：（3.1±2.2）mmHg，36～45歲：（3.0±2.2）mmHg，46～55歲：（3.4±2.0）mmHg，56～64歲：（3.2±2.0）mmHg，65～74歲：（4.3±3.2）mmHg，75～84歲：（3.7±2.8）mmHg。

人工氣胸的影響分析，薛沙等人[20]對43例行腔鏡食管癌手術(shù)患者進行單肺通氣聯(lián)合二氧化碳人工氣胸后，P（a-et）CO2顯著增加，PetCO2和PaCO2的相關(guān)性受到顯著影響，而一旦停止單肺通氣聯(lián)合人工氣胸后，各指標均可恢復至術(shù)前水平。由于影響P（a-et）CO2大小的直接因素是肺內(nèi)分流多少與死腔通氣大小，因此灌注不足時所導致的V/Q失調(diào)以及死腔通氣增加將直接影響P（a-et）CO2。王潔等人[21]通過對30例的單腔氣管插管全身麻醉下胸腔鏡食管癌根治術(shù)患者進行人工氣胸數(shù)據(jù)跟蹤，發(fā)現(xiàn)氣胸后的PaCO2，PetCO2以及P（a-et）CO2均明顯增加，兩者的相關(guān)性也隨之改變，因此人工氣胸期間慎用PetCO2預(yù)估PaCO2。

心臟病患兒的分流方式影響分析，劉椏名等人[22]通過對60例的擇期行先天性心臟病體外循環(huán)手術(shù)的患兒進行分組分析：右向左分流的先天性心臟病患兒在手術(shù)結(jié)束前PetCO2與PaCO2無顯著相關(guān)性（r為0.21～0.38），PetCO2不能替代PaCO2;左向右分流的先天性心臟病患兒在體外循環(huán)圍手術(shù)期，PetCO2與PaCO2的相關(guān)性較好（r為0.55～0.87），PetCO2能準確地反映PaCO2的變化。

以上研究分析表明：PetCO2與PaCO2的相關(guān)性會受到很多因素的影響，臨床醫(yī)護人員需根據(jù)實際情況進行判斷與分析。

四、PetCO2和PaCO2相關(guān)性較差的場景

一些特定場景下，研究發(fā)現(xiàn)PetCO2與PaCO2的一致性在臨床上的表現(xiàn)較差，因此無法直接使用PetCO2代替PaCO2作為臨床評價，Mutlu Kartal等人[23]開展了118例慢性阻塞性肺疾?。–OPD）患者的旁流PetCO2測量，研究分析了PetCO2和PaCO2之間的差異，PaCO2均值：42.2±13.5mmHg，PetCO2均值：33.7±10.45mmHg，數(shù)據(jù)表明：PetCO2與PaCO2測量一致性較差，不能代替PaCO2用于COPD患者的臨床評價;王群英等人[24]指出PetCO2與PaCO2在健康患者呈現(xiàn)良好的相關(guān)性，但在不同病理生理情況下，二者的相關(guān)性可能會比較差，研究中專門針對創(chuàng)傷患者進行了分析，發(fā)現(xiàn)該類患者PetCO2與PaCO2的相關(guān)性很差，尤其是受傷程度越嚴重的患者，其相關(guān)性越差;劉亞鳳等人[25]針對100例ICU入院患者使用碳酸波形圖監(jiān)測其初始PetCO2，監(jiān)測中也同步迅速抽血做血氣分析PaCO2，統(tǒng)計結(jié)果表明：100例患者PetCO2平均值為31.32±7.81mmHg，PaCO2平均值為35.44±8.57mmHg，可以看到PetCO2和PaCO2呈中度相關(guān)（r=0.67），Bland-Altman繪圖顯示PaCO2與PetCO2差值的均值為4.12mmHg，一致性范圍為（-9，+17），進而驗證了在該類場景PetCO2不足以準確反映成年患者在急危重狀態(tài)下PaCO2的變化趨勢。

五、總結(jié)

本文綜述了PetCO2和PaCO2兩種測量方法差異性、相關(guān)性及其影響因素，重點分析了使用PetCO2替代預(yù)測PaCO2的適用場景和不適用場景。適用場景：PetCO2和PaCO2的相關(guān)性和一致性都很好，針對同一患者實時對比監(jiān)測的PetCO2小于PaCO2，但詳細差值的范圍與患者的具體病癥有一定的關(guān)系;不適用場景：重點研究提出了慢性阻塞性肺疾?。–OPD）患者、創(chuàng)傷患者、ICU極危重患者等場景下不建議用PetCO2作為替代評估PaCO2的變化趨勢，為后續(xù)醫(yī)護人員準確地使用和理解PetCO2和PaCO2提供了很好地參考，便于指導對患者的及時護理與合理用藥。

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作者簡介：劉立漢，男，1984年出生，湖北天門人，工學碩士，中級工程師，研究方向為生物醫(yī)學工程與儀器，目前已在國內(nèi)外期刊或雜志發(fā)表學術(shù)論文12篇，中國及美國發(fā)明專利5個（2個已授權(quán)，3個已公開）。

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