中国医科大学学报  2019, Vol. 48 Issue (5): 446-448, 452

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马冬, 贺琳晰
MA Dong, HE Linxi
重症肺炎患儿机械通气治疗中呼气末二氧化碳分压监测的效果分析
Effectiveness of Monitoring Partial Pressure of Expiratory Carbon Dioxide in Children with Severe Pneumonia during Mechanical Ventilation
中国医科大学学报, 2019, 48(5): 446-448, 452
Journal of China Medical University, 2019, 48(5): 446-448, 452

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收稿日期:2018-02-23
网络出版时间:2019-05-13 9:59
重症肺炎患儿机械通气治疗中呼气末二氧化碳分压监测的效果分析
马冬 , 贺琳晰     
中国医科大学附属盛京医院第一小儿重症监护室, 沈阳 110004
摘要目的 研究重症肺炎患儿机械通气治疗中持续监测呼气末二氧化碳分压(PETCO2)的临床价值及意义。方法 选择2014年1月至2016年12月经我院诊断为重症肺炎并行机械通气的患儿38例。所有患儿均在5个同一时间点采用便携式血气分析仪进行血气分析,主要检测指标为动脉血气检测之下的二氧化碳分压(PaCO2)以及PETCO2结果 38例患儿中,36例患儿PETCO2与PaCO2呈正相关,且r均>0.75。对患儿进行进一步治疗,2项主要观察指标之间的平均偏差值指标差异明显减少。结论 针对血流动力学相对稳定的患儿来说,PETCO2与PaCO2之间具有相对较好的相关性。PETCO2能够更好的提升患者在血流、代谢以及通气等相关方面指标的检测,其操作简便、无创和连续等相关方面的优势,对机械通气的整体治疗效果提升具有积极意义,有较好的临床应用价值。
Effectiveness of Monitoring Partial Pressure of Expiratory Carbon Dioxide in Children with Severe Pneumonia during Mechanical Ventilation
MA Dong , HE Linxi     
Department of Pediatric Intensive Care Unit, Shengjing Hospital, China Medical University, Shenyang 110004, China
Abstract: Objective To assess the clinical value and significance of continuous monitoring of the end-expiratory partial pressure of carbon dioxide in children with severe pneumonia during mechanical ventilation. Methods From January 2014 to December 2016, 38 children diagnosed as severe pneumonia and requiring mechanical ventilation were enrolled in the study. All the children were analyzed by a portable blood gas analyzer at the same 5 time points. The partial pressure of carbon dioxide(PaCO2)(arterial blood gas monitoring) and partial pressure of carbon dioxide(PETCO2)at the end of expiration were noted. Results A significant positive correlation between PETCO2 and PaCO2 and an r value > 0.75 was noted in 36/38 children. With further treatment, the difference of average deviation between PaCO2 and PETCO2 was significantly reduced. Conclusion For children with relatively stable hemodynamics, there is a relatively good correlation between PETCO2 and PaCO2. PETCO2 can improve the detection of blood flow, metabolism, ventilation, and other related parameters in patients. Moreover, it is simple to estimate, non-invasive, and continuous. It has positive significance and good clinical application value for the improvement of the overall therapeutic effect of mechanical ventilation.
Keywords: PETCO2    PaCO2    blood gas analysis    ventilator    severe pneumonia    

临床认为肺炎患儿出现严重的肺通、换气功能障碍或全身炎症反应,即可诊断为重症肺炎[1]。肺炎是儿科常见病之一,也是儿童死亡的首要原因[2]。儿童重症肺炎出现严重缺氧及毒血症,除了有呼吸衰竭外还可引发其他多脏器功能衰竭,缺氧与CO2潴留是重症肺炎最重要的病理生理环节,机械通气时,呼吸机参数的调整依赖于动脉血气分析,动脉血气标本采集本身为有创操作,且对于年龄较小的婴幼儿操作相对困难,存在一定程度的风险。呼气末二氧化碳分压(end-expiratory carbon dioxide partial pressure,PETCO2)可作为估测动脉二氧化碳分压(partial pressure of carbon dioxide in arterial blood,PaCO2)的方法之一,监测CO2分压的变化趋势,为呼吸机模式及参数的调整提供数据参考,具有较高的临床指导意义[3]。本研究拟以重症肺炎的患儿为研究对象,探讨PETCO2与PaCO2的变化关系,为PETCO2的临床应用提供基础数据参考。

1 材料与方法 1.1 研究对象

选择2014年1月至2016年12月在我院诊断为重症肺炎并行机械通气的患儿为研究对象,累计纳入38例。参考《诸福棠实用儿科学》重症肺炎诊断标准[4]:(1)发热,体温 > 38.5 ℃,患儿出现全身中毒症状;(2)呼吸困难,并出现缺氧症状,胸部影像检查提示大片阴影;(3)出现以下病程任意一项:心力衰竭、呼吸衰竭、脑病、微循环障碍、休克;(4)合并以下并发症的任意一项:脓气胸、败血症、中毒性肠麻痹;(5)患者出现多器官功能障碍。患儿出现上述的(1) (2)项,同时合并(3) (4) (5)中的任意一项即诊断为重症肺炎。

38例患儿全部合并呼吸衰竭,其中男25例,占61.4%。平均年龄(2.3±1.5)岁,机械通气前平均动脉血氧分压为(50.2±12.2) mmHg,机械通气前平均氧合指数为(211.2±36.7) mmHg。其他类型的合并症以心力衰竭最为常见,累计24例,占63.2%;其次为胃肠功能衰竭,累计13例,发生率34.2%,见表 1

表 1 患儿一般情况 Tab.1 Children in general
Index Data
Gender [n (%)]  
   Male 25(65.8)
   Female 13(34.2)
Age (year) 2.3±1.5
Arterial partial pressure of oxygen (before ventilation) 50.2±12.2
Oxygenation index (before ventilation) 211.2±36.7
Complication [n (%)]  
  Heart failure 24(63.2)
  Toxic encephalopathy 8(21.1)
  Microcirculation dysfunction 9(23.7)
  Gastrointestinal failure 13(34.2)
  Stress ulcer 10(26.3)
  Pleural effusion 9(23.7)

1.2 治疗方法

采用DragerEvita4呼吸机进行机械通气,呼吸机的应用主要为控制或辅助呼吸,频率为12次/min,呼吸比则为1:1~1:1.2。配床旁多功能心电监护仪(Drager Infinity Vista XL)与CO2分压检测仪。采用GEM Premier3000血气分析仪对患儿进行血气分析。对于患儿的PETCO2数值以及波形进行连续性检测。PETCO2数值检测完毕之后随机进行相关指标记录。要求患者在相关指标记录之前的1 h内彻底清理呼吸道,在进行相关数据记录过程当中还需要排除自发性呼吸干扰以及患者自身呛咳、躁动等相关干扰因素。使用呼吸机机械通气后检测患儿神志、体温、心率、血压、经皮血氧饱和度、PETCO2等指标。

1.3 评价指标

患儿均经挠动脉抽血进行血气分析,同时在气管导管近端连接CO2检测仪,检测PETCO2。在辅助通气实施以后的0、1、3、12及24 h后抽血检测动脉血行血气分析,同时记录PETCO2的连续记录值。观察PaCO2监测曲线变化情况,包括基线、高度、形态、频率及节律5个方面,记录连续性变化数值。

1.4 统计学分析

应用SPSS 21.0进行数据分析,采用x±s描述计量指标的分布,相关性分析探讨PETCO2与动脉血气分析结果的相关性,P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 患儿个体PETCO2与PaCO2的关系

相关性分析结果显示,38例患儿中36例患儿的PETCO2与PaCO2有相关性,且r均 > 0.75,呈高度相关;13号与22号患儿PETCO2与PaCO2无相关性(r = 0.785,P = 0.104;r = 0.802,P = 0.094),21例患儿r > 0.9,见表 2

表 2 患儿个体PETCO2与PaCO2的关系 Tab.2 The relationship between individual PETCO2 and PaCO2 in children
No. r P
1 0.983 < 0.001
2 0.827 0.015
3 0.975 < 0.001
4 0.992 < 0.001
5 0.914 0.008
6 0.954 < 0.001
7 0.975 < 0.001
8 0.954 < 0.001
9 0.876 0.004
10 0.876 0.009
11 0.988 < 0.001
12 0.991 < 0.001
13 0.785 0.104
14 0.997 < 0.001
15 0.855 < 0.001
16 0.898 < 0.001
17 0.967 < 0.001
18 0.901 < 0.001
19 0.987 0.002
20 0.950 < 0.001
21 0.894 < 0.001
22 0.802 0.094
23 0.851 0.013
24 0.966 < 0.001
25 0.879 0.021
26 0.992 < 0.001
27 0.932 0.001
28 0.901 0.008
29 0.959 < 0.001
30 0.887 0.018
31 0.968 < 0.001
32 0.854 0.045
33 0.827 0.024
34 0.938 0.009
35 0.948 0.003
36 0.967 < 0.001
37 0.899 0.007
38 0.967 < 0.001

2.2 患儿PETCO2与PaCO2总体相关性

所有患儿在接受机械通气之后不同时间段的PETCO2以及PaCO2指标呈正相关,而在患儿进一步治疗的过程中,2项主要指标差异的平均偏差值明显降低。见表 3

表 3 患儿PETCO2与PaCO2总体相关性 Tab.3 General correlation between PETCO2 and PaCO2 in children
Index 0 h 1 h 3 h 12 h 24 h
PaCO2(mmHg) 68.9±13.4 65.8±15.7 60.7±13.8 49.9±7.4 47.1±5.9
PETCO2(mmHg) 62.8±11.9 58.7±14.5 56.1±12.9 47.1±6.8 41.9±5.8
Average deviation 5.4±8.5 6.3±7.5 4.7±5.4 3.4±5.1 3.6±2.7
r 0.827 0.863 0.894 0.814 0.859
P < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05

3 讨论

研究[5]数据显示,每年罹患肺炎的儿童及婴幼儿超过1.5亿,超过80%分布于发展中国家,其中7%~13%的患儿进展为重症肺炎。对出现呼吸衰竭的患儿进行机械通气时主要依靠动脉血气分析来调节参数,以及时改善呼吸循环状态,但存在较大的局限性;监测PETCO2有以下优势:首先,动脉血气分析检测次数有限,无法进行连续监测,无法提供完整的患儿PETCO2与PaCO2变化趋势,其利用价值相对有限;其次,动脉血气分析为有创性,对于婴幼儿操作取血相对困难[6]。PETCO2的检测为无创性,能提供连续性数据,可有效减少动脉采血的次数[7]。由于CO2具有较强的弥散能力,可快速的从肺部毛细血管弥散进入肺泡,动脉血中的CO2水平与肺泡毛细血管中的CO2水平可很快达到平衡,PETCO2为肺泡CO2分压平均水平,受死腔气体稀释[8]。一般情况下,人体肺泡死腔相对较小,故PETCO2与PaCO2在数值上相对接近,因此PETCO2理论上可有效代替PaCO2,用于呼吸机参数调节。

PETCO2波形的变化可反应气道压力变化,应严密观察、及时发现并尽快处理。当检测过程中PETCO2长时间超过45 mmHg时,多提示通气不足或CO2产生增加,应适当调节呼吸频率或潮气量,避免CO2潴留导致的不良后果。

既往研究[9]结果显示,PETCO2主要受组织细胞CO2产生量、肺泡通气量与肺血流量3个因素的影响。本研究结果显示,PETCO2与PaCO2具有较强的相关性。婴幼儿由于肺部发育不成熟,发展为重症肺炎后可在短期内出现呼吸衰竭,其呼吸机代偿能力相对较弱,易发生呼吸疲劳。5岁以下儿童肺炎中呼吸衰竭的比例远高于年长儿,主要为呼吸肌疲劳所致,并不代表其肺实质病变严重[10]。连续监测PETCO2可有效观察患儿通气状况,AHA心肺复苏指南推荐应用PETCO2进行动脉血氧饱和度监测,以调节呼吸机参数,避免过度通气[11]。除此之外,连续的PETCO2监测数值可帮助确认气管插管位置,具有极高的敏感性,临床上可用于减少插管误入食管的风险[12]。PETCO2监测作为一种无创的诊断工具,为临床评估危重程度及预测代谢性紊乱发生提供有力依据。

综上,本研究通过对38例重症肺炎患儿在机械通气治疗中PaCO2与动脉血气分析的监测,提示重症肺炎患儿PETCO2与PaCO2具有较好的相关性,可有效用于调整呼吸机参数调节,减少动脉血气分析次数,应进行临床推广。

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