中国当代儿科杂志  2014, Vol. 16 Issue (1): 465-468   PDF    
新生儿机械通气时呼气末二氧化碳分压与动脉血二氧化碳分压相关性分析
冯晋兴, 刘晓红, 黄惠君, 余珍珠, 杨慧, 何柳芳    
深圳市儿童医院新生儿科, 广东 深圳 518026
摘要目的 探讨新生儿机械通气时呼气末二氧化碳分压(PetCO2)和动脉血二氧化碳分压(PaCO2)的相关性。方法 对31例气管插管机械通气的新生儿进行持续主流PetCO2监测,并同时配对检测85例次动脉血血气分析,评估PetCO2与PaCO2的相关性和一致性。结果 31例机械通气新生儿PetCO2均值(41±10 mm Hg)低于PaCO2均值(46±11 mm Hg)(P<0.01),二者具有显著正相关性(r=0.92,P<0.01);平均偏倚是5.1±4.3 mm Hg,在95%一致性范围是(-3.3,13.6 mm Hg),5%(4/85)的数值在95%的可信区间以外。在氧合指数(OI)<300 mm Hg(n=48)时,PetCO2和PaCO2具有显著正相关性(r=0.85,P<0.01),平均偏倚是5.9±4.3 mm Hg,在95% 一致性范围是(-2.6,14.5 mm Hg),4%(2/48)的数值在95%的可信区间以外。OI≥300 mm Hg(n=37)时,PetCO2和PaCO2也有显著正相关性(r=0.91,P<0.01),平均偏倚是4.1±4.1 mm Hg,在95%一致性范围是(-3.9,12.1 mm Hg),仅5%(2/37)的数值在95%的可信区间以外。结论 在机械通气的新生儿中,PetCO2和PaCO2有较好的相关性和一致性。
关键词动脉血二氧化碳分压     呼气末二氧化碳分压     机械通气     新生儿    
Correlation between end-tidal carbon dioxide and partial pressure of arterial carbon dioxide in ventilated newborns
FENG Jin-Xing, LIU Xiao-Hong, HUANG Hui-Jun, YU Zhen-Zhu, YANG Hui, HE Liu-Fang    
Department of Neonatology, Shenzhen Children's Hospital, Shenzhen 518026, China
Abstract: To study the correlation between end-tidal carbon dioxide (PetCO2) and partial pressure of arterial carbon dioxide (PaCO2) in ventilated newborns. Methods Thirty-one ventilated newborn underwent mainstream PetCO2 monitoring; meanwhile, arterial blood gas analysis was performed. The correlation and consistency between PetCO2 and PaCO2 were assessed. Results A total of 85 end-tidal and arterial CO2 pairs were obtained from 31 ventilated newborns. The mean PetCO2 (41±10 mm Hg) was significantly lower than the corresponding mean PaCO2 (46±11 mm Hg) (P<0.01). There was a significant positive correlation between PetCO2 and PaCO2 (r=0.92, P<0.01). The overall PetCO2 bias was 5.1±4.3 mm Hg (95% limits of consistency, -3.3 to 13.6 mmHg), and 5% (4/85) of the points were beyond the 95%CI. When the oxygenation index (OI) was less than 300 mm Hg (n=48), there was a significant positive correlation between PetCO2 and PaCO2 (r=0.85, P<0.01); the PetCO2 bias was 5.9±4.3 mm Hg (95% limits of consistency, -2.6 to 14.5 mm Hg), and 4.2% (2/48) of the points were beyond the 95%CI. When the OI was more than 300 mm Hg (n=37), there was also a significant positive correlation between PetCO2 and PaCO2 (r=0.91, P<0.01); the PetCO2 bias was 4.1±4.1 mm Hg (95% limits of consistency, -3.9 to 12.1 mm Hg), and 5% (2/37) of the points were beyond the 95%CI. Conclusions There is a good correlation and consistency between PetCO2 and PaCO2 in ventilated newborns.
Key words: Partial pressure of arterial carbon dioxide     End-tidal carbon dioxide     Mechanical ventilation     Newborn    

机械通气时监测动脉血二氧化碳分压(PaCO2) 非常重要,血气分析是监测 PaCO2的金标准,但 其仅能监测某一个时点的 PaCO2变化。呼气末二 氧化碳分压(PetCO2)监测是根据红外线原理、 质增原理、拉曼散射原理和图 - 声分光原理利用 呼出气二氧化碳监测曲线而设计的,为一种无创 性持续监测肺泡二氧化碳压力或浓度的方法,并 能实时显示二氧化碳浓度变化。根据呼出气采样 方式的不同,可分为主流式及旁流式监测二种方 法。主流监测把传感适配器直接置于机械通气病 人气管导管与呼吸机接口之间的气道中,具有反 应快,延迟时间短,不会减少潮气量,不需病人 的主动配合等特点[1]。目前,有关新生儿机械通气 时 PaCO2和 PetCO2二者相关性和一致性的分析报 道较少。本研究应用主流型呼出气二氧化碳监测 仪对机械通气的新生儿进行 PetCO2监测,并分析 PetCO2和 PaCO2相关性,探讨新生儿机械通气时 主流 PetCO2监测能否反映 PaCO2的动态变化。 1 资料与方法 1.1 研究对象

2012 年 3 月至 2013 年 6 月期间,本院 NICU 气管插管并进行机械通气的 31 例新生儿为研究 对象,所有患儿均经口气管插管,通气模式为 SIMV+PS,呼吸机为 Marquet 呼吸机(servio)。 上机后应用镇痛镇静技术保持人机合拍,根据患 儿疾病及上机前血气分析结果初步调节通气参数。 1.2 监测方法

血气分析仪为i-STAT型血气分析仪 (AnalyzovMN: 300; Abbott point of care Inc, USA),经桡动脉或股动脉抽取外周动脉血,用患 儿体温和血红蛋白校正后测定 PaCO2。PetCO2监 测仪器采用 PLILIPS(CAPNOSTAT:M2501A)主 流型红外线二氧化碳分析仪,按程序校正后将二 氧化碳分析仪连接于气管导管与呼吸机接口之间, 进行持续主流 PetCO2监测,同时显示 PaCO2实时 波形。

在机械通气 1 h 后患儿安静状态下抽动脉血进 行血气分析,并记录当时 PetCO2(记录 3 个数字, 取均值),以后根据患儿恢复情况实时记录。并 记录当时相应的吸入氧浓度(FiO2)、平均气道压 (MAP)、血氧分压(PaO2),根据血气分析的 结果计算氧合指数(OI,即 OI=PaO2/FiO2),分析 不同肺部病变严重程度时 PetCO2与 PaCO2关系的 变化,并计算 PaCO2与 PetCO2差(ADCO2)。 1.3 统计学分析 采用 SPSS 18.0 统计学软件对数据进行统计学 分析,计量资料以均数 ± 标准差(x±s)表示, 组间比较采用配对t检验,采用 MedCalc 12.1 中的 Bland-Altman 法分析评价 PetCO2与 PaCO2的一致 性。P<0.05 为差异有统计学意义。 2 结果 2.1 一般资料

本研究中共有 31 例行机械通气患儿,男 19 例(61%),女12 例(39%),其中足月儿16 例(52%), 早产儿 15 例(48%),平均胎龄 34.7±6.8 周(28~41 周); 平 均 体 重 2 200±830 g(1 000~3 620 g); 31 例患儿平均采血 2 次以上(范围 2~4 次),总 共有 85 次动脉血气分析。原发疾病主要是新生儿 呼吸窘迫综合征(10 例,32%)、胎粪吸入综合 征(9 例,29%)、肺炎(7 例,23%)、早产儿 呼吸暂停(3 例,10%)、败血症(2 例,7%)。 2.2 PetCO2与 PaCO2相关性分析

PetCO2 均 值(41±10 mm Hg) 明 显 低 于 PaCO2 均 值(46±11 mm Hg)(t=11.01, P<0.01);约93%的PetCO2值低于PaCO2值(79/85)。 PetCO2和 PaCO2之间有明显的正相关性(r=0.92, P<0.01)。 此 外,在 OI<300 mm Hg(n=48) 和 OI ≥ 300 mm Hg(n=37) 的 数 据 中,PetCO2 和 PaCO2都有显著的相关性(r分别为 0.87 和 0.91, 均P<0.01)。无或轻中度肺部病变时的PetCO2 值与 PaCO2值差异较小,相关性更高(r=0.92, P<0.01)。见图 1

图 1 PaCO2与 PetCO2的线性回归图
2.3 PetCO2与 PaCO2一致性分析

利 用 Bland-Altman 方 法 分 析 PetCO2 均值 与 PaCO2的一致性和偏倚,ADCO2即平均偏倚是 5.1±4.3 mm Hg,在 95% 一 致 性 范 围 是(-3.3, 13.6 mm Hg),仅 5%(4/85)的数值在 95% 的可 信区间以外,二者一致性良好。见图 2

图 2 PaCO2和 PetCO2的 Bland-Altman 散点图

OI<300 mm Hg 时,测 得 二 者 的 ADCO2 即平 均偏倚是 5.9±4.3 mm Hg,在 95% 一致性范围是(-2.6,14.5 mm Hg),仅 4%(2/48) 的 数 值 在 95% 的可信区间以外,二者一致性较好。见图 3

图 3 OI<300 mm Hg 时 PaCO2和 PetCO2的 BlandAltman 散点图

在 OI ≥ 300 mm Hg 时,二 者 的 ADCO2 即平 均偏倚是 4.1±4.1 mm Hg,在 95% 一致性范围是 (-3.9,12.1 mm Hg),仅 5%(2/37) 的 数 值 在 95% 的可信区间以外,二者一致性较好。见图 4

图 4 OI ≥ 300 mm Hg 时 PaCO2 和 PetCO2 的 Bland-Altman 散点图
3 讨论

机械通气是新生儿重症监护室中重要的呼吸 支持手段之一,机械通气期间持续监测 PaCO2是 非常关键的措施,因为严重的低碳酸血症和高碳 酸血症均可导致新生儿远期的神经系统损伤,特 别是早产儿脑损伤等[2, 3]。动脉血气分析是监测 PaCO2的金标准,但标本采集有创伤性、间歇性, 且容易导致贫血。PetCO2监测在国外已广泛用来 无创评估机械通气病人的通气状况,在麻醉监护 时已成为常规监测项目[4, 5]。McDonald 等[6] 对机械 通气的危重儿童进行持续主流 PetCO2监测,发现 PetCO2和 PaCO2有很好的正相关性,PetCO2能可 靠的评估机械通气状况。国内易阳等[7] 对小儿非 肺源性呼吸衰竭机械通气研究时发现,PetCO2和 PaCO2有明显的正相关性,通过监测 PetCO2可及 时合理的调节呼吸机参数。 正常人 PaCO2≈ PetCO2,ADCO2<5 mm Hg [8]

PetCO2主要受通气 / 血流(V/Q) 比率的影响,当 V/Q 正常,ADCO2< 5 mm Hg,PetCO2≈ PaCO2。在 病理情况下如出现严重的 V/Q 比率失调,PetCO2 和 PaCO2的差值增大,当ADCO2>5 mm Hg,测定 PetCO2来反映 PaCO2的准确性下降[9]。而新生儿潮 气量小,呼吸频率快,PetCO2的测定值受死腔的 增加及 V/Q 比率增加的影响更大,PetCO2能否准 确反映严重肺部疾病状态下PaCO2水平,仍有争议。

既往研究提示,新生儿(特别是早产儿)呼吸困 难常表现为呼吸增快,潮气量下降,容易出现通 气血流失调,因此在早产儿呼吸窘迫时不推荐应 用 PetCO2监测来反映 PaCO2的水平(r=0.387), 此外,研究认为由于患病早产儿生理死腔的增大 和通气血流的差异,PetCO2与 PaCO2的相关性很 低(r=0.52) [10, 11]。导致这些结果的可能原因是研 究样本量偏小,使用的二氧化碳分析设备差异或者使用旁流法监测二氧化碳。 而另有研究显示,用主流法监测早产儿呼出 气二氧化碳,可以准确的反应 PaCO2的趋势和异 常[12]。Daniele 等[13] 研究显示对极低出生体重儿主 流法持续监测 PetCO2,和 PaCO2有很好的相关性 (r=0.69,P<0.0001)。本文 31 例新生儿的 85 对 数据中 93% 的 PetCO2值低于 PaCO2值(79/85); 仅有 7%(6/85)的 PetCO2值比 PaCO2值偏大,个 别差值较大,这可能与肺部病变导致每分通气量 增多或呼吸频率增快时 PetCO2值增加,而 PaCO2 值降低有关。相关分析显示 PetCO2和 PaCO2有显 著的正相关性(r=0.92,P<0.01)。其中,在轻中 度肺部病变时(OI ≥ 300 mm Hg),二者有很好 的相关性;在重度肺部病变时(OI<300 mm Hg), 相关系数逐渐降低,差值有增大,提示严重肺部 疾病影响了二者的相关性。

由于相关分析只考虑两种测量结果变化的程 度和方向,不能说明两种测量方法结果的一致性。 通过 Bland-Altman 分析法 [14],可计算两种测量结 果差值的 95%一致性界限,如果这个界限在临床 实际可接受的范围内,则可以认为这两种测量方 法有较好的一致性,两种方法可以互换使用。本 研究结果显示PaCO2和 PetCO2的一致性较好, 提示气管插管机械通气的新生儿通过无创性主流 的监测能较准确反映 PaCO2的趋势。与既往报道 的用主流二氧化碳分析仪监测结果相似[15]。而 Daniele 等 [13] 研究显示 1 000~1 500 g 的极低出生体 重儿在严重肺疾病时,PetCO2和 PaCO2有很好的 相关性,但一致性较差,由于本文的极低出生体 重儿(1 000~1 500 g)仅 2 例,所以未反映上述改变。 总之,本研究结果显示,主流法持续监测呼 出气二氧化碳可以较准确的反映新生儿机械通气 时 PaCO2,因此可做为 NICU 的常规监测项目。但 是 PetCO2和 PaCO2仍有一定的差值,部分 PetCO2 值和 PaCO2值偏差较大,仍不能完全取代动脉血 气分析,可作为血气分析的重要补充,减少血气 分析的次数。由于小于 32 周早产儿病例数偏少, 故未对早产儿和足月儿分组进行研究,气管插管处漏气也会影响 PetCO2,均需要进一步探讨。

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