Неинвазивный мониторинг газов крови

Кроме прямого определения PaO₂, PaCO₂, SaO₂, широко используются методы неинвазивного контроля газов крови: оксиметрия, OK-сигемография, чрескожное определение PO₂, капнография и др.

Оксиметрия — оптический метод определения насыщения гемоглобина крови, основанный на специфических различиях спектральных свойств оксигемоглобина и восстановленного гемоглобина.

Пульсоксиметрия. Фотоэлемент на пульсоксиметре способен принимать изменения преходящего света вследствие артериальной пульсации и неизмененный свет от вен и других непульсирующих элементов. Обрабатывается только измененный входящий свет. На данные пульсоксиметрии не влияют толщина тканей, их плотность или пигментация. В ряде сообщений отмечается высокая точность пульсовой оксиметрии, однако точность измерения при SaO₂ ниже 70 % сильно варьирует.

В настоящее время пульсоксиметрия — рутинный метод, применяемый в ОРИТ. Однако необходимо помнить, что пульсоксиметрия имеет довольно высокую точность измерения при отсутствии гемодинамических нарушений и снижении SaO₂ до 70 % и ниже.

Чрескожное измерение PO₂. Для этой цели используют чрескожные кислородные электроды, представляющие собой миниатюрный аналог электрода Кларка. Доказана надежность этого метода у новорожденных. Однако у взрослых этот показатель варьирует, что ограничивает его применение. Точность

Рис. 8.1.Капнограмма. Изменения PCU2 в начале и конце выдоха.

чрескожного измерения PO₂ определяется адекватностью периферического кровообращения. При снижении периферического кровотока PO₂ снижается более значительно, чем PaO₂.

Следует иметь в виду, что данные оксиметрии могут быть недостоверными у больных с выраженной недостаточностью правых отделов сердца или резкой артериальной гипотензией. Насыщение оксигемоглобина менее 85 % при FiO₂>0,6 с одновременной гиперкапнией или без нее подтверждают клиническую симптоматику дыхательной недостаточности, требующей ИВЛ.

Измерение минутной вентиляции во время ИВЛ в сочетании с измерением PCO₂ и PO₂ в крови и дыхательной смеси дают возможность рассчитать физиологическое МП, выделение CO₂ и потребление кислорода.

Капнография — метод непрерывной графической регистрации, осуществляемый с помощью инфракрасного анализатора концентрации CO₂ в выдыхаемом воздухе. При капнографии неинвазив-ным путем определяют уровень артериального PCO₂. В основу метода положена способность CO₂ поглощать инфракрасное излучение пропорционально содержанию CO₂.

Нормальная кривая элиминации CO₂ в выдыхаемом воздухе представляет собой постепенное увеличение концентрации CO₂, достигающее своего максимума в конце выдоха (рис. 8.1). При этом капнограмма приобретает форму плато. Этот максимум концентрации CO₂ остается до начала следующего вдоха. При нормальной функции легких PCO₂ в выдыхаемом воздухе в конце спокойного выдоха (EjCO₂) эквивалентно PCO₂ в дистально-ка-пиллярной (артериальной) крови.

В норме PaCO₂ и FiCO₂ в конце спокойного выдоха могут отличаться друг от друга всего на несколько миллиметров ртутного столба. Таким образом, имеется тесная взаимосвязь между Е_ТСО₂ и PaCO₂. Прогрессирующее увеличение уровня CO₂ в конце выдоха, независимо от причины, характерно для вентиляционной дыхательной недостаточности. У больных ХНЗЛ величина PCO₂ в конце выдоха приближается по своему значению к таковой в смешанной венозной крови, но и в этих случаях различия PaCO₂ и FiCO₂ не превышают нескольких миллиметров ртутного столба. При выраженной сердечно-легочной патологии EjCO₂ обычно ниже, чем PaCO₂. Увеличение градиента PaCO₂/FiCO₂ связано с неперфузи-руемыми альвеолами, низким сердечным выбросом или увеличением физиологического мертвого пространства. Превышение показателя FiCO₂ по сравнению с PaCO₂ нетипично, но может наблюдаться при чрезмерной альвеолярной вентиляции, высоком FiO₂, чрезмерном образовании CO₂. Внезапное снижение FiCO₂ возможно при эмболии легочной артерии, ателектазе, сепсисе и пневмонии. Обычно причиной возрастания FiCO₂ является гиповентиляция, нередко на фоне анаэробного обмена и метаболического ацидоза.

Капнография и измерение FiСО₂ находят широкое применение при ИВЛ, во время отключения больного от респиратора, используются для выявления осложнений ИВЛ (отсоединение трубок, негерметичность дыхательного контура и т.д.). Мониторинг FiСО₂ помогает поддерживать необходимый уровень гипервентиляции у больных с черепно-мозговой травмой или в случаях, когда установленный уровень гипервентиляции необходим для контроля внутричерепного давления. Этот метод используют также для оценки эффективности СЛР. При этом снижение PeCO₂ (PCO₂ в выдыхаемом воздухе) ниже 10 мм рт.ст. является плохим прогностическим признаком. Применение капнографии в последнее время стало своеобразным эквивалентом уровня развития анестезиолого-реа-нимационной службы.

Эффекты мертвого пространства (МП). Измерить объем физиологического МП во время ИВЛ можно с помощью уравнения Бора:

VD/VJ = (PaCO₂ - Р_ЕСО₂)/РаСО₂,

где VD — физиологическое мертвое пространство; V_T —· дыхательный объем; РкСО₂ — давление CO₂ в выдыхаемом воздухе. Остальные показатели известны.

Для определения PeCO₂ выдыхаемый воздух собирают в большой мешок и с помощью инфракрасного анализатора измеряют среднее PCO₂ [Марино П., 1998].

При возрастании объема физиологического МП исходный режим ИВЛ с нормальными значениями PaO₂ и PaCO₂ будет сопровождаться постепенным снижением PaO₂ и возрастанием PaCO₂. Этот феномен обусловлен вентиляцией увеличен-

ного объема МП, что связано с увеличением числа неперфузируемых альвеол.

Эффекты шунта и венозного примешивания. Истинный шунт указывает на отсутствие газообмена между кровью и альвеолярным газом. Венозное примешивание — это кровь, которая не полностью уравновешивается с альвеолярным газом, т.е. не подвергается в легких полноценной оксигенации. Эффекты шунта и венозного примешивания обусловлены главным образом падением PaO₂. При этом изменений PCO₂ не происходит до тех пор, пока величина шунта не достигнет 50 % от величины CB. Для того чтобы определить фракцию венозного примешивания непосредственно у постели больного, необходимо точное и одновременное измерение параметров PaO₂ и FiO₂. Если шунт меньше 10 %, что соответствует норме, любое, даже незначительное, увеличение фракции кислорода во вдыхаемом воздухе будет способствовать повышению PaO₂. При возрастании величины шунта увеличение FiO₂ сопровождается меньшим повышением PaO₂. Так, при величине шунта 20 % от величины CB потребуется увеличить FiO₂ до 0,6, чтобы поддержать оксигенацию на нормальном уровне. Если же величина шунта достигнет 50 %, PaO₂ уже не реагирует на дальнейшее повышение FiO₂. Исходя из этого, не следует применять токсические концентрации кислорода, а нужно использовать другие методы уменьшения фракции шунта (например, ПДКВ) (рис. 8.2).

Фракция шунта (QS/QT) может быть вычислена по следующей формуле:

Qs/QT = CcO₂ - СаО₂/(СсО₂ - CvO₂),

где CaO₂— содержание кислорода в артериальной крови; CvO₂— содержание кислорода в смешанной венозной крови; CcO₂— содержа-

ние кислорода в легочной капиллярной крови; QT — сердечный выброс; Qs — фракция шунта.

В норме отношение QS/QT = 0,1.

В связи с тем, что CcO₂ непосредственно измерить невозможно, рекомендуют дышать чистым кислородом (FiO₂ = 1,0), чтобы полностью насытить им гемоглобин крови легочных капилляров. Тогда ScO₂ будет равно 100 %. Этот метод позволяет определить фракцию истинного шунта [Марино П., 1998].

При тяжелой патологии легких (пневмония, отек легких, тромбоэмболия легочной артерии) нарушение в них газообмена больше напоминает истинный легочный шунт.

Вычисление отношения PaO₂/FiO₂ — простой способ расчета показателя, который достаточно хорошо коррелирует с изменениями фракции шунта. Так, если PaO₂/FiO₂<200, то величина шунта более 20 % величины CB. Если же PaO₂/FiO₂>200, то величина шунта менее 20 % величины общего кровотока.

Альвеолярно-артериальная разница по кислороду. Р_АО₂ в альвеолярном газе можно рассчитать по следующей упрощенной формуле:

Р_А0₂ = PiO₂ - (PaC0₂/RQ),

где PiO₂ — парциальное давление кислорода во вдыхаемом газе; RQ — дыхательный коэффициент (отношение между продукцией CO₂ и потреблением кислорода).

Значение А/а-градиента PO₂ у здоровых людей зависит от изменений FiO₂. Так, при FiO₂ 0,21 (атмосферный воздух) этот градиент составит от 10 до 20 мм рт.ст. При FiO₂ 1,0 А/а-градиент PO₂ от 60 до 70 мм рт.ст. Происходит увеличение А/а-градиента PO₂ на 5—7 мм рт.ст. на каждые 10 % возрастания FiO₂. При тяжелой легочной патологии Р_А0₂/РаО₂ значительно превышает нормальные значения. Атмосферное

Рис. 8.2. Определение фракции шунта по соотношению FiU2 и PaU2 [D'Alon-zoG.E., 1983].

давление в норме составляет около 760 мм рт.ст., поэтому применение положительного давления при ИВЛ приведет к возрастанию PiO₂. Для более точного расчета следует величину среднего давления в дыхательных путях добавлять к величине атмосферного давления.

Соотношение PaO₂/FiO₂ дает важную информацию о кислородном обмене. Снижение этого показателя до 150 и ниже свидетельствует о крайней степени легочной недостаточности и сопровождается высокой летальностью.

Постоянное измерение насыщения смешанной венозной крови позволяет характеризовать доставку и потребление кислорода и эффект терапии у большинства больных с нарушением газообмена и гемодинамики.

Податливость (растяжимость) легких можно определить при измерении ДО и давления дыхательного плато. По разнице между пиковым давлением на вдохе и давлением во время дыхательного плато можно рассчитать сопротивление дыхательных путей. Современные автоматизированные системы мониторинга выводят эти производные показатели при помощи компьютера в виде цифровых или графических изображений. В настоящее время мы не располагаем экспресс-методиками оценки работы дыхания при спонтанной вентиляции.

Указанные параметры вентиляции и газообмена очень часто бывают недостаточными для оценки дыхательной функции легких и других взаимозависимых систем. Расчет параметров кислородтранспортной системы невозможен без динамического определения MOC и СИ, содержания кислорода в артериальной и венозной крови. Поскольку функция легких во многом зависит от состояния водного баланса, проводят динамическое исследование водных секторов, КОД плазмы, ЦВД. У больных с сердечной недостаточностью измеряют давление в легочной артерии. Строго учитывают количество введенной и выделенной жидкости. Немаловажное значение имеют показатели реологических свойств и состояния свертывающей и антисвертывающей систем крови.