Капнометрия что это такое

Global Medical Technologies

Новости

Чистое отделение интенсивной терапии / 29.02.2020

«АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ АНЕСТЕЗИОЛОГИИ И РЕАНИМАТОЛОГИИ» ЮБИЛЕЙНЫЙ Х БАЛТИЙСКИЙ ФОРУМ / 26.02.2020

ОБЬЕДИНЯЯ ЛЮДЕЙ, ЗАЩИЩАЯ МИР! Организационный комитет CMEF (China Medical Exhibition Fair) перенес весеннее шоу CMEF 2020, первоначально запланированное на 9-12 апреля 2020 года, на 3-6 июня 2020 года / 18.02.2020

Капнография и капнометрия

Капнография и капнометрия

В анестезиологии и реаниматологии очень важным условием эффективного наблюдения за больным с управляемым или нарушенным дыханием, а также с нормальным дыханием при угрозе его нарушения, считается проведение CO₂-мониторинга. Однако сегодня все еще можно наблюдать неоднозначное отношение некоторых медицинских специалистов к данному виду диагностики из-за недостаточного материального оснащения медицинских учреждений необходимым для осуществления подобных мероприятий, а также с недостаточной осведомленностью врачей-практиков о широких возможностях капнометрии и капнографии.

Капнометрия — это измерение и цифровое отображение концентрации или парциального давления углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом газе во время дыхательного цикла пациента.

Капнография – это визуальное (графическое) изображение изменения концентрации выдыхаемого диоксида углерода (СО₂) во времени. Форма получаемой кривой (капнограмма) дает специалисту важную информацию не только о концентрации CO₂ в конце выдоха (EtCO₂), но и о целостности дыхательной системы, о физиологии пациента, а также представление о состоянии гемодинамики и скорости метаболизма.

Углекислый газ имеет высокую диффузионную способность, он легко перемещается через альвеолярно-капиллярную мембрану, не требуя для этого высокого градиента давлений между венозной кровью и газом альвеол и составляет 5-6 мм.рт.ст. Иными словами, давление СО₂ конца выдоха практически равно парциальному давлению СО₂ венозной крови(PvCO₂). Например, парциальное давление СО₂ венозной крови равно 46 мм.рт.ст., по градиенту давления СО2 будет диффундировать в область более низкого давления – альвеолу(PACO₂), пока оба давления не сравняются и не станут равны 40 мм.рт.ст.

EtCO₂ представляет собой измерение давление СО₂ именно альвеолярного газа и поэтому имеет высокое диагностическое значение.

ETCO₂ и РАСО₂ отображают состояние вентиляции и перфузии легких

На современном рынке медицинского оборудования существует два типа приборов для измерения EtCO₂: капнометры и капнографы. Капнометры измеряют лишь численное значение давление СО2 и как следствие предоставляют врачу меньше информации о вентиляции и гемодинамике пациента. Капнографы помимо численного измерения, также отображают график – капнограмму. Капнографы и капнометры могут быть как самостоятельными аппаратами, так и в виде модулей-расширения включены в мониторы пациентов, дефибрилляторы-мониторы, наркозно-дыхательные аппараты или аппараты искусственной вентиляции легких (ИВЛ).

Немного из истории создания оборудования для капнографии и капнометрии:

Первый аппарат для капнографии, работающий по принципу современных капнографов, был изобретен в Германии во время Второй мировой войны, однако он не имел никакого отношения к медицине. Используя данный прибор, немецкие военные по выбросу углекислого газа контролировали полеты реактивных снарядов ФАУ-2, направляемых на Лондон. После окончания войны патент на изобретение, в числе прочих, попал в США, где в начале 50-х годов анестезиолог Джеймс О. Элам и исследователь Макс Листон на его основе создали первый медицинский быстродействующей инфракрасный капнограф, с которым можно было уже работать в операционных отделениях. Однако, аппарат был довольно большим и неудобным. В связи с чем клиническое применение инфракрасной капнографии отложили до лучших времен. (Интересно, что в конце 40-х годов физиолог клиники Мэйо Ричард В. Стоу также разработал инфракрасный капнометр; однако, известность В. Стоу получил позднее — как изобретатель СО₂-электрода, до сих пор использующегося в клинических газоанализаторах).

Только в 70-х годах ХХ века промышленность освоила производство малогабаритных, простых и в тоже время надежных мониторов пациента с функцией капнометрии или капнографии. С этого момента капнографы быстро получили широчайшее распространение в анестезиологии и интенсивной терапии.

В 1992 году Всемирная федерация анестезиологических обществ включила в Стандарты безопасности рекомендацию об использовании капнографии при каждой общей анестезии с интубацией, хотя еще ранее, в 1989 году, в Стандарте безопасности анестезии, принятом в штате Нью-Йорк, капнография уже рассматривалась как обязательный метод мониторинга у всех интубированных больных.

Постепенно, по мере накопления и осмысления клинического опыта обнаружилось, что диагностических возможностей у метода капнографии гораздо больше, чем предполагалось вначале. Сегодня капнография успешно применяется не только для ранней диагностики проблем дыхания пациентов в процессе проведения ИВЛ и анестезии, но также правильности работы анестезиологической аппаратуры. Позволяя обнаружить многие потенциально опасные ситуации на самых ранних этапах развития, капнография (капнометрия) предоставляет врачу достаточное время для анализа и исправления развивающегося критического состояния.

Современные методы и принципы капнометрии

Концентрацию CO₂ в газовой смеси определяют различными способами. В тоже время для клинических целей подходят лишь те из них, которые отвечают определенным требованиям:

В настоящее время медицинская промышленность выпускает капнографы, работа которых основана на использовании одного из четырех методов измерения EtCO₂:

В связи с более простым и дешевым устройством в последние годы именно метод инфракрасного оптического анализа получил наиболее широкое распространение в практике. Метод основан на свойстве молекул газов поглощать инфракрасное излучение разной длинны волны. Например, углекислый газ поглощает ИК-излучение с длиной волны 4,25 мкм.

Вдыхаемый и выдыхаемый газ поступает в прозрачную измерительную камеру, на которую направлен исходящий из специального источника поток инфракрасного излучения. В диапазоне его частот присутствуют и частоты, специфичные для газов, концентрацию которых определяют. Между излучателем и измерительной камерой находятся вращающийся прерыватель потока и фильтр, пропускающий лучи строго определенной длины волны. После прохождения через измерительную камеру часть излучения поглощается, а оставшаяся часть падает на фотодетектор, определяющий интенсивность светового потока. Чем больше молекул СО₂ или другого измеряемого газа содержится в камере, тем интенсивнее поглощается ИК-излучение и тем меньше ток, генерируемый фотодетектором.

Прерыватель-потока попеременно освещает ИК-лучами измерительную и эталонную камеры. Это дает возможность выявить, какая часть светового потока поглощается газовой смесью. По калибровочной зависимости между концентрацией газа и силой тока фотодетектора аппарат капнометрии рассчитывает парциальное давление углекислого газа или другого компонента газовой смеси.

Способы доставки газа в измерительную камеру современного аппарата для капнографии

Все модели капнографов (как, впрочем, и других газоанализаторов) различаются не только по принципу, лежащему в основе измерения (капнометрии), но и по способам доставки газа в измерительную камеру. Таких способов несколько:

Капнометрия в боковом потоке

Данный способ капнометрии получил наиболее широкое распространение. Смысл его прост и заключается в следующем: из потока вдыхаемого и выдыхаемого газа (например, из интубационной трубки или наркозной маски) небольшая его часть непрерывно откачивается по тонкой пластиковой трубке и подается в измерительную камеру, расположенную внутри монитора. После выполнения анализа газ сбрасывается в атмосферу. Если мониторинг применяется во время анестезии, проводимой малопоточным методом (по закрытому контуру), то газ из капнографа возвращается в контур по другой трубке-магистрали. В этом случае перед возвратом в наркозный аппарат газ должен пройти через бактериальный фильтр. Аппараты для капнографии, работающие по этому принципу, имеют систему обезвоживания газовой смеси, встроенную газовую помпу и снабжены одноразовыми комплектами тонких газовых магистралей со специальными адаптерами для подключения к дыхательному контуру.

Достоинства капнометрии в боковом потоке:

Недостатки системы с капнометрии в боковом потоке:

Капнометрия в основном потоке

Данный способ капнометрии распространен меньше, чем предыдущий метод. Адаптер для

измерения СО₂ в данной системе является частью дыхательного контура и представляет собой устанавливаемую между интубационной трубкой и тройником контура кювету, через которую на проток проходит весь вдыхаемый и выдыхаемый газ.

Адаптеры для капнометрии в основном потоке бывают одно- или многоразовыми и стоят значительно дороже, чем таковые у аппаратов для капнографии Sidestream. На адаптер снаружи надевается съемный датчик, в который вмонтированы источник монохроматического ИК-излучения и вся измерительная система. После включения монитора пациента (НДА или ИВЛ аппарата с функцией капнографии) требуется некоторое время для разогрева самого датчика.

Достоинства капнометрии в основном потоке:

Недостатки системы с капнометрией в основном потоке:

Капнометрия в микропотоке

По сути –это вариант системы Sidestream с укороченной магистралью. Сенсор находится вне дыхательных путей, однако забор газа в Microstream-адаптерах производится сразу через несколько микропортов, имеющих гидрофобное покрытие, расположенных по периметру адаптера и ориентированных в различных направлениях. Это минимизирует аспирацию секрета, который прилипает к стенкам адаптеров и делает забор проб менее зависимым от положения пациента и ориентации адаптера. Т.е., в отличие от традиционной капнографии в аппаратах с Microstream капнометрией забор проб газа можно производить при любом положении адаптера.

Достоинства капнографии в микропотоке:

На сегодняшний день некоторые современные фирмы предоставляют врачам возможность самостоятельно выбрать, какой из вышеперечисленных систем капнометрии пользоваться во время врачебной практики. Например, в мониторах пациентов, дефибрилляторах-мониторах, наркозно-дыхательных аппаратах и аппаратах искусственной вентиляции легких (ИВЛ) фирмы Mindray предусмотрена возможность применения как одной, так и другой технологии.

Анализ капнограммы

Вне зависимости от разновидности, выбранного Вами метода капнометрии, получаемая капнограмма выглядит одинаково. Ее минимальный уровень показывает концентрацию углекислого газа во вдыхаемом воздухе, а максимальный — в конце выдоха.

Капнограмма представляет собой график, где по оси Х отложено время, а по оси Y давление СО₂(мм.рт.ст.).

Измерение EtCO₂ происходит в точке А и соответствует PACO₂. По форме капнограммы и углам «а» и «в» врач может оценивать адекватность вентиляции пациента, гемодинамику и работу наркозного аппарата.

Терминология для капнографии стандартизирована. Инспираторная часть дыхательного цикла называется фазой 0. Экспираторная часть состоит из трех фаз:

Также на капнограмме имеются два угла: угол «а» и угол «в». На изменение угла «а» влияет асинхронность опорожнения альвеол. На изменение угла «в» влияет рециркуляция газа — при ее наличии угол возрастает, также при рециркуляции приподнимается горизонтальная часть фазы

Ниже приведены несколько вариантов капнограммы при различных ситуациях.

Повышение уровня EtCO₂ относительно исходного уровня, может наблюдаться в случаях:

Понижение уровня EtCO₂ относительно исходного уровня, может наблюдаться в случаях:

Повышение концентрации углекислого газа на вдохе (может сопровождаться увеличение EtCO₂). Такая ситуация наблюдается при:

Капнография является ценным методом при СЛР (сердечно-легочной реанимации), который позволяет оценить эффективность реанимационных мероприятий.

Детально оценка капнограммы описывается в руководствах по анестезиологии и реаниматологии.

Таким образом, капнометрия и капнография (в частности, капнограмма) представляют много информации для оценки состояния пациентов, находящихся на искусственной вентиляции легких или, например, во время оксигенотерапии.

(Синонимы: EtCO2, etCО2-мониторинг, CО2-мониторинг, капнометрия, капнография, капнограф, капнометрия в боковом потоке, капнометрия в прямом потоке, капнометрия в основном потоке, капнометрия в микропотоке, монитор-пациента с функцией капнометрии, монитор-пациента с капнографией, газоанализ, Миндрей представительство, Миндрей цена, представительство MINDRAY, официальный дистрибьютор Миндрей, официальный дистрибьютор MINDRAY)

Источник

Капнометрия что это такое

В современных капнометрах используются два метода:
• в дыхательном потоке (mainsream analysis), когда дыхательный газ поступает в анализатор, примыкающий непосредственно к дыхательным путям больного (интубационная трубка, маска, катетеры в носовых ходах),
• не в дыхательном потоке (sidestream analysis), когда дыхательный газ поступает в анализатор, находящийся в аппарате, по специальным магистралям.

Одним из важных факторов, характеризующих качество работы капнометра, является скорость поступления газа в анализатор. Она зависит от объема камеры газоанализа, мощности компрессора, осуществляющего транспорт газа, и длины транспортной магистрали. Естественно, чем меньше объем камеры газоанализа и чем короче транспортная магистраль, тем скорее произойдет анализ газа и тем точнее он будет.
Если с этой точки зрения рассматривать указанные выше методы транспорта дыхательного газа, то преимущества метода mainsream становятся очевидными.

При капнометрии в главном потоке измерительная камера капног-рафа является вставкой в дыхательный контур пациента, или продолжением миниатюрной носовой канюли, через которую проходит часть потока вдоха/выдоха. Газовый анализ в известных на данный момент mainsream капнографах построен на основе принципа абсорбционной спектроскопии (этот принцип подробно рассматривается ниже).

При этом методе не нужен компрессор, т.к. поступление газа в анализатор осуществляется энергией дыхательных мышц и эластическими силами легочной ткани. При этом методе транспорта газов не нужна транспортная магистраль, и газ из дыхательных путей поступает непосредственно в анализатор. Однако при реализации анализа газов в дыхательном потоке возникают серьезные проблемы. Это прежде всего габариты сенсора анализатора и его кабеля, расположенного непосредственно у лица пациента и существенно затрудняющего обслуживание его дыхательного контура. Это реальная опасность попадания в камеру анализатора бронхиального содержимого (мокроты, сгустков крови), которое способно извратить результаты анализа. Кроме того, при этом методе транспорта газов возникают проблемы с осушением газовой смеси. Использование специальных устройств, предотвращающих попадание в измерительную камеру бронхиального содержимого и капель воды, серьезно удорожает технологию.

Достоинства mainsream метода капнометрии:
• высокое быстродействие и возможность проведения мониторинга С02 во всем диапазоне частот дыхания;
• отсутствие необходимости в отборе пробы и нарушения тем самым стерильности дыхательного контура;
• меньшая вероятность нарушения работы сенсора водным конденсатом.

Недостатки метода:
• высокая вероятность повреждения достаточно хрупкого и дорогого датчика;
• жесткие массо-габаритные ограничения на датчик, что не позволяет применить эффективные меры повышения его защищенности;
• невозможность по тем же причинам мультигазового анализа, т.е. измерения кроме С02 других газов (кислорода, закиси азота, галотана, энфлюрана, изофлюрана).

Именно поэтому капнометры с подобной технологией газоанализа в настоящее время используются мало и по популярности существенно уступают методу газоанализа вне дыхательного контура.
Следует подчеркнуть, что по мере совершенствования технологии — появления малогабаритных сенсоров и недорогих методов, предупреждающих загрязнения анализатора, привлекательность этого метода будет несомненно возрастать.

Транспорт газов при расположении анализатора не в дыхательном потоке осуществляется через магистрали (тонкие пластиковые трубки), соединяющие дыхательные пути пациента с анализатором. Наиболее приемлемая их длина, диктуемая удобствами обслуживания больного, составляет 130-150 см.

Источник

Капнометрия что это такое

Эволюция в технологиях капнометрии. Микроструйная капнометрия (microstream technology).

г. Петрозаводск, Республиканский перинатальный центр,
отделение анестезии, реанимации и интенсивной терапии.

Краткий исторический обзор эволюции медицинских капнографов по моему мнению будет совсем не лишним, и поможет читателю оценить значимость того технологического прорыва, который осуществляется в настоящее время в области капнографии.
Но прежде чем углубиться в технологические основы метода капнометрии, попробуем, как пишется в умных книжках, сначала договориться о терминах, которыми мы будем постоянно пользоваться.

Капнометрия – измерение концентрации углекислого газа в газовой смеси (вдыхаемом или выдыхаемом газе, газонаркотической смеси, атмосферном воздухе).

Капнометр – прибор для измерения концентрации углекислого газа в газовой смеси.

Капнограф – прибор, отображающий на экране в виде графика результаты измерения концентрации углекислого газа.

История создания медицинских капнографов начинается с 50-х годов XX века, когда впервые были созданы приборы, позволявшие проводить достаточно точный газоанализ вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Исторически первым медицинским инфракрасным капнографом считается прибор, созданный в начале 50-х годов американцами Джеймсом О. Эламом и Максом Листоном. Однако следует отметить, что этот прибор не смог найти применения в анестезиологии, так как был очень габаритным и неудобным для практического применения в медицинских условиях. В это же время началось внедрение такого метода газоанализа как масс-спектрометрия.

Рис. 1. Ионизация исследуемого газа в масс-спектрометре.

Общее количество ионов, достигших счетчиков на выходных отверстиях коллектора, принимают за 100 %, а по количеству разрядов отдельных счётчиков вычисляют процентное соотношение компонентов исследуемой газовой смеси. На коллекторе современных масс-спектрометров установлены счетчики, расположенные соответственно траекториям рассеивания таких газов как азот, кислород, углекислый газ, закись азота, галотан, энфлюран, десфлюран, севофлюран и изофлюран. Сумма их зарегистрированных счетчиками концентраций должна равняться 100 %. Ошибки в измерении концентраций газов могут произойти в случае наличия в газовой смеси дополнительных агентов, для которых отдельный «собственный» счетчик не был предусмотрен (ксенон, гелий и т.д.).
Из финансовых соображений один масс-спектрометр обычно обслуживает сразу несколько операционных, или несколько коек в реанимационной палате. При этом клапан-направитель автоматически регулирует забор проб газа у пациентов. Следовательно, пробы газа, как правило, анализируются по очереди для каждого пациента, и результаты обновляются каждые 1-2 минуты. Недостатки такого способа мониторинга видны на лицо, и не требуют дополнительных комментариев.
Однако важными преимуществами метода масс-спектрометрии являются высочайшая точность измерения и возможность одновременного определения сразу всех компонентов газовой смеси одним методом. В настоящее время масс-спектрографы в основном используются в научно-исследовательских лабораториях.
В качестве альтернативного метода газоанализа была предложена рамановская спектроскопия.

Рис. 2. Датчик прямого потока, установленный непосредственно в дыхательном контуре, определяет концентрацию СО 2 в месте контакта датчика с дыхательной смесью.

Sidestream—капнографы получили наиболее широкое распространение. Их также еще называют аспирационными капнографами, или капнографами бокового потока. Такое название вытекает из способа доставки проб газа в измерительную камеру. Из потока вдыхаемого и выдыхаемого газа с помощью специальной помпы по тонкой пластиковой трубке-магистрали непрерывно откачивается с постоянной скоростью часть газа и подаётся в измерительную камеру, расположенную внутри монитора. После выполнения анализа пробный газ либо сбрасывается в атмосферу, либо с помощью специальных магистралей возвращается в дыхательный контур. (Рис. 3)

Рис. 3. Sidestream—капнометрия. Пробы газа забираются из бокового порта специального адаптера, расположенного на интубационной трубке, и по специальной магистрали поступают в измерительную камеру, находящуюся внутри монитора. При анестезии по закрытому контуру газ из капнографа возвращается в дыхательный контур по другой магистрали. В этом случае перед возвратом в наркозный аппарат газ обязательно должен проходить через бактериальный фильтр.

Несмотря на упомянутые в этом разделе технические ограничения методов sidestream и mainstream, широкое применение этих капнографов оказало огромное влияние на развитие МКС и способствовало повышению уровня безопасности пациентов. Неслучайно в 1992 году Всемирная федерация анестезиологических обществ включила в Стандарты безопасности рекомендацию об использовании капнографии при каждом интубационном наркозе, хотя в 1989 году в Стандарте безопасности анестезии, принятом в штате Нью-Йорк, капнография уже рассматривалась как обязательный метод мониторинга у всех интубированных больных (http://www.asahq.org/standards/02.html).

При описании эволюции в мире капнографии, от масс-спектрометрии до микроструйной капнометрии, я с горечью осознавал, что эта эволюция фактически проходила за пределами 1/6 части земного шара, проживающей в условиях «развивающегося социализма». Конечно, в нашей стране имели и имеют место отдельно процветающие оазисы мониторного благополучия, но в целом ситуация с мониторингом дыхания в российской медицине является далеко не идеальной.
Так например, на территории Республики Карелия может разместиться сразу несколько европейских государств, однако на протяжении последних 8 лет в нашем регионе имелись в наличии всего два беспроблемно и стабильно работающих капнографа. Один в Республиканском перинатальном центре, чему, конечно, я очень рад, и один в Беломорской ЦРБ. Капнографы, вышедшие из строя через полгода после поставки, само собой разумеется, в это число не входят. В 2001 году ситуация «кардинально» поменялась, и республиканский парк капнографов увеличился в 2,5 раза. Наконец-то появился капнограф в головной больнице региона, Республиканской больнице. Повезло отделению анестезии. А вот в главном отделении интенсивной терапии и реанимации Республики Карелия газоанализаторов нет. Видимо, рукамиводящими товарищами это объясняется тем, что с газоанализом и любой дилетант СОПЛы лечить сможет, а здесь все-таки главная реанимация Карелии.
Не лучше обстоят дела с мониторингом и в других регионах России. Я могу назвать целый ряд областных больниц, в которых проводят сложные хирургические вмешательства, включая операции на сердце, резекции печени, и т.д., используя в качестве мониторинга только пульсоксиметрию. Могу также привести примеры, когда главные отделения нашей службы в регионах вместо достойных мультифункциональных мониторов оснащаются мониторами-«мыльницами», предназначенными для парамедиков 90-х годов прошлого века. Впрочем, более подробно об этом уже писалось в свое время на сайте «Открытый контур» (www.okontur.narod.ru ).

Рис. 4. Портативный капнограф Microcap (Oridion Medical). Вес – 750 г. Размеры: 206 мм х 88 мм х 53 мм (т.е. по размерам чуть больше двух сигаретных пачек). Несмотря на столь маленькие размеры, данный прибор по функциональным возможностям значительно превосходит традиционные капнографы.

Желая показать существенное различие между новым поколением капнографов и традиционными инфракрасными капнографами, я специально на рис. 5 предлагаю Вашему вниманию изображение одного из лучших на мой взгляд транспортных капнографов прошлого века – Normocap 200 (Datex, Финляндия). В настоящее время эта модель по вполне понятным причинам уже не производится.

Рис. 5. Транспортный (в свое время в рекламных проспектах обязательно добавляли слово «портативный») sidestream-капнограф Normocap 200 (Datex, Финляндия). Вес – 5,4 кг.

Фирмой Oridion Medical создан также портативный монитор Microcap Plus (рис. 6), в котором объединены капнограф и пульсоксиметр. Для производства пульсоксиметрического блока использованы технология и комплектующие фирмы Nellcor.

Рис. 6. Портативный капнограф-пульсоксиметр Microcap Plus (Oridion Medical). Сразу же вспоминается аналог из 80-90-х годов – громоздкий Oxicap (Ohmeda). Приводить его фотографию ради сравнения габаритов нет смысла. И так все понятно.

Для удобства в эксплуатации (или желая защитить карманы врачебных халатов от растяжения?) мониторы Microcap и Microcap Plus комплектуются очень удобной сумкой-футляром с ремнями для крепления на боку врача. Рис. 7 с изображением этой сумки призван по замыслу автора данного обзора демонстрировать не заботу изготовителя о пользователях, а возможность работы нового поколения капнографов в различных положениях, что совершенно исключено при традиционной капнометрии. Но об этом речь пойдет несколько ниже.

Рис. 7. Портативный монитор Microcap в специальном футляре-сумке.

В корпусе портативных мониторов фирмы Oridion Medical имеется порт для специального аналого-цифрового преобразователя (рис. 8), с помощью которого монитор можно подключить к принтеру, персональному компьютеру, или к совместимому монитору с большей разверткой дисплея, что создает большие и ощутимые удобства при работе в операционной или в палате интенсивной терапии.

Рис. 8. Аналого-цифровой преобразователь для портативных мониторов фирмы Oridion Medical.

Источник