PetCO2与PaCO2的相关性及在危重患者中的研究进展*

王群英 综述，刘新伟 审校

(重庆医科大学附属第一医院麻醉科 400016)

·综 述·

PetCO2与PaCO2的相关性及在危重患者中的研究进展*

王群英 综述，刘新伟 审校

(重庆医科大学附属第一医院麻醉科 400016)

PetCO2；PaCO2；Pa-etCO2；相关性

呼气末二氧化碳(PetCO2)作为一种无创监测技术，它监测方便、快捷，已广泛地应用于手术麻醉的监护中，是全身麻醉的标准监测手段，可以很好地反映动脉血二氧化碳分压(PaCO2)。但是，在危重患者中，二者是否也存在着良好的相关性，以及PetCO2的变化提示有哪些警示意义，是临床密切关注的问题，现就二者之间的相关性综述如下。

1 PetCO2与PaCO2的关系概述

PetCO2作为一种无创监测技术，已广泛应用于手术麻醉的监护中，它是成人以及儿童患者接受全身麻醉时的标准临床监测手段，广泛用于ICU患者机械通气时的监测，也被认为是气管插管成功的金标准，同时也广泛用于院前患者的急救处理和监测[1]。在术后，它可以用于发现镇静药物所致的通气不足、支气管痉挛及呼吸暂停等情况；在体外循环心脏复跳过程中，突然增加的大于10.0～15.0 mm Hg的PetCO2常作为心脏自动复跳的指标。目前，它已经被认为是除体温、呼吸、脉搏、血压、动脉血氧饱和度以外的第6个基本生命体征，美国麻醉医师协会(ASA)已规定PetCO2为麻醉期间的基本监测指标之一。许多研究已经证明在健康人群中，PetCO2与PaCO2之间存在着良好的相关性[2]。

PetCO2的监测原理是依据测定呼出气二氧化碳(CO2)的浓度，在呼吸过程中，吸气相的CO2浓度(或分压)维持在基线水平，呼气相的CO2水平随呼气迅速升高，直至呼气末达到峰值即为PetCO2；PetCO2是呼吸周期中测定的CO2最高值，它反映所有通气肺泡的PaCO2均值，PaCO2的监测原理是指动脉血浆中溶解的CO2所产生的压力。正常生理情况下，PACO2和PaCO2之间存在浓度梯度(A-aDCO2)，但是由于CO2的弥散能力强，肺毛细血管中的CO2能迅速透过肺毛细血管膜进入肺泡并达到平衡；因此，肺泡气的PaCO2和PetCO2很接近，PetCO2≈PACO2≈PaCO2。因此，在正常生理情况下，PaCO2和PetCO2二者之间存在良好的相关性。故监测PetCO2可以反映PaCO2的变化。

生理情况下PetCO2和PaCO2二者之间存在差值(Pa-etCO2)，约为0～2 mm Hg；当患者处于仰卧位接受全身麻醉时，Pa-etCO2可增加至6.0 mm Hg。不同疾病[3]及不同的病理生理状态对此影响亦不同。在某些特殊患者以及小儿，Pa-etCO2差值可能会增大，也可能会减小[4]。Pa-etCO2的影响因素很多，包括年龄、手术、麻醉、肺部疾病以及肺血流改变等。决定Pa-etCO2的根本原因是通气/血流比值(V/Q)的变化，V/Q的改变形成死腔率[死腔量/潮气量(VD/VT)]、肺内静脉血分流率(Qs/Qt)，二者决定了Pa-etCO2的变化，任何导致VD/VT、Qs/Qt变化的因素都可以影响Pa-etCO2的变化。McSwain等[5]研究结果也证实了这一点，并且认为Pa-etCO2差值随着VD/VT增大而增大，当VD/VT≤0.4时，PetCO2和PaCO2之间的相关性最好，其相关系数达0.95。

2 PetCO2与PaCO2在危重患者中的相关性研究

危重患者Pa-etCO2差值的增加被认为和肺泡死腔量的增加有关，而死腔量的增加可能又和心输出量以及肺血流的再分布从而导致V/Q降低有关。研究发现，心输出量降低38%可导致PetCO2值降低10.0 mm Hg；静脉血掺杂也会使Pa-etCO2差值增大，甚至可以高达20.0 mm Hg；分钟通气量的增加虽然可以导致PaCO2的降低，但对Pa-etCO2的影响却非常轻微。李爱国[6]通过对肺功能损害患者对腹腔镜手术耐受性的研究发现，在肺功能中度、重度受损的患者，与气腹前比较，Pa-etCO2差值明显增加，并且随着气腹时间的延长，其差值也越来越大，在重度肺功能受损的患者，其差值尤其显著。

一些研究报道急诊患者，PetCO2与PaCO2的相关性非常差[7-8]。Belpomme等[7]研究发现，在患者现场急救转运至医院期间，所有患者给予无创辅助呼吸，但Pa-etCO2随着患者病情变化而变化非常大，PetCO2-PaCO2差值在刚开始急救时从-19.7～75.0 mm Hg，在到达医院时其差值为-11.8～98.0 mm Hg，36%的患者在刚开始急救时刻以及27%患者在到达医院时刻Pa-etCO2差值大于10.0 mm Hg[7]。国内外学者研究发现，对于创伤后失血患者，当患者失血量小于30%时，PetCO2与PaCO2之间有明显相关性，术中PetCO2能很好地反映PaCO2，但当失血量大于30%时，PetCO2与PaCO2失去了明显的相关性，Pa-etCO2差值增大，PetCO2不能准确地反映PaCO2[9]；此时，PetCO2的下降可能是由于血压下降后肺泡血流灌注减少，肺泡CO2含量降低所致。

PaCO2监测在颅脑外伤的患者尤其重要，具有极其特殊的意义。因为在颅脑外伤后4～8 h内脑血流可能会出现异常降低，如果再加上机械通气处理不当，可能会导致PaCO2降低从而进一步降低脑血流量，进而使脑组织血流灌注严重不足而加重脑损伤[10]。叶正龙等[11]研究发现，重型颅脑损伤的患者在进行机械通气1 h，PEEP值分别为0、5、10、15 cm H2O时，PetCO2与PaCO2的存在显著相关性，相关系数分别为0.69、0.48、0.54、0.59；机械通气12 h，PEEP值为5 cm H2O时，PetCO2与PaCO2也存在显著相关性，相关系数为0.69，其他时间二者之间无明显相关性。Warner等[12]评估了180例单纯脑外伤患者发现PetCO2与PaCO2的相关性非常差(相关系数为0.277)[12]。另外，也有学者在研究脑外伤患者发现，PetCO2与PaCO2的相关系数为0.666，PetCO2与PaCO2的一致性约为77%，患者受伤程度越严重、Pa-etCO2差值越大时，同时伴有动脉收缩压降低，动脉血pH降低以及血清乳酸值明显升高；若患者同时合并有严重胸外伤、低血压以及代谢性酸中毒，则会加剧PetCO2与PaCO2的不一致性；在没有合并胸外伤、低血压及代谢性酸中毒的患者，其PetCO2与PaCO2的一致性为100%[13]。Dyer等[14]研究发现，在创伤性脑外伤紧急开颅手术的患者，其Pa-etCO2是增加的，且大于10.0 mm Hg，并且颅脑损伤越严重，其差值就越大。蔡明等[15]通过对50例颅脑损伤的患者研究发现，术中维持PetCO2在30.0～40.0 mm Hg的患者，均于术后24 h内拔除气管导管，且无1例在24 h内死亡；PetCO2低于25.0 mm Hg的患者，术后24 h内死亡14例，术后24 h后死亡9例。该研究表明，在重症颅脑损伤患者，PetCO2可以在一定程度上反映患者的预后。余丽珍等[16]通过研究重症脑外伤患者术中PetCO2变化与预后的关系也得出了相似的结论，PetCO2<25.0 mm Hg的患者，术后24 h内病死率高达50%。由于PetCO2与PaCO2存在不一致性，因此，在颅脑外伤患者单纯依赖PetCO2的监测是不够的，须辅以血气监测PaCO2来提高患者预后。

在创伤患者，PetCO2不仅不能准确地反映PaCO2的真实值，并且有研究还发现其二者之间的差值还可以预计患者术后的预后。在正常患者，死腔率小于0.05[死腔率=死腔量/潮气量(VD/VT)=Pa-etCO2/PaCO2]，在正常个体接受全身麻醉后死腔率可以高达0.15。Tyburski等[17]研究发现，Pa-etCO2差值增大时患者病死率增加，术后幸存者死腔率约为0.15，而术后死亡患者死腔率约为0.27；后来，Tyburski等[17]再次研究了500例严重创伤接受手术的患者，证实Pa-etCO2可以用作患者术后病死率的预测指标，术后幸存者中所有患者在不同时间点测得的Pa-etCO2均值均小于10.0 mm Hg，并且认为Pa-etCO2=10.5可能是术后预测死亡的阈值。Cooper等[18]比较了160例严重创伤患者到院时PetCO2与到院时PaCO2的差值发现，PetCO2并不能反映PaCO2水平，二者的相关系数为0.08，受伤程度越轻的患者，其二者差值的相关程度越高；死亡患者二者的相关系数为0.000 2，其差值可高达17.0 mm Hg；这种差异在pH<7.2的酸中毒的患者中尤其明显，并且pH值小于7.2的患者最终都未能救活，并且，受伤程度越重的患者，其二者的差值越大。在院前急救中，并不能简单由PetCO2来推测PaCO2水平，也不能单纯用PetCO2来指导院前急救过程中的最佳呼吸治疗。当患者有效循环血容量恢复时，组织得到充分的灌注，积聚在组织和肺组织中的CO2迅速排出，PetCO2趋向稳定，PetCO2与PaCO2的相关性便得以恢复。不仅在危重患者，PetCO2与PaCO2之间的相关性失去准确性，甚至在术中进行控制性降压时，当患者MAP降至(60.0±5.0)mm Hg时，患者的PetCO2和PaCO2值均较降压前明显降低，且PetCO2下降更明显，Pa-etCO2差值明显升高[19]，其可能也是由于血压降低后肺循环血量减少所致。

虽然危重患者的PetCO2与PaCO2的相关性变差，但PetCO2的监测对判断患者病情、预测患者预后也起着至关重要的作用。有研究发现在严重创伤患者，其PetCO2与心输出量呈正相关，当患者发生心搏骤停的时候，PetCO2也显著降低，甚至降为零[20-21]。Akinci等[22]通过对呼吸心搏骤停接受心肺复苏患者的PetCO2的监测发现，在心肺复苏的第5、10、15、20 分钟分别监测PetCO2，自主循环恢复组其PetCO2显著高于自主循环未恢复组，并且在心肺复苏的第20分钟，其PetCO2值最高，在第5分钟时，其PetCO2值最低；PetCO2<14.0 mm Hg的所有患者均无存活。黄进杰[23]通过研究心跳呼吸骤停和重症颅脑损伤患者在抢救过程中PetCO2与PaCO2的值也得出了相似的结论，PetCO2<27.0 mm Hg、PaCO2<18.0 mm Hg的患者无一存活，心肺脑复苏失败；而PetCO2>37 mm Hg、PaCO2<18.0 mm Hg时，患者病死率也极高。进一步分析发现，这部分患者的血压均较低或呈进行性降低，可能是PaCO2<18.0 mm Hg时，患者脑细胞代谢也极低下，因此，患者病死率极高，在心肺复苏过程中，须引起高度重视[24]。

PetCO2与PaCO2在健康患者呈现良好的相关性，在各种不同病理生理情况下，二者的相关性研究也越来越深入。但在创伤患者，PetCO2与PaCO2的相关性很差，尤其受伤程度越严重的患者，其相关性越差。因此，在严重创伤患者，单独以PetCO2代替PaCO2可导致判断失误，应当予以摒弃，此时应测定PaCO2才可靠。但在十分危急的患者，甚至来不及测血气分析或者不能获得动脉血进行血气分析时，PetCO2监测对患者病情判断及预后仍然有着不可替代的重要作用。在以后的研究中，作者应当进一步证明是否当患者得到有效治疗，患者低血容量及休克得到纠正后，Pa-etCO2差值是否也会逐渐减小，PetCO2与PaCO2之间会恢复良好的相关性，并且PetCO2与PaCO2之间相关性的恢复是否能够预测患者良好的预后。

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10.3969/j.issn.1671-8348.2015.34.042

国家临床重点专科建设基金资助项目(财社[2011]170号)；重庆市医学重点学科建设经费基金资助项目(渝卫科教[2007]2号)。

：王群英(1984-)，医师，硕士，主要从事临床心肌保护研究。

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1671-8348(2015)34-4863-03

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