Транспорт газов кровью Оксиметрия Капнография Лекция профессора кафедры

Транспорт газов кровью. Оксиметрия. Капнография Лекция профессора кафедры анестезиологии Говоровой Н. В. 1

n n Главная цель интенсивной терапии – обеспечение достаточной поставки О 2 организму. Для оптимальной оценки обеспеченности организма О 2 важно определить: Сердечный выброс n Показатели регионарного кровообращения n Кислородный статус артериальной и смешанной венозной крови n Концентрацию лактата в крови n 2

Концепция “The Deep Picture ™” n n The Deep Picture делит параметры, связанные с понятием кислородного состояния артериальной крови на три группы: Параметры, отражающие поступление О 2 Параметры транспорта О 2 Параметры высвобождения О 2 3

Транспорт кислорода n n Растворенный в плазме Соединенный с гемоглобином 4

Физически растворенный кислород n n n При РО 2 = 1 мм рт ст в 100 мл крови растворяется 0, 003 мл О 2 При РО 2 = 100 мм рт ст содержание физически растворенного кислорода составляет 0, 3 об% (0, 3 мл на 100 мл крови) При ОЦК = 5 л составит 9 мл О 2 5

Гемоглобин n n n Гем - железосодержащее производное порфирина, соединен с белком глобином, состоящим из 4 полипептидных цепей (2 άцепей и 2 β –цепей) Существует несколько типов гемоглобина: Гемоглобин А Гемоглобин F Гемоглобин S (sirkle) Метгемоглобин (Fe 2+ → Fe 3+ ) 6

Формы гемоглобина 1. Оксигемоглобин О 2 + Hb ↔ Hb. O 2 2. Восстановленный гемоглобин (деоксигемоглобин) HHb 3. Карбоксигемоглобин СОHb 4. Метгемоглобин Met. Hb 5. Карбаминогемоглобин CO 2 Hb 7

n n Оксигемоглобин и дезоксигемоглобин отличаются по способности абсорбировать лучи красного и инфракрасного спектра. Оксигемоглобин сильнее абсорбирует инфракрасные лучи (с длиной волны 990 нм). Дезоксигемоглобин интенсивнее абсорбирует красный цвет (длина волны 660 нм). Этот феномен лежит в основе оксиметрии. 8

Пульсоксиметрия n Оценивает: Насыщение пульсирующей струи артериальной крови кислородом – Sp. O 2 n Перфузию тканей n ЧСС n n n В норме насыщение = 100% Sp. O 2 менее 90% может соответствовать Ра. О 2 < 65 мм рт ст 9

ПЕРИФЕРИЧЕСКАЯ ПУЛЬСОКСИМЕТРИЯ Sp. O 2

Transmittance Sensor

Фотоплетизмография Спектрофотометрия

ВОЗМОЖНЫЕ АРТЕФАКТЫ И ОГРАНИЧЕНИЯ МЕТОДА n Карбоксигемоглобин (COHb) Оксигемоглобин (O 2 Hb). %Sa. O 2 func = 660 нм Sa. O 2 frac * 100 -------------------100 - (%COHb+%Met. Hb) Показатели насыщения кислородом при отравлении угарным газом будут ложно завышены.

n n n ВОЗМОЖНЫЕ АРТЕФАКТЫ И ОГРАНИЧЕНИЯ МЕТОДА Метгемоглобин имеет одинаковый коэффициент абсорбции как для красного, так и для инфракрасного цвета. Возникающее соотношение абсорбции 1: 1 соответствует насыщению 85%. Т. о. , метгемоглобинемия приводит к ложнозаниженным результатам, если истинное Sa. O 2 > 85% и ложнозавышенным, если истинное Sa. O 2 < 85%. 14

ВОЗМОЖНЫЕ АРТЕФАКТЫ И ОГРАНИЧЕНИЯ МЕТОДА n применение различных медицинских красителей (метиленового синего и зеленого), особенно у больных с исходной анемией; n выраженная анемия — завышение показаний Sp. O 2; n пигментированная кожа n «световой шунт» ; n движение больного, n флуоресцентные и инфракрасные лампы.

Другие причины артефактов при проведении пульсоксиметрии n n n Низкая перфузия (низкий сердечный выброс, гипотермия, высокое ОПСС) Оптическое шунтирование Пульсация вен в конечности 16

ВОЗМОЖНЫЕ АРТЕФАКТЫ И ОГРАНИЧЕНИЯ МЕТОДА • выраженная гипертензия; • аортальная недостаточность HR Sp. O 2

ВОЗМОЖНЫЕ ТОЧКИ КРЕПЛЕНИЯ ДАТЧИКА ПУЛЬСОКСИМЕТРА Sp. O 2

Содержание общего гемоглобина ct. Hb n ct. Hb = c. O 2 Hb + c. HHb + c. COHb + c. Met. Hb ct. Hb является мерой потенциальной емкости кислородоносителя. n Способность артериальной крови к транспорту кислорода определяется n n n Количеством гемоглобина (ct. Hb). Фракцией оксигенированного гемоглобина Парциальным напряжением кислорода. 19

Фракция оксигемоглобина FO 2 Hb(a) n n Референтный уровень 94 -99% c. O 2 Hb FO 2 Hb =-----------------( c. O 2 Hb + c. HHb + c. COHb + c. Met. Hb) Это критерий использования потенциального транспорта кислорода, низкая FO 2 Hb: Ø Нарушение поступления О 2 Ø Наличие дисгемоглобинов Ø Сдвиг КДО вправо 20

Насыщение кислородом артериальной крови s. O 2 Нормальный уровень 95 -99% c. O 2 Hb s. O 2 =------------n (c. O 2 Hb + c. HHb) Низкое s. O 2: Ø Ø Нарушение поступления О 2 Сдвиг КДО вправо 21

Поступление О 2 в легкие зависит (1 -я группа показателей) n n n Напряжения О 2 в альвеолярном воздухе, зависящее от давление О 2 в окружающей среде и от РСО 2 (а) Степени внутри- и внелегочного шунтирования (FShunt) Диффузионной способности легких 22

Транспорт О 2 зависит (2 -я группа показателей) n n n Содержания гемоглобина крови (ct. Hb) Содержания дизгемоглобинов Парциального давления кислорода в артериальной крови (р. О 2 а) Насыщения кислородом артериальной крови (s. O 2 a), которое также будет определяться р. О 2 а и р50 с. О 2(а) – общее содержание кислорода в артериальной крови – является ключевым параметром для оценки фактического транспорта кислорода 23

Высвобождение кислорода зависит (3 -я группа показателей) n n Артериального и конечного капиллярного парциального напряжения О 2 и ct. O 2 (a) Сродства кислорода к гемоглобину 24

р. О 2 (а) – 83 -108 мм рт ст n n n Нормальное р. О 2 указывает на адекватное поступление кислорода из легких, не требует изменений параметров вентиляции Высокое р. О 2 угрожает развитием кислородной интоксикации Низкое р. О 2 – по схеме 25

ПОСТУПЛЕНИЕ КИСЛОРОДА F O 2 Заболевания легких FShunt 2 -6% Сердечный шунт справа налево р. О 2 р. СО 2 32 -48 мм рт ст Низкая альвеолярная вентиляция Атмосферное давление 26

Кривая диссоциации оксигемоглобина 27

Изменение хода кривой диссоциации оксигемоглобина Сдвиг влево и вверх: Температура ↓ р. СО 2 ↓ p. H ↑ ↑ FCOHb ↑ FMet Hb ↑ с2, 3 ДФГ ↓ FHb. F Сдвиг вправо и вниз: Температура ↑ р. СО 2 ↑ p. H ↓ F S Hb ↑ с2, 3 ДФГ ↑ 28

р50 - напряжение кислорода при 50% десатурации крови n n Референтный уровень 24 -28 мм рт ст Показатель отражает сродство гемоглобина к кислороду р50 ↓ - сдвиг КДО влево, повышение сродства гемоглобина к кислороду р 50 ↑ - сдвиг КДО вправо, снижение сродства гемоглобина к кислороду 29

Внутрилегочный шунт FShunt n n n Процент венозной крови, которая не оксигенируется в легких Референтный уровень 2 -6%. При отсутствии внелегочного шунтирования показатель дает информацию о внутрилегочном компоненте гипоксемии. 30

Транспорт кислорода n n ct. O 2 - АРТЕРИАЛЬНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ОБЩЕГО КИСЛОРОДА - второй важнейший показатель оценки кислородного статуса, норма – 7, 1 – 9, 9 ммоль/л. Нормальное ct. O 2 указывает на адекватное содержание кислорода в артериальной крови. Высокое ct. O 2 при нормальном РО 2 может быть только благодаря высокому содержанию гемоглобина. Это увеличивает нагрузку на сердце, поэтому может потребоваться гемодилюция. Низкое ct. O 2 - по алгоритму. 31

ТРАНСПОРТ КИСЛОРОДА Истиная анемия Гемодилюция Ct Hb 7. 4 -10. 9 Ммоль/л р. О 2 ct. О 2 7. 1 -9. 9 ммоль/л s O 2 р 50 F CO Hb до 0, 8% F O 2 Hb 94 -99% F Met Hb 0, 2 -0, 6% Курение или отравление СО Токсическое воздействие 32

ВЫСВОБОЖДЕНИЕ КИСЛОРОДА Метаболический алкалоз р. Н Респираторный алкалоз р. СО 2 р 50 24 -28 мм рт ст Гипервентиляция Температура С 2, 3 ДФГ F CO Hb F Гипофосфатемия Курение, отравление СО Новорожденные 33

Лактат - 0, 3 -0, 8 ммоль/л или 2, 7 -7, 2 мг/л n n n Неадекватная доставка кислорода будет вызывать в большинстве клеток усиленную продукцию молочной кислоты. Лактат является маркером дисбаланса между потребностью в кислороде и его поставки. В большинстве случает увеличенный лактат будет следствием гипоперфузии, нарушением артериальной доставки кислорода или комбинацией этих причин. 34

Показатель р. О 2(х) или px напряжение экстракции артериального кислорода n n n Отражает совокупность p. O 2, ct. O 2 и p 50 Представляет собой парциальное давление О 2 после экстракции 2, 3 ммоль кислорода из 1 л артериальной крови при постоянном р. Н и р. СО 2 и таким образом отражает конечнокапиллярное р. О 2 Референтный уровень 32 -43 мм рт ст 35

Показатель px n n n Направляющая сила диффузии кислорода – это градиент давления межу капилляром и клеткой, отсюда значение конечнокапиллярного р. О 2 чрезвычайно важно. рх указывает на уровень конечнокапиллярного давления кислорода в условиях нормальной тканевой перфузии и нормальных запросов кислорода. Это теоретический и расчетный параметр, базирующийся на определении положения КДО, которая достаточно чувствительна к качеству измерений, особенно при высоком SO 2, близком к 97%. 36

Общий кислородный статус Циркуляторный статус Лактат 0, 3 -0, 8 ммоль/л Доступность артериального О 2 Метаболический статус р. О 2 рх ct. O 2 р 50 37

Транспорт углекислоты n n n В растворенном виде – 2, 5 об% (10%) В виде бикарбонатов (кислые соли угольной кислоты) – 51 об% (60%) В виде карбаминогемоглобина – 4, 5 об% (30%) Н 2 О + СО 2 КАГ ↔ Н 2 СО 3 ↔ Н+ + НСО 3 38

n Капнометрия — измерение парциального давления (мм. рт. ст. ) или концентрации (об. %) СО 2 в дыхательных путях в течении полного дыхательного цикла. n Капнография — графическое отображение этих показателей на экране монитора относительно времени.

Физические принципы капнографии n 1. 2. 3. 4. 5. Цепь событий: В тканях должен образовываться СО 2 Кровь должна нести СО 2 к легким Содержащий СО 2 газ должен выдыхаться, а из ЭТТ должны браться пробы этого газа Должен исправно работать капнограф Свободный от СО 2 вдыхаемый поток должен проходить через общий с потоком выдоха участок контура, чтобы очищать место забора проб от СО 2 предыдущего вдоха

Физические принципы капнографии n n Капнограф: система забора пробы газа + системы анализа По способам забора и доставки газа: Капнография в основном потоке Капнография в боковом потоке 41

Физические принципы капнографии Капнография в основном потоке n n n Увеличивается скорость реакции на изменение et. CO 2 Нет необходимости обезвоживания смеси Вес измерительной камеры достигает 60 г, а мертвое пространство – 20 мл 42

Физические принципы капнографии Капнография в боковом потоке n n Забор газа по магистрали, подсоединенной к дыхательному контуру через специальный адаптер (скорость аспирации газа 150200 мл/мин → 50 мл/час) Проблема – обезвоживание газовой смеси. 43

Физические принципы капнографии Капнография в боковом потоке n n n Магистраль должна отходить вверх – чтобы не затекал конденсат Наличие конденсата нарушает точность измерения Никогда не переносите прибор с наполненным влагосборником, иначе может произойти попадание жидкости в измерительную камеру 44

Физические принципы капнографии n n n n Капнография позволяет судить об адекватности вентиляции легких. CO 2 – продукт метаболизма, растворимость в средах очень высокая Легочная вентиляция поддерживает постоянное РСО 2 в альвеолах В идеале: РСО 2 арт = РСО 2 альв – это основной постулат капнометрии В ральности: артериально-альвеолярный градиент по СО 2 +2 -4 мм ртст (связан с неравномерностью вентиляционно-перфузионных соотношений) Нормальная величина Ра. СО 2 = 38 -45 мм рт ст Нормальная величина Рet СО 2 = 36 -43 мм рт ст 45

Ситуации, при которых : Р et. СО 2 ≠ РСО 2 арт n n n Грубая легочная патология – ОРДС, ТЭЛА и т. д. Тяжелая гиповолемия Низкий ДО, сравнимый с ОМП (ВЧ ИВЛ) 46

ФАЗЫ ДЫХАТЕЛЬНОГО ЦИКЛА Вдох Выдох 47

ФАЗЫ ДЫХАТЕЛЬНОГО ЦИКЛА

ОШИБОЧНАЯ ИНТУБАЦИЯ ПИЩЕВОДА

Возможные нарушения Внезапное падение Рet СО 2 до 0 – нет потока вдыхаемого и выдыхаемого воздуха: n n n Отсоединение адаптера капнографа от ЭТТ Интубация в пищевод Случайная экстубация Полная обструкция ДП Неисправность респиратора 50

Возможные нарушения n Быстрое снижение Рet СО 2 до нулевого значения: n n Остановка кровообращения Тяжелая гипотония 51

Возможные нарушения n Постоянно низкое Рet СО 2 с выраженным плато: n n Гипервентиляция Грубая легочная патология – тяж пневмонии с увеличением алевеолярного МП, ОРДС Ателектазы ПОМНИТЬ!! Р et. СО 2 ≠ РСО 2 арт 52

Возможные нарушения n n n Постоянно низкое Pet. CO 2 без выраженного плато – выдыхаемый газ разводится газом, не содержащим СО 2: ВЧ ИВЛ Бронхообструктивный синдром (ауто-PEEP - не происходит полного выдоха перед следующим вдохом) 53

Возможные нарушения n Постепенное медленное снижение Рet. СО 2 – снижение продукции СО 2, нарастающая гипервентиляция или снижение легочной перфузии: n n n Снижение метаболизма на фоне гипотермии, глубокой анестезии и миоплегии - коррекция параметров ИВЛ Снижение легочной перфузии на фоне нарастающей гиповолемии (оценить кровопотерю!!) Снижение легочной перфузии на фоне депрессии ССС (оценка ЦГ) 54

Возможные нарушения n Постепенный медленный рост Рet СО 2 – повышение продукции углекислого газа: n n n Нарастающая гиповентиляция – неисправность респиратора, негерметичность контура, неисправность клапанов Частичная обструкция дыхательных путей Гипертермия в постнаркозном периоде (озноб) 55

Возможные нарушения n Постепенный медленный рост Рet СО 2 с косовосходящей формой альвеолярного плато – характерен для бронхообструктивного синдрома – свидетельствует о регионарной неравномерности вентиляции 56

Возможные нарушения n Внезапный подъем изолинии – указывает на загрязнение измерительной камеры конденсатом 57

Возможные нарушения n n n Постепенное медленное повышение Pet CO 2 и Pi. CO 2 -наблюдается при рециркуляции углексилого газа в дыхательной смеси при использовании закрытого дыхательного контура: Неисправность клапанной системы Истощение абсорбера 58

Возможные нарушения n n Наличие инцизуры на альвеолярном плато: Восстановление мышечной активности на фоне ИВЛ и действия миорелаксантов 59

Возможные нарушения n n Чередование нормальной капнографической картины с внеочередными циклами: Появления СД на фоне вспомогательной ИВЛ 60

Капнография при сердечнолегочной реанимации

Тромбоэмболия легочной артерии

Острая обструкция бронхов

Servo-i - Et. CO 2 n n n Неинвазивная диагностика эффективности вентиляции Оптимизация настроек вентилятора уменьшение количества исследований газов крови перемещение модуля между вентиляторами Servo-i Новые возможности расширения функций 65

Модульная структура – модуль et CO 2

Ситуационная задача n Сразу после интубации капнограф показал нулевую концентрацию СО 2. Каковы ваши действия?

1. Необходимо установить причину, возможно: n n Расположение эндотрахеальной трубки вне трахеи Отсутствие легочного кровотока (остановка сердца, массивная ТЭЛА) Отсутствие вентиляции (неисправный дыхательный контур, тяжелая астма) Неисправность в работе капнографа или магистрали забора проб

2. Ориентиры для разработки диагностического или терапевтического плана n n n Действительно ли эндотрахеальная трубка прошла за голосовые связки? Мероприятие дополнительный кратковременный осмотр Пальпацией пульса на сонной артерии и быстром контроле кривой пульсоксиметра исключите остановку сердца Оцените исправность работы капнографа: отсоединить магистраль для забора проб и продуть ее. Если СО 2 не регистрируется – проблема в оборудовании. Вместе с тем, если во время масочной вентиляции СО 2 определялся, то это указывает на исправность монитора

n n n Если пуль пациента пальпируется, капнограф работает исправно, клиническая картина ТЭЛА мало убедительна, физикальное обследование исключает обструкцию дыхательных путей Пациент выглядит цианотичным, а сатурация начинает снижаться, то вероятнее всего, что причина связана с эндотрахеальной трубкой. Надо предпринять повторную прямую ларингоскопию, удалить ЭТТ и вентилировать больного через маску.