Капнография при гиповентиляции

Гиповентиляция — это состояние газообмена, при котором объем вентиляции легких недостаточен для поддержания нормального напряжения СО₂ в артериальной крови¹.

¹Из полного определения гиповентиляции мы намеренно выделили ту его часть, которая имеет непосредственное отношение к капнографии. Вопрос oб обмене кислорода при гиповентиляции обсужден в главах "Пульсоксиметрия" и "Оксиметрия".

Три первичных следствия гиповентиляции:

Гиперкапния — повышение концентрации СО₂ в альвеолах.

Гиперкарбия — повышение концентрации СО₂ в тканях и в крови.

Респираторный ацидоз — снижение рН тканей и крови, вызванное увеличением концентрации угольной кислоты.

К гиповентиляции могут привести четыре первичные причины:

1. Снижение минутного объема вентиляции, например при угнетении дыхательного центра, слабости дыхательной мускулатуры, резком возрастании дыхательного сопротивления, частичной разгерметизации системы "пациент-респиратор", неадекватной ИВЛ. Хроническая гиповентиляция встречается у пациентов с обструктивными заболеваниями легких и преимущественно обусловлена перенастройкой регуляции дыхания.

2. Повышение метаболической продукции СО₂ на фоне прежнего объема вентиляции легких. Чаще всего такая ситуация наблюдается при ИВЛ, когда минутный объем вентиляции фиксирован и подвергается изменению только по решению врача. При самостоятельном же дыхании дыхательный центр пациента следит за соответствием объема дыхания метаболическим потребностям. Однако при угнетении дыхательного центра или слабости дыхательной мускулатуры, например после наркоза, длительной ИВЛ или при миастении, пациент не в состоянии ответить на увеличение продукции СО₂ возрастанием объема вентиляции.

3. Рециркуляция выдохнутого газа в контуре наркозного аппарата.

4. Увеличение дыхательного мертвого пространства при прежнем минутном объеме вентиляции. Наиболее подвержено быстрым и значительным изменениям альвеолярное мертвое пространство. Типичный пример — тромбоэмболия легочной артерии на фоне ИВЛ.

Капнография пригодна для диагностики гиповентиляции, вызванной первыми тремя причинами. В этих случаях признаком гиповентиляции служит повышение Р_ЕТСО₂ сверх 43 мм рт. ст. (или F_ETCO₂ — сверх 5,7 % при нормальном атмосферном давлении) и возрастание высоты волн капнограммы на дисплее.

В третьем случае, помимо подъема Р_ЕTСО₂, регистрируется еще и появление СО₂ во вдыхаемом газе.

В последнем, четвертом случае концентрация углекислого газа в эффективно работающих альвеолах увеличивается, но разбавление выдыхаемого альвеолярного газа газом мертвого пространства, не содержащим СО₂, приводит к снижению Р_ETСO₂. (Подробно о различных аспектах данной проблемы см. далее.)

Уменьшение объема вентиляции альвеол сопровождается нарушением эвакуации углекислого газа из тканей в окружающую среду, накоплением СО₂ в организме и, соответственно, нарастанием концентрации СО₂ в тканях, крови и легких. Концентрация углекислого газа в альвеолах постепенно увеличивается, и по мере ее повышения становится большим количество СО₂, удаляемого из организма с каждым выдохом. Рост концентрации углекислого газа в альвеолах, крови и тканях прекращается тогда, когда скорость эвакуации СО₂ увеличивается настолько, что уравнивается со скоростью продукции СО₂ в тканях. Возникает новое устойчивое состояние газообмена, при котором пониженный объем вентиляции легких обеспечивает удаление из организма прежнего количества углекислого газа за счет повышенного содержания СО₂ в выдыхаемом газе.

К гиповентиляции иногда приводит уменьшение дыхательного объема и/или частоты дыхания. В тех случаях, когда дыхательный объем приближается к величине анатомического мертвого пространства, капнограф может показывать нормальную или сниженную величину Р_ЕТСО₂ даже при выраженной гиперкапнии. Необходимо помнить, что при поверхностном дыхании Р_ЕТСО₂ отражает концентрацию СО₂ в переходной зоне между анатомическим мертвым пространством и альвеолами (фаза II капнограммы), а посему интерпретации не подлежит.

Величина Р_етСО₂ обладает диагностической значимостью только в тех случаях, когда на волнах капнограммы имеется отчетливое плато (фаза III).

В условиях операционной или палаты интенсивной терапии предпочтительнее пользоваться именно капнографами, а не капнометрами, ибо первые предоставляют возможность оценивать качество данных мониторинга по форме капнограммы¹.

¹В настоящее время оснащение стационара капнометрами, а не капнографами считается организационной ошибкой.

Гиповентиляция развивается внезапно или постепенно. И хотя конечный результат — повышение P_ЕТCО₂ — в обоих случаях одинаков, в динамике углубления гиперкапнии имеются серьезные различия.

Рассмотрим случай, когда минутный объем дыхания уменьшается быстро и существенно, например, в результате центральной депрессии дыхания при фторотановом наркозе. Нарастание гиперкапнии при такой остро возникшей гиповентиляции происходит несравнимо медленнее, чем развитие гипоксии.

При гиповентиляции количество углекислого газа, задерживающегося в организме за 1 мин, исчисляется десятками миллилитров, что крайне мало по сравнению с общими запасами СО₂ в организме, объем которых составляет более 100 л. Несмотря на то что в острой ситуации задержанный СО₂ накапливается преимущественно в органах с умеренным и интенсивным кровоснабжением, а основная часть периферических хранилищ СО₂ не успевает полноценно включиться в дело, процентный прирост количества СО₂ в организме за 1 мин оказывается весьма скромным. Поэтому Р_ЕТСО₂ при внезапной гиповентиляции увеличивается очень медленно, от 0,5 до 3 мм рт. ст. в 1 мин (рис. 2.11), а окончательная стабилизация этого показателя на уровне, характерном для нового объема дыхания, наступает не ранее чем через 1 ч от начала гиповентиляции.

Из этого следует важный для практики вывод:

Внезапная гиповентиляция выявляется капнографом не сразу, а лишь через несколько минут, а нередко и несколько десятков минут, которые требуются для заметного подъема концентрации СО₂ в тканях, крови и альвеолах.

В первые минуты после неожиданного уменьшения вентиляции Р_ЕТСО₂ не позволяет составить впечатление об истинном объеме катастрофы, однако устойчивый постепенный рост данного показателя — очень серьезный симптом, побуждающий к немедленной оценке дыхания пациента другими способами: внимательным визуальным контролем, аускультацией, спирометрией, пульсоксиметрией. Единственный монитор, который обнаруживает внезапную гиповентиляцию практически сразу,— быстродействующий оксиметр. К сожалению, в нашей стране приборы, в которых используется этот метод, применяются крайне редко.

Рис. 2.11. Капнограмма и тренд Р_ЕТСО₂ при внезапном снижении минутного объема вентиляции.

Необходимо помнить, что самое раннее и опасное последствие гиповентиляции — не гиперкапния, а гипоксия, которая способна возникнуть при относительно невысоком Р_ЕТСО₂ и которую легко предотвратить увеличением содержания кислорода во вдыхаемом газе.

В неясных случаях дополнительная диагностика гиповентиляции непременно проводится на фоне оксигенотерапии.

Для скорейшего привлечения внимания врача к росту P_ЕТCO₂, когда изменение величины этого показателя находится еще на уровне опасной тенденции, нужно устанавливать верхний порог аларма Р_ЕТСО₂ всего на 2-3 мм рт. ст. выше его текущего значения.

Если по каким-то причинам минутный объем вентиляции своевременно не был откорректирован, можно ретроспективно оценить темп нарастания гиперкапнии по тренду P_ETCO₂. При выраженной гиповентиляции подъем тренда P_ETCO₂ оказывается более быстрым и существенным, чем при умеренном снижении объема дыхания.

В некоторых случаях минутный объем дыхания уменьшается постепенно, в течение многих часов, дней и даже недель. Это характерно для ряда неврологических заболеваний — миастении, радикулополиневрита, постдифтеритической нейропатии и пр. В таких случаях успевает установиться соответствие между сокращающимся объемом вентиляции и возрастающим уровнем Р_ETСО₂.

При постепенном снижении минутного объема дыхания текущая величина РетСО2 точно отражает глубину гиповентиляции.

При длительном мониторинге скорость развития (углубления) дыхательной недостаточности можно оценить по тренду P_ETCO₂. Наиболее информативны тренды тех моделей, которые обладают большим буфером памяти, что позволяет накапливать данные за 8-12 ч и более (рис 2 12).

Чаще всего причинами гиповентиляции в операционной служат нарушение работы респиратора и негерметичность контура. Капнография — самый эффективный метод выявления таких проблем (результативность — 25 %). На втором месте — пульсоксиметрия, на третьем — спирометрия. В целом же мониторный контроль обнаруживает лишь менее половины случаев технических неполадок, подобных указанным выше, довольно часто они остаются нераспознанными. Причины недостаточной эффективности мониторинга (1) увеличение альвеолярного мертвого пространства, маскирующего капнографические признаки гиповентиляции, что весьма типично для общей анестезии, и (2) использование во время наркоза повышенных концентраций кислорода, предотвращающих возникновение гипоксемии на фоне гиповентиляции.

Рис. 2.12. Капнограмма и тренд Р_ЕТСО₂ при постепенно нарастающей гиповентиляции

Вторая по частоте причина гиперкапнии у пациента во время общей анестезии — неисправность клапанной системы аппарата (негерметичная установка колпачков, залипание, деформация или отсутствие пластинки клапана, деформация проволочных ограничителей и пр.). Согласно статистическим исследованиям, при регулярном применении капнографа в операционной монитор выявляет такие неполадки в 90 % (!) случаев; в одном случае из ста (1 %) их определяют по клиническим данным, а в 9 % случаев не распознают вообще.

Приведенные цифры лишний раз свидетельствуют о том, что за любым серьезным изменением мониторной картины всегда скрывается реальная причина, которая вполне поддается обнаружению.

При оценке дыхания больного по капнограмме необходимо помнить о том, что в некоторых случаях альвеолярная гиповентиляция сочетается с нормальным и даже сниженным уровнем Р_ЕТСО₂ такая картина наблюдается, в частности, при нарушениях легочного газообмена, приводящих к появлению альвеолярного мертвого пространства. При малейших сомнениях на этот счет выполняют анализ газов артериальной крови и сопоставляют РаСО₂ с Р_ЕТСО₂. Если разница превышает 4-6 мм рт. ст., об адекватности вентиляции по капнограмме судят с осторожностью. (Подробнее об этом речь пойдет далее.)