Archiwa tagu: CO2

Gazometria krwi tętniczej w praktyce RM

SOR i OIT to oddziały, gdzie często wykonuje się ocenę równowagi kwasowo-zasadowej. Warto wiedzieć nie tylko jak pobrać krew na gazometrię, ale również jak interpretować wynik, który otrzymujemy niemal od ręki.

ABG

Gazometria to analiza gazów we krwi tętniczej (ABG), która obejmuje pomiary pH, ciśnienia parcjalne tlenu oraz dwutlenku węgla we krwi tętniczej (rzadziej żylnej), zawartość wodorowęglanów (HCO3) oraz nadmiaru zasad (BE). Pozwala określić równowagę kwasowo-zasadową oraz stan wymiany gazowej zachodzącej w płucach.

Gazometria jest podstawowym badaniem w diagnostyce niewydolności oddechowej oraz rozpoznaniu kwasicy i zasadowicy. Analizując wynik możliwe jest rozpoznanie ciężkich zaburzeń wymagających nagłych interwencji oraz możliwe jest monitorowanie stężenia tlenu podczas tlenoterapii u chorych z niewydolnością oddechową oraz prawidłowym ustawianiu parametrów wentylacji na respiratorze

Wykonanie badania

Zazwyczaj krew do analizy pobiera się z tętnicy promieniowej ręki niedominującej. Badanie powinno być wykonywane z krwi tętniczej. Nakłucie tętnicy leży w kompetencjach lekarza, ale już w OIT, gdzie pacjent ma stały dostęp dotętniczy – krew tętniczą pobiera personel pielęgniarski. Niestety, pobranie krwi z tętnicy nie jest proste, dlatego niekiedy używa się tzw. krwi włośniczkowej arterializowanej (pobieranej zwykle z opuszki palca). Zabieg nakłucia tętnicy wykonuje używając strzykawki z nasadką z igłą 20-22 G (z dodatkiem heparyny). W wielu SOR i OIT znajduje się kompaktowe urządzenie do natychmiastowej analizy.

Wymiana gazowa

Wymianę gazową ocenia się na podstawie ciśnień parcjalnych O2 (pO2) i CO2 (pCO2) we krwi tętniczej. Normy tych parametrów to dla pO2 >60 mmHg i dla pCO2 35-45 mmHg.

Ciśnienie parcjalne przedstawia udział gazów w mieszaninie gazowej w całkowitym ciśnieniu. Ilość rozpuszczonego w płynie gazu (np. we krwi) zależy od ciśnienia parcjalnego.

Proces eliminacji CO2

  1. CO2 jest usuwany z powietrzem wydechowym.
  2. Wartość pCO2 jest zależna od wentylacji pęcherzykowej.
  3. Zaburzenia normy w zakresie pCO2 normalizuje ośrodek oddechowy, który dostosowuje liczbę i głębokość oddechów.
  4. Utrzymywanie optymalnych wartości pCO2 jest możliwe nawet w warunkach nadmiernej produkcji CO2, dlatego zwiększone pCO2 (hiperkapnia) zawsze wynika z ograniczenia wentylacji pęcherzykowej.

Utlenowanie krwi

  1. pO2 nie dostarcza informacji o zawartości O2 we krwi, ale odzwierciedla niezwiązaną pulę cząsteczek O2 stanowiącą niewielką część całkowitej ilości tlenu we krwi.
  2. Większość tlenu we krwi związana jest z hemoglobiną (Hb).
  3. Ilość tlenu zależy od stężenia Hb, która warunkuje zdolność krwi do przenoszenia cząsteczek tlenu oraz od wysycenia tejże hemoglobiny tlenem (SpO2), które przedstawiają stopień wykorzystania Hb do przenoszenia O2.
  4. W momencie wartości maksymalnej wysycenia Hb tlenem (95-99%) wzrost PaO2 nie powoduje znaczącego zwiększenia zawartości tlenu we krwi.

Pamiętać należy zatem, że PaO2 nie jest miarą ilości tlenu we krwi, ale odzwierciedla siłę wysycenia hemoglobiny tlenem Zwartość tlenu we krwi tętniczej warunkuje zgodnie z powyższym saturacja oraz stężenie hemoglobiny.

Określonej wartości ciśnienia parcjalnego tlenu odpowiada konkretna wartość saturacji. Przykładowo pO2 = 60 mmHg odpowiada około 92% SpO2.

Czynniki wpływające na wartość pO2

  1. Wentylacja pęcherzykowa
  2. Stosunek wentylacji pęcherzykowej do przepływu krwi w płucach
  3. Stężenie O2 w mieszaninie oddechowej

Wzrost wentylacji pozwala na eliminację CO2, co prowadzi do zwiększania pęcherzykowego pO2. Natomiast zmniejszenie wentylacji pęcherzykowej powoduje gromadzenie się CO2 kosztem tlenu – zmniejszenie pO2. Hiperwentylacja umożliwia jedynie nieznaczne zwiększenie pO2, jednak w przypadku upośledzonej wentylacji zmniejszanie pO2 może prowadzić do niskich wartości tego parametru.

Zatem od wentylacji pęcherzykowej zależy:

  • utlenowanie krwi
  • usuwanie dwutlenku węgla

Upośledzenie wentylacji powoduje zmniejszenie pO2 i wzrost pCO2.

Zaburzenia wymiany gazowej

  • Hipoksja to stan, w którym tkanki są zaopatrywane w niewystarczającą ilość tlenu, który w normalnych warunkach wystarcza do prawidłowego metabolizmu. Wynika on albo z hipoksemii albo z niedokrwienia.
  • Hipoksemia natomiast to stan, gdy we krwi tętniczej zmniejszona jest zawartość tlenu. Wynika z upośledzonego utlenowania krwi, niedokrwistości (niski poziom hemoglobiny) lub „zablokowania” hemoglobiny, np. w zatruciu tlenkiem węgla.

Objawy zaburzeń wymiany gazowej

Hiperkapnia
  • splątanie
  • drżenia
  • gorące kończyny
  • senność
  • skaczące tętno
  • ból głowy

Bardzo wysokie stężenie CO2 wywołuje śpiączkę, okresy bezdechu do całkowitego zatrzymania funkcji oddechowej. Długie utrzymywanie się hiperkarbii może prowadzić do rozwoju hipoksemicznego napędu oddechowego, tym samym do przewlekłej niewydolności oddechowej na skutek zmniejszenia wrażliwości ośrodka oddechowego na podwyższenie ciśnienia parcjalnego dwutlenku węgla.

Hipoksemia
  • mrowienie wokół ust i na kończynach
  • uczucie zawrotów głowy
  • omdlenie
  • przyspieszenie i spłycenie oddechu
  • sinica

Sinica występuje, gdy w 100 ml krwi znajduje się co najmniej 5 g zredukowanej hemoglobiny. Pojawia się ona, gdy wysycenie hemoglobiny tlenem spada do 80-85%.

Równowaga kwasowo-zasadowa

Określenia odczyn kwaśny i zasadowy odnoszą się do stężenia wodoru w roztworze. Równowaga kwasowo-zasadowa jest bardzo ważna, ponieważ aby procesy w organizmie zachodziły efektywnie stężenie kationów wodoru musi byś utrzymane na odpowiednim poziomie.

Kwasem jest substancja, która uwalnia kationy wodoru podczas rozpuszczania w roztworze. Tym samym zmniejsza się pH, a zasada to substancja, która w tych samych warunkach jest akceptorem H, dlatego obniża jego stężenie w roztworze, zwiększając tym samym pH.

pH ludzkiej krwi wynosi 7,35-7,45, więc jest lekko zasadowe. Jeśli pH krwi spada poniżej tej wartości mówimy o acydemii (kwasicy), gdy wzrasta – o alkalemii (zasadowicy). Utrzymanie odpowiedniego pH jest możliwe dzięki dwóm mechanizmom. Muszą one ze sobą ściśle współdziałać – dzięki temu są możliwe zmiany kompensacyjne.

Mechanizm oddechowy za pomocą płuc usuwa dwutlenek węgla. Większość kwasów występuje w organizmie człowieka w postaci CO2, więc płuca odgrywają decydującą rolę w ich wydaleniu.

Mechanizm metaboliczny (czyli nerkowy) wydziela kationy wodoru do moczu, a zwrotnie wchłania HCO3 (który jest zasadą, a więc dodatkowo zmniejsza stężenie H we krwi). Prawidłowe stężenie wodorowęglanów w surowicy wynosi 22-28 mmol/l.

Kompensacja wzajemna tych mechanizmów jest możliwa w różnych odcinkach czasowych. Układ oddechowy (kompensacja oddechowa) wymaga krótkiego czasu, natomiast kompensacja metaboliczna trwa dużo dłużej (do kilku dni).

Do oceny równowagi kwasowo-zasadowej wykorzystywany jest również parametr tzw. nadmiaru zasad (BE). Dodatnie BE wskazuje, że ilość zasad przekroczyła normę (zasadowica metaboliczna), a ujemne świadczy o niedoborze zasad, czyli o kwasicy metabolicznej.

Typy zaburzeń RKZ

Kwasica metaboliczna
  1. Proces prowadzący do obniżania pH bez wzrostu pCO2.
  2. Przyczyną może być nadmierna podaż pokarmów, zwiększone powstanie kwasów lub ich zmniejszone wydalanie przez nerki oraz na skutek nadmiernej utraty zasad (HCO3).
  3. Rozpoznaje się na podstawie niskiego stężenia HCO3.
  4. Prawidłowo kompensacja polega na wzroście wentylacji pęcherzykowej, która prowadzi do obniżenia pCO2.
  5. W sytuacji, gdy kompensacja oddechowa jest wydolna nie powinno dojść do spadku pH.
  6. Objawem kwasicy metabolicznej jest hiperwentylacja (charakterystyczny oddech Kussmaula).
Zasadowica metaboliczna
  1. Prowadzi do zwiększania pH przebiegającym także bez zmniejszenia pCO2, charakteryzujący się zwiększeniem HCO3.
  2. Kompensacja oddechowa ma na celu zwiększenie ilości pCO2 i zmniejszenie wzrostu pH powyżej normy.
  3. Nerki w tym przypadku mogą zwiększyć wydalanie HCO3.
  4. Przyczynami mogą być hipokaliemia i hiponatremia wskutek wymiotów lub stosowania leków moczopędnych.
Kwasica oddechowa
  • Wzrost pCO2, a obniżenie pH następuje w konsekwencji powstania kwasu węglowego.
  • Za kompensację odpowiedzialne są płuca zdolne do zwiększenia wentylacji i tym samym zmniejszenia pCO2.
  • Zawsze wiąże się ze zmniejszeniem wentylacji pęcherzykowej.
Zasadowica oddechowa
  • Cechuje się zmniejszeniem PaCO2, które jest spowodowane hiperwentylacją pęcherzykową.
  • Przyczyny: ból, niepokój (zespół hiperwentylacji), gorączka, duszność.
  • Zasadowica oddechowa może pojawić się jako mechanizm wyrównawczy kwasicy metabolicznej.

Tlenoterapia w RM – wady i zalety

Tlen – tak jak każdy inny lek należy podawać tylko i wyłącznie przy odpowiednich wskazaniach. Kiedyś mówiło się, że tlen jest dobry na wszystko. Czy aby na pewno? W końcu jak każde lekarstwo – nadmiar może szkodzić. Kiedy istnieje potrzeba – należy zastosować tlenoterapię – w jaki sposób?

Wymiana gazowa

Organizm wykorzystuje tlen do produkcji energii, którego produktem ubocznym jest dwutlenek węgla. Wymiana gazowa, która zachodzi w płucach to przenoszenie tlenu z powietrza oddechowego do krwi oraz dwutlenku węgla z krwi do powietrza wydychanego. Proces ten zachodzi pomiędzy pęcherzykami płucnymi a naczyniami włośniczkowymi. Tlen i dwutlenek węgla zatem mogą przez nią dyfundować. Po dyfuzji do mieszanej krwi żylnej, tlen jest transportowany we krwi tętniczej w dwóch postaciach. Fizycznie rozpuszczony w częściach składowych krwi oraz jako chemicznie związany z hemoglobiną.

Tlenoterapia zatem jest potrzebna, ponieważ:

  1. Organizm sam nie jest w stanie zapewnić sobie odpowiedniej wentylacji w celu poboru odpowiedniej ilości tlenu ze środowiska (np. odma).
  2. W przypadku utraty środka transportującego (Hb) wysycenie pozostałej hemoglobiny musi być maksymalne (np. urazy).

Wskazania do O2

Niezależnie od etiologii nadrzędnym wskazaniem jest niewydolność oddechowa, czyli niemożność utrzymania przez organizm zadowalającej SpO2 w graniach <92%. Zdiagnozowanie niewydolności oddechowej opiera się przede wszystkim na wartościach pO2 i pCO2, jednakże w warunkach zespołów ratownictwa medycznego nie jest możliwe wykonanie gazometrii, dlatego stan układu oddechowego powinno oceniać się za pomocą pulsoksymetrii.

Wskazaniami do tlenoterapii są NZK, niewydolność oddechowa, OZW, duszność, niewydolność krążenia, wstrząs, zapalenie płuc, zatorowość płucna, odma opłucnowa, obrzęk płuc, zaostrzenie astmy oskrzelowej, POChP, oparzenia, HELLP, uraz z wiotką klatką piersiową, zatrucie opioidami lub benzodiazepinami, czy aspiracja ciała obcego.

Powikłania

Działania niepożądane zależą przede wszystkim od stężenia O2 w mieszaninie oddechowej i czasu stosowania. W warunkach ZRM często ciężko zapewnić wszystkie warunki odpowiednie warunki. Główne efekty uboczne to:

  • suchość błony śluzowej i upośledzenie oczyszczania śluzowo-rzęskowego – zapalenie oskrzeli
  • wypłukiwanie azotu (zapobiega on zapadaniu się pęcherzyków płucnych) – niedodma
  • ostre uszkodzenie płuc

Oddychanie suchym i zimnym tlenem może być z kolei powikłane:

  • wysychaniem i owrzodzeniami błon śluzowych
  • zaleganiem wydzieliny i zwiększanie jej gęstości
  • skurcz oskrzeli
  • zakażenia

Sprzęt

W ZRM źródłem tlenu są butle tlenowe. Dzięki zamontowanemu przepływomierzowi możliwa jest regulacja zawartości tlenu w mieszaninie wdychanej przez pacjenta. Do tlenoterapii używa się następujących masek i cewników tlenowych:

EtCO2 – zastosowanie w RM i OIT

Zastosowanie kapnometrii i kapnografii w intensywnej terapii i ratownictwie medycznym

Monitorowanie parametrów życiowych w dziedzinach medycyny, gdzie stan pacjenta ulega ciągłej zmianie jest niezwykle ważne. Wraz z postępem techniki do nadzoru nad chorymi wykorzystuje się rozmaite techniki, które wykraczają ponad czujną obserwację pacjenta i szybkie badanie fizykalne. Pozwala to na bardziej kompleksową opiekę, ale też zwiększa precyzję terapii i pozwala na szybsze podjęcie działań w przypadku pogorszenia stanu pacjenta. Jedną z metod stosowaną od lat zarówno w intensywnej terapii jak i coraz powszechniej w ratownictwie medycznym jest kapnometria i kapnografia. Metoda łatwa do zastosowania, tania i szeroko dostępna.

Kapnometria i kapnografia

Kapnometria i kapnografia to pomiar umożliwiający rejestrację zawartości dwutlenku węgla w powietrzu wydychanym co pozwala określić w sposób nieinwazyjny skuteczność wentylacji, a także pośrednio wyciągać wnioski co do stanu układu krążenia. Precyzując to mierzenie końcowo-wydechowego CO2 (etCO2 – end tidal carbon dioxide) ilustrujące w postaci krzywej (kapnografia) lub wyświetlanych na kapnometrze wartości (kapnometria) zmian stężenia CO2 w zależności od fazy oddechu. Z powodów praktycznych kapnografia jest wykorzystywana częściej w intensywnej terapii, natomiast kapnometria ze względu na niewielkie rozmiary kapnometru i szybkość zastosowania używana jest w ratownictwie medycznym, np. w karetkach pogotowia, gdzie nie ma miejsca na dodatkowy sprzęt.

Ryc. 1

Zasada działania kapnografu/kapnometru oparta jest na zjawisku spektrofotometrii – absorpcji promieniowania podczerwonego przez dwutlenek węgla (np. EMMA II) lub z wykorzystaniem papierka lakmusowego, który zmienia kolor (np. EasyCap).

Urządzenie pomiarowe podłącza się do rurki dotchawiczej lub układu respiratora (np. poprzez dren przyłączony do filtra oddechowego). Przy stałej wentylacji minutowej wynik pomiaru ściśle ko reluje z rzutem serca.

1. Kapnograf w strumieniu głównym pomiędzy układem rur respiratora (6) (połączony kablem z monitorem, na którym wyświetla się wynik), a przestrzenią martwą (5) połączoną rurką intubacyjną. 2. Filtr oddechowy z datą założenia (4). 3. Łącznik umożliwiający pomiar EtCO2 w strumieniu bocznym.

Kapnograf

Krzywa kapnograficzna – EtCO2 – 37 mmHg

EtCO2 w resuscytacji

Kapnografia pozwala także potwierdzać i monitorować położenie rurki intubacyjnej oraz zmiany w jej świetle. Jest dobrym wykładnikiem określającym jakość prowadzonych uciśnięć klatki piersiowej podczas resuscytacji krążeniowo-oddechowej (rzut serca a wartość etCO2). Umożliwia monitorowanie częstości wentylacji pacjenta zaintubowanego (np. w celu uniknięcia hiperwentylacji i hipowentylacji) oraz poziom zwiotczenia. Przy skutecznej resuscytacji krążeniowo oddechowej dzięki pomiarowi EtCO2 można rozpoznać ROSC (powrót spontanicznego krążenia) bez potrzeby przerywania uciśnięć klatki piersiowej i jednocześnie pozwala uniknąć podania dożylnie adrenaliny w przypadku powrotu hemodynamicznie wydolnego rytmu serca. Umożliwia też rozpoznanie powrotu spontanicznego oddechu.

OIT

W OIT pomiar  EtCO2 jest stosowany w diagnostyce wystąpienia zatoru płuc (pCO2 > etCO2) i hipertermii złośliwej. Kapnografia wykorzystywana jest również do pomiarów gazów anestetycznych w układzie oddechowym podczas znieczulenia z użyciem anestetyków wziewnych.

Jak działa?

Zasada działania kapnografu oparta jest na zjawisku za pomocą spektrofotometrii – absorpcji promieniowania podczerwonego przez dwutlenek węgla. Urządzenie pomiarowe podłącza się do rurki dotchawiczej lub układu respiratora. Przy stałej wentylacji minutowej wynik pomiaru ściśle koreluje z rzutem serca. Może zostać użyta zarówno w przypadku zastosowania rurki intubacyjnej jak i nagłośniowych urządzeń do udrażniania dróg oddechowych (SAD), np. maska czy rurka krtaniowa.

Fazy kapnogramu

Kapnogram składa się z następujących faz: linia zerowa (odcinek A-B), wzrost CO2 po rozpoczęciu wydechu (odcinek B-C), kontynuacja wydechu (odcinek C-D – faza plateau), punkt końcowo-wydechowy (punkt D), czyli najwyższe stężenie dwutlenku węgla, które pojawia się na końcu wydechu (tę wartość właśnie opisuje kapnografia – wartość końcowo-wydechowego CO2) oraz gwałtowny spadek wartości CO2, zaraz po rozpoczęciu wdechu (odcinek D-E).

Ryc. 2Wartości

Prawidłowa wartość EtCO2 zawiera się w przedziale 35-45 mmHg (występują niewielkie różnice w różnym piśmiennictwie). Warto zauważyć, że wykonując kapnografię, w odróżnieniu do kapnometrii należy zwrócić uwagę przede wszystkim na krzywą, a nie pojedynczy wynik. EtCO2 u osób zdrowych odpowiada w przybliżeniu pCO2, a u chorych duże różnice z powodu zaburzenia stosunku wentylacji do perfuzji pęcherzyków płucnych. Niewielka różnica między EtCO2 a PaCO2 odzwierciedla pęcherzykową przestrzeń martwą (2-5 mmHg). W żołądku może znajdować się niewielka ilość CO2 w wyniku połykania powietrza wydechowego, ale zostanie od wypłukany w ciągu kilku oddechów, przez co nie wpłynie ostatecznie na wartość pomiaru.