كل شيء عن قياس غاز ثاني أكسيد الكربون (Capnography) EtCO2 CO2

كل ما تريد معرفته عن قياس غازات الدم الرئوية

كل شيء عن قياس غاز ثاني أكسيد الكربون (Capnography)

فسيولوجياً، يُنتَج ثاني أكسيد الكربون (CO2) في الأنسجة وينتشر إلى الدم الوريدي الذي يصل إلى الجانب الأيمن من القلب وصولاً إلى الرئتين عبر الدورة الدموية الرئوية. هنا يدخل الأكسجين (O2) إلى الدم ويخرج ثاني أكسيد الكربون (CO2) الذي يُزال أثناء الزفير.

إن قياس تركيز CO2 في الهواء المزفور يدل بشكل مباشر على التغيرات في إزالة CO2 من الرئتين. وبشكل غير مباشر، يدل على التغيرات في إنتاج CO2 على مستوى الأنسجة وعلى توصيل CO2 إلى الرئتين عن طريق الجهاز الدوري. لذلك، يُعد قياس غاز CO2 (capnography) تقنية غير باضعة مهمة يمكنها مراقبة إنتاج CO2 والتروية الرئوية والتهوية السنخية فضلاً عن أنماط التنفس.

يُلخّص المصطلح الحالي كما يلي.

يمكن تقسيم مخطط غاز CO2 الزمني (time capnogram) إلى قسم شهيق (الطور 0) وأقسام زفير. ويُقسَّم القسم الزفيري، شبيه بالمنحنى النيتروجيني للنفس الواحد أو منحنى CO2 للنفس الواحد، إلى الأطوار I و II و III، وأحياناً الطور IV، الذي يمثل الارتفاع النهائي في تركيز CO2. الزاوية بين الطور II والطور III هي الزاوية ألفا. والزاوية التي تقترب من 90 درجة بين الطور III والذراع النازل هي الزاوية بيتا.

ضغط ثاني أكسيد الكربون في نهاية الزفير (PETCO2):

كما شرح في قسم الفسيولوجيا، يصل تركيز CO2 إلى أقصى حد له في نهاية الزفير. يُطلق على هذا التركيز الأقصى اسم تركيز أو ضغط ثاني أكسيد الكربون في نهاية الزفير، بحسب ما إذا كان يُعبَّر عنه بتركيز كسري أو بـ mm Hg. ويعكس ضغط CO2 في نهاية الزفير تركيز CO2 في الأسناخ التي تفرغ أخيراً. والقيم الطبيعية لـ ETCO2 هي حوالي 5% أو 35-37 mm Hg. والفارق بين CO2 في الدم (PaCO2) وCO2 المزفور (CO2 في نهاية الزفير أو PetCO2) يكون عادة 5-6 mm Hg. يمكن استخدام PetCO2 لتقدير PaCO2 لدى المرضى ذوي الرئتين الطبيعية عملياً.

قياس ثاني أكسيد الكربون المزفور:

يُكتشف/يُقاس CO2 المزفور (CO2 في نهاية الزفير) بواسطة أجهزة متنوعة – قياس اللون (Colorimetry)، وقياس كمي (capnometry)، وقياس غازي (capnography). عندما يكون CO2 غائباً كما تُقيسه هذه الأجهزة، فهذا يعني إما أن أنبوب الحنجرة في موضع خاطئ (مريئي) أو أن هناك غياباً/نقصاً في وصول CO2 إلى الرئتين كما في توقف القلب . عندما يزداد النتاج القلبي (مثلاً بعد الإنعاش)، يوفر PetCO2 معلومات عن كفاية التهوية والدورة الدموية (3).

قياس اللون (Colorimetry):

كما شرح في القسم أعلاه، يوفر الجهاز الكيميائي مراقبة مستمرة شبه كمية لـ EtCO2. ولهذا الجهاز 3 نطاقات لونية

أ- أرجواني — EtCO2 < 0.5%

ب- بني — EtCO2 0.5-2%

ج- أصفر – EtCO2 >2%

قيمة EtCO2 الطبيعية هي >4% لذلك يجب أن يتحول الجهاز إلى اللون الأصفر عند إدخال أنبوب الحنجرة في مرضى ذوي دوران سليم. قيود هذا الجهاز

1. إنه جهاز مفيد لتأكيد موضع أنبوب الحنجرة لدى المرضى الذين ليسوا في حالة توقف القلب. أما لدى مرضى توقف القلب، فعند قيمة <0.5% EtCO2، يكون الجهاز عملياً عديم الفائدة في تأكيد أنبوب الحنجرة، لأن الأنبوب قد يكون في المريء أو أن الدورة الدموية لا تأتي بما يكفي من CO2 إلى الرئتين. في مرضى غير حالات التوقف، يكون الجهاز حساساً بنسبة 100%، بينما يكون بنسبة 69% في مرضى توقف القلب (4).

2. قد تتحول الغشاء إلى “الأصفر” (مما يوحي بـ EtCO2 > 2%) عند تلوث الجهاز بمواد حمضية مثل حمض المعدة، Lidocaine-HCl، إبينفرين HCl.

3. يعجز الجهاز عن إعطاء قراءة إذا انسدّ بإفرازات، أو إذا تعرض للكسر.

القياس الغازي (Capnography) والقياس الكمي (Capnometry):

توفر هذه الأجهزة كل من المخطط الموجي (capnograph) والقراءة الرقمية لـ CO2 في نهاية الزفير. يمكن أن تكون القراءة الرقمية لـ ETCO2 بـ mm Hg (الضغط الجزئي لـ CO2 في الغاز المزفور) أو كنسبة مئوية في الغاز المزفور. معظم الأجهزة الشائعة الاستخدام تعتمد “امتصاص الأشعة تحت الحمراء لـ CO2” كمبدأ للعمل.

يمكن أن تكون من النوع الرئيسي (main stream) أو الجانبي (side stream) (كما وُصف في قسم الفسيولوجيا).

تطبيقات قياس غاز CO2 خارج إعدادات المستشفى:

تنبيب الرغامى (الأنبوب الحنجري):

عندما يكون CO2 غائباً كما تُقيسه الأجهزة المذكورة أعلاه، فهذا يعني إما أن أنبوب الحنجرة في موضع خاطئ (مريئي) أو أن هناك غياباً/نقصاً في وصول CO2 إلى الرئتين كما في توقف القلب . عندما يزداد النتاج القلبي (مثلاً بعد الإنعاش)، يوفر PetCO2 معلومات عن كفاية التهوية والدورة الدموية (3).

يُجرى تنبيب الرغامى في مواقف سريرية متنوعة مثل فشل التنفس، وتوقف القلب، والغيبوبة وغيرها. ترتبط بمضاعفات، ولكن لا شيء أكثر كارثية من التنبيب المريئي غير المقصود. يُشار إلى المواضع الصحيح لأنبوب الحنجرة بواسطة الطرق التالية، ولكن لا يُؤكَّد بها:

أصوات تنفس ثنائية الجانب ومتساوية.

حركات متساوية لجدار الصدر من الجانبين.

لا توجد أصوات تنفس/ غرغرة فوق المعدة/ فوق المنطقة فوق المعدية.

تبخّر (تكثف البخار) على أنبوب الحنجرة.

جس الأنبوب/ البالون (cuff) في الرقبة.

اختفاء الزرقة أو تحسّن لون المريض.

لا يمكن لأي من الطرق المذكورة أعلاه توفير تأكيد “محصن ضد الخطأ” لموضع أنبوب الحنجرة. ويتضح ذلك من العبارة “حتى طبيب التخدير المخلص والحريص قد يعجز عن التمييز بين التنبيب الرغامي والمريئي بالطرق الشائعة الاستخدام (1). ينسب Stewart et al (2) نسبة مضاعفات 1.8% للتنبيب المريئي في دراسة لتنبيب قام بها المسعفون الطبيون.

إن مخططاً موجياً يبدو طبيعياً و”قراءة رقمية” يؤكدان أن أنبوب الحنجرة في القصبة الهوائية. في حالات النتاج القلبي المنخفض مثل الصدمة، وتوقف القلب، أو ضغط الصدر غير الكافي، قد لا يُكتشف PetCO2. إذا تناول المريض مشروبات غازية (5) أو إذا حُاول التنفس الفموي الفموي، قد يُكتشف CO2 بعد التنبيب المريئي (إيجابي كاذب). يجب أن ينخفض EtCO2 بسرعة إلى الصفر (خلال 3-6 أنفاس) في هذا الموقف، وكذلك لن يبدو المخطط الموجي “طبيعياً”. أبلغ Vukmir et al (6) عن حساسية ونوعية بنسبة 100% لتحديد موضع أنبوب الحنجرة بقياس غاز CO2.

التنبيب المريئي

الدور في الإنعاش القلبي الرئوي (CPR):

العلاقة بين النتاج القلبي وEtCO2 هي علاقة لوغاريتمية (3). إن نقص وصول CO2 إلى الرئتين هو المحدد الرئيسي المقيد لمعدل EtCO2 أثناء التدفق المنخفض. استخدم White R.D. et al (7) قياس EtCO2 في توقف القلب خارج المستشفى. وخلصوا إلى أن قياس غاز CO2 يمكنه اكتشاف وجود تدفق دموي رئوي حتى في غياب نبضات رئيسية (انفصام كهربائي-ميكانيكي زائف – EMD)، كما يمكنه الإشارة بسرعة إلى التغيرات في تدفق الدم الرئوي (النتاج القلبي) الناجمة عن تغيرات في نظم القلب.

تشير البيانات إلى أن PetCO2 ارتبط أيضاً بضغط التروية التاجية (CPP) (8). كما هو معروف أنه يرتبط بضغط التروية الدماغية وتدفق الدم أثناء الإنعاش القلبي الرئوي (CPR) (9)، ولكن ليس بنتائج عصبية. ويرجح أن يكون هذا الارتباط بين ضغط التروية وETCO2 ثانوياً لعلاقة PETCO2 بالنتاج القلبي.

استخدم Callaham M et al (10) القراءات الأولية لـ PetCO2 للتنبؤ بعودة النبض التلقائي أثناء الإنعاش القلبي الرئوي. كان لدى المرضى الذين استعادوا النبض متوسط PetCO2 قدره 19 +/- 14 Torr في بداية الإنعاش، بينما أولئك الذين لم يستعيدوا النبض كان لديهم متوسط PetCO2 قدره 5 +/- 4 Torr. باستخدام قيمة أولية لـ PetCO2 مقدارها 15 تور، تم تحديد 71% من المرضى الذين تم إنعاشهم لاحقاً مع نوعية 98%. وقيمة PetCO2 ليست بمعيار كافٍ بحد ذاته لإنهاء جهود الإنعاش.

أظهرت الدراسات على الحيوانات والبشر أن PetCO2 ينخفض عند استخدام جرعة كبيرة من الإبينفرين أثناء الإنعاش القلبي الرئوي (11). أبلغ Callaham M et al (12) في دراستهم أن إعطاء الإبينفرين قد يقلل من ضغوط EtCO2 في توقف القلب، ولكنه يفعل ذلك بطريقة غير متوقعة لدى المرضى الأفراد، ولا يلغي القيمة التنبؤية لهذا القياس. ينخفض EtCO2 بمقدار 0.3 تور في المتوسط بعد إعطاء الإبينفرين. عُزي هذا الانخفاض في EtCO2 إلى زيادة كسر التحويلة (shunt) وإلى انخفاض النتاج القلبي الثانوي لزيادة المقاومة بعد الحمل بفعل الإبينفرين (11). لم يُقدَّر مدة الانخفاض في EtCO2 كمياً، ولكن سريرياً يمكن أن يكون مفيداً لتوقيت جرعات الإبينفرين اللاحقة (13).

يمكن استخدام EtCO2 كتغذية راجعة لتحسين ضغط الصدر أثناء الإنعاش القلبي الرئوي (14). قد يكشف مراقبة PetCO2 أثناء توقف القلب عن تعب غير محسوس لدى مقدّم الإنعاش.

تطبيقات أخرى:

يمكن لتحليل المخطط الموجي لـ EtCO2 أن يُعطي معلومات عن التسرب في دائرة التنفس، وانسداد مجرى الهواء (الربو، مرض الانسداد الرئوي المزمن COPD). يُرجى الرجوع إلى شاشة capno-magic.

تشخيص الانصمام الرئوي

تقدير PaCO2 لدى المرضى الذين يخضعون لتهوية ميكانيكية: يمكن استخدام ضغط PCO2 في نهاية الزفير لتقدير PaCO2 الشرياني لدى المرضى ذوي الرئتين السليمة.

بقلم: Venkatesh Srinivasa MD & Bhavani Shankar Kodali MD

المراجع:

1. Solazzi R W, Ward R J : طيف قضايا المسؤولية الطبية. Int. Anesthesiol Clin 1984, 22:43.

2. Stewart R D, Paris P M, Winter P M : تنبيب الرغامى الميداني بواسطة أفراد المسعفين. Chest 1984, 85:341-345.

3. Ornato J P, Garnett A R, Glauser F L, Virginia R: العلاقة بين النتاج القلبي وضغط ثاني أكسيد الكربون في نهاية الزفير. Ann Emerg med 1990, 19: 1104-1106.

4. Ornato J P et al: دراسة متعددة المراكز لجهاز محمول بحجم اليد للكشف اللوني عن ثاني أكسيد الكربون في نهاية الزفير. Ann Emerg Med, May 1992; 21: 518-523.

5. Garnett A R, Germin C A, Germin A S: مخططات غاز CO2 في التنبيب المريئي: تأثير المشروبات الغازية. Ann Emerg Med 1989; 18:387-90.

6. Vukmir R B, Heller M B, Stein K L: تأكيد موضع أنبوب الحنجرة: كاشف نوعي مح_miniaturized بالأشعة تحت الحمراء لثاني أكسيد الكربون. Ann Emerg Med July 1991; 20:726-729.

7. White R D, Asplin B R: المراقبة الكمية خارج المستشفى لضغط ثاني أكسيد الكربون في نهاية الزفير أثناء الإنعاش القلبي الرئوي. Ann Emerg Med January 1994; 23;25-30.

8. Sanders A B, Atlas M, Ewy G A et al: PCO2 المزفور كمؤشر لضغط التروية التاجية. Am J Emerg Med 1985; 3: 147-149.

9. Lewis L M, Sthothert J, Standeven J et al : الارتباط بين ثاني أكسيد الكربون في نهاية الزفير والتروية الدماغية أثناء الإنعاش القلبي الرئوي. Ann Emerg Med 1992; 21:1131-4.

10. Callaham M, Barton C: التنبؤ بنتيجة الإنعاش القلبي الرئوي من تركيز ثاني أكسيد الكربون في نهاية الزفير. Crit Care Med 1990; 18:358-362.

11. Chase P B, Kern k B, Sanders A B et al: تأثيرات جرعات متدرجة من الإبينفرين على مقاييس غير باضعة وباضعة لتروية عضلة القلب وتدفق الدم أثناء الإنعاش القلبي الرئوي. Crit care Med 1993; 21:413-9.

12. Callaham M, Barton C, Mathay M: تأثير الإبينفرين على قدرة قراءات ثاني أكسيد الكربون في نهاية الزفير على التنبؤ بالإنعاش الأولي من توقف القلب. Crit Care Med 1992; 20:337-343.

13. Ward k R, Yealy D M: مراقبة ثاني أكسيد الكربون في نهاية الزفير في طب الطوارئ، الجزء 2: التطبيقات السريرية. Academic Emergency Med 1998; 5: 637-646.

14. Kalenda Z: المخطط الغازي كدليل على فعالية تدليك القلب. Resuscitation 1978; 6:259-63.

منتجات Meditech لقياس EtCO2

مستشعر EtCO2 رئيسي (Mainstream)