Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Тыныс алу газдарындағы көмірқышқыл газының концентрациясын бақылау
Monitoring of the concentration of carbon dioxide in respiratory gases
Капнография – тыныс алу газдарындағы көмірқышқыл газының концентрациясын немесе жартылай қысымын бақылау. Оның негізгі дамуы анестезия және қарқынды терапия кезінде қолдануға арналған бақылау құралы ретінде болды. Ол әдетте график түрінде көрсетіледі (килопаскальмен, "kPa" немесе миллиметр сынап бағанасымен, "mmHg") уақытқа қатысты, немесе, сирек болғанымен, көбірек пайдалы, шығарылған көлемге (көлемдік капнография деп аталады) қатысты. Графикке сонымен қатар жұтылған газдар да көрсетілуі мүмкін, бұл қайта тыныс алу жүйелері қолданылғанда қызығушылық тудырады. Егер өлшем тыныс шығарудың соңында (экзаляция) алынса, ол "соңғы тыныс шығару" (PETCO2) деп аталады. Капнограмма – жұтылған және шығарылған көмірқышқыл газының концентрациясын немесе жартылай қысымын тікелей, ал артериялық қандағы жартылай қысымды жанама бақылайды. Денсаулығы жақсы адамдарда артериялық қан мен шығарылған газдардың жартылай қысымы арасындағы айырмашылық өте аз (қалыпты айырмашылық 4-5 мм рт. с.). Көптеген өкпе ауруларының және кейбір туа пайда болған жүрек ауруларының (цианозды бұзылыстар) жағдайында артериялық қан мен шығарылған газдардың жартылай қысымы арасындағы айырмашылық артады, бұл жаңа патологияның немесе жүрек-қан тамырлар жүйесінің желдетуіндегі өзгерістің белгісі болуы мүмкін.
Capnography is the monitoring of the concentration or partial pressure of carbon dioxide in the respiratory gases. Its main development has been as a monitoring tool for use during anesthesia and intensive care. It is usually presented as a graph of (measured in kilopascals, "kPa" or millimeters of mercury, "mmHg") plotted against time, or, less commonly, but more usefully, expired volume (known as volumetric capnography). The plot may also show the inspired , which is of interest when rebreathing systems are being used. When the measurement is taken at the end of a breath (exhaling), it is called "end tidal" (PETCO2). The capnogram is a direct monitor of the inhaled and exhaled concentration or partial pressure of , and an indirect monitor of the partial pressure in the arterial blood. In healthy individuals, the difference between arterial blood and expired gas partial pressures is very small (normal difference 4 5 mmHg). In the presence of most forms of lung disease, and some forms of congenital heart disease (the cyanotic lesions) the difference between arterial blood and expired gas increases which can be an indication of new pathology or change in the cardiovascular ventilation system.
Медициналық қолдану
Оттегілеу және капнография, бір-бірімен байланысты болғанымен, тыныс алу физиологиясының ерекше элементтері болып табылады. Желдету – өкпелердің кеңеюі және газдар көлемінің алмасуының механикалық процесі, ал тыныс алу – альвеолалар деңгейінде газдардың (негізінен оттегі және көмірқышқыл газ) алмасуын сипаттайды. Тыныс алу процесін екі негізгі функцияға бөлуге болады: метаболизм қалдықтарын жою және тіндерді жаңа оттегімен қамтамасыз ету. Оттегілеу (әдетте импульстік оксиметрия арқылы өлшенеді) осы жүйенің соңғы бөлігін өлшейді. Капнография көмірқышқыл газдың жойылуын өлшейді, бұл оттегілеу статусынан гөрі клиникалық жағынан маңыздырақ болуы мүмкін. Тыныс алудың қалыпты циклінде бір демді екі фазаға бөлуге болады: дем алу және дем шығару. Дем алу кезінде өкпелер кеңейеді және бос газдар өкпелерді толтырады. Альвеолалар жаңа газбен толтырылғанда, альвеолаларды толтыратын газдың концентрациясы альвеолалардың желдетілуіне және алмасу үшін оттегіні жеткізетін перфузияға (қан ағынына) байланысты болады. Дем шығару басталғанда, өкпе көлемі ауаның тыныс жолдары арқылы шығарылуымен азаяды. Дем шығарудың соңында шығарылатын көмірқышқыл газдың көлемі организмнің барлық тіндеріндегі метаболизмнің қосалқы өнімі болып табылады. Альвеолаларға көмірқышқыл газдың жеткізілуі үшін жүрек-қан тамырлар жүйесінің сақталуы қажет, бұл тіндерден альвеолаларға жеткілікті қан ағынын қамтамасыз етеді. Егер жүрек шығысы (жүректен шығарылатын қан мөлшері) төмендесе, көмірқышқыл газды тасымалдау қабілеті де төмендейді, бұл шығарылатын көмірқышқыл газ мөлшерінің азаюымен көрінеді. Жүрек шығысы мен соңғы демдік көмірқышқыл газдың арақатынасы сызықтық, яғни жүрек шығысының өсуі немесе азаюына сәйкес көмірқышқыл газ мөлшері де сол сияқты реттеледі. Сондықтан соңғы демдік көмірқышқыл газды бақылау жүрек-қан тамырлар жүйесінің тұтастығы туралы маңызды ақпаратты, атап айтқанда жүрек қанды қаншалықты жақсы соға алатынын көрсетеді. Әр демде өлшенетін көмірқышқыл газ мөлшері үшін жүрек-қан тамырлар жүйесінің сақталуы және оны өкпенің функционалдық бірлігі – альвеолаларға жеткізуі қажет. Дем шығарудың I фазасында өкпеге тасымалданатын газ газ алмасуына қатыспайтын белгілі бір кеңістікті алып жатады, ол өлі кеңістік деп аталады. Дем шығарудың II фазасында өкпедегі ауа денеден шығу үшін тыныс жолдары арқылы жоғары көтеріледі, бұл өлі кеңістіктен ауаның газ алмасуға жауапты функционалдық альвеолалардағы ауамен араласуына әкеледі. III фаза – дем шығарудың соңғы бөлігі, ол тек альвеолалардан шығатын көмірқышқыл газды көрсетеді, ал өлі кеңістіктен емес. Бұл үш фазаны клиникалық жағдайларда түсіну маңызды, өйткені пішіннің және абсолютті мәндердің өзгеруі тыныс алу және/немесе жүрек-қан тамырлар жүйесінің бұзылуын көрсетуі мүмкін.
Oxygenation and capnography, although related, remain distinct elements in the physiology of respiration. Ventilation refers to the mechanical process of which the lungs expand and exchange volumes of gasses, however respiration further describes the exchange of gasses (mainly and ) at the level of the alveoli. The process of respiration can be divided into two main functions: elimination of waste and replenishing tissues with fresh Oxygenation (typically measured via pulse oximetry) measures the latter portion of this system. Capnography measures the elimination of which may be of greater clinical usefulness than oxygenation status. During the normal cycle of respiration, a single breath can be divided into two phases: inspiration and expiration. At the beginning of inspiration, the lungs expand and free gasses fill the lungs. As the alveoli are filled with this new gas, the concentration of that fills the alveoli is dependent on the ventilation of the alveoli and the perfusion (blood flow) that is delivering the for exchange. Once expiration begins to occur, the lung volume decreases as air is forced out the respiratory tract. The volume of that is exhaled at the end of exhalation is generated as a by product of metabolism from tissue throughout the body. The delivery of to the alveoli for exhalation is dependent on an intact cardiovascular system to ensure adequate blood flow from the tissue to the alveoli. If cardiac output (the amount of blood that is pumped out of the heart) is decreased, the ability to transport is also decreased which is reflected in a decreased expired amount of The relationship of cardiac output and end tidal is linear, such that as cardiac output increases or decreases, the amount of is also adjusted in the same manner. Therefore the monitoring of end tidal can provide vital information on the integrity of the cardiovascular system, specifically how well the heart is able to pump blood. The amount of that is measured during each breath requires an intact cardiovascular system to delivery the to the alveoli which is the functional unit of the lungs. During phase I of expiration, the transported to the lungs gas occupies a given space that is not involved in gas exchange, called dead space. Phase II of expiration is when the within the lungs is forced up the respiratory tract on its way to leave the body, which causes mixing of the air from the dead space with the air in the functional alveoli responsible for gas exchange. Phase III is the final portion of expiration which reflects only from the alveoli and not the dead space. These three phases are important to understand in clinical scenarios since a change in the shape and absolute values can indicate respiratory and/or cardiovascular compromise.
Анестезия
Анестезия кезінде екі компонент өзара әрекеттеседі: науқас және анестезия беру құрылғысы (әдетте тыныс алу контуры және вентилятор). Екі компоненттің арасындағы маңызды байланыс – эндотрахеальдық түтік немесе маска болып табылады және әдетте осы тұйықта мониторинг жүргізіледі. Капнография өкпелер арқылы анестезия құрылғысына шығарылатын көмірқышқыл газының (CO2) тікелей көрсеткіші болып табылады. Ол тіндердің CO2 өндірісін және қан айналымы арқылы өкпеге CO2 тасымалдануын шартты түрде көрсетеді. Егер шығарылған CO2 уақытқа емес, шығарылған көлемге қатысты қарастырылса, қисық астындағы аудан тыныспен шығарылған CO2 көлемін көрсетеді, сондықтан бір минут ішінде бұл әдіс минуттық CO2 шығарылымын анықтауға мүмкіндік береді, бұл метаболизмнің маңызды көрсеткіші. Өкпе немесе жүрек хирургиясы кезінде CO2 шығарылымындағы кенеттен болатын өзгерістер көбінесе жүрек-тыныс жүйесіндегі маңызды өзгерістерді білдіреді. Капнография гиповентиляция, қықылық жолына интубациялау және контурдың ажыратылуы сияқты жағымсыз тыныс алу оқиғаларын ерте анықтауда клиникалық бағалаудан гөрі тиімді екені дәлелденді, бұл науқасқа зиян келтірудің алдын алуға мүмкіндік береді. Седация астында жүргізілетін процедуралар кезінде капнография импульс оксиметриясына қарағанда тыныс алу жиілігі мен реттелуі туралы көбірек пайдалы ақпаратты ұсынады. Капнография – трахеялық түтіктердің дұрыс еместігі, күмәнді тыныс жеткіліксіздігі, қан айналымының жеткіліксіздігі және тыныс алу контурының ақаулары сияқты өмірге қауіп төндіретін жағдайларды анықтаудың және пациентке қайта орнатуға келмейтін зиян келтірудің алдын алудың жылдам және сенімді әдісі. Америкалық анестезиологтар қоғамының (ASA) жабық зерттеуіне сәйкес, капнография мен импульс оксиметриясын бірге қолдану болжамды анестезия қателіктерінің 93% -ын болдырмауға көмектеседі.
During anesthesia, there is interplay between two components: the patient and the anesthesia administration device (which is usually a breathing circuit and a ventilator). The critical connection between the two components is either an endotracheal tube or a mask, and is typically monitored at this junction. Capnography directly reflects the elimination of by the lungs to the anesthesia device. Indirectly, it reflects the production of by tissues and the circulatory transport of to the lungs. When expired is related to expired volume rather than time, the area beneath the curve represents the volume of in the breath, and thus over the course of a minute, this method can yield the per minute elimination, an important measure of metabolism. Sudden changes in elimination during lung or heart surgery usually imply important changes in cardiorespiratory function. Capnography has been shown to be more effective than clinical judgement alone in the early detection of adverse respiratory events such as hypoventilation, esophageal intubation and circuit disconnection; thus allowing patient injury to be prevented. During procedures done under sedation, capnography provides more useful information, e. g. on the frequency and regularity of ventilation, than pulse oximetry. Capnography provides a rapid and reliable method to detect life threatening conditions (malposition of tracheal tubes, unsuspected ventilatory failure, circulatory failure and defective breathing circuits) and to circumvent potentially irreversible patient injury. Capnography and pulse oximetry together could have helped in the prevention of 93% of avoidable anesthesia mishaps according to an ASA (American Society of Anesthesiologists) closed claim study.
Жедел медициналық көмек көрсету
Капнография EMS қызметкерлеріне ауруханаға дейінгі жағдайда пациенттерді бағалау және емдеуге көмектесу үшін көбірек қолданылуда. Оның қолданылуына эндотрахеальды түтік немесе ауа жолына енгізілетін құрылғының орналасуын тексеру және бақылау кіреді. Трахеяға дұрыс орналастырылған түтік пациенттің тыныс жолын қорғайды және парамедикке пациент үшін тыныс алуға мүмкіндік береді. Егер түтік жұлынға орналасса, ол анықталмаса пациенттің өліміне әкелуі мүмкін. 2005 жылғы наурыз айындағы «Төтенше медицина жылнамасы» журналында жарияланған зерттеуде, үздіксіз капнографияны қолданып интубацияны растаған және қолданбаған жалдағы интубациялардың салыстырмалы нәтижелерінде, бақыланатын топта бірде-бір дұрыс емес интубация анықталмады, ал бақыланбаған топта 23% дұрыс емес интубациялар тіркелді. Американдық Жүрек Қауымдастығы (AHA) 2005 жылғы ЖЖҚ және жедел кардиоваскулярлық күтім нұсқауларында түтік орналасуын тексеру үшін капнографияны қолданудың маңыздылығын растады. AHA сондай-ақ, жаңа нұсқауларында капнографияның, жүрек шығынын жанама түрде өлшейтін, ЖЖҚ тиімділігін бақылауға және спонтанды қан айналымының (ROSC) ертерек қалпына келуін анықтауға да қолданылатынын атап өтті. Зерттеулер көрсеткендей, ЖЖҚ жасаушы адам шаршағанда, пациенттің соңғы демікпе (PETCO2, дем шығару соңындағы көмірқышқыл газының деңгейі) төмендейді, ал жаңа құтқарушы келгенде қайтадан көтеріледі. Басқа зерттеулерде пациент спонтанды қан айналымына келгенде, алғашқы белгі көбінесе PETCO2 деңгейінің кенеттен өсуі болады, себебі қан айналымы тіндерден тасымалданбаған заттарды шайып тастайды. PETCO2 деңгейінің кенеттен төмендеуі пациенттің пульсін жоғалтқанын және ЖЖҚ қажеттілігін білдіруі мүмкін. Парамедиктер енді интубацияланбаған пациенттердің PETCO2 деңгейін арнайы мұрындық арқылы көмірқышқыл газын жинап бақылай бастады. Есінен жаңылысқан немесе тыныс алуы қиын пациентте жоғары PETCO2 көрсеткіші гиповентиляцияны және пациентті интубациялау қажеттілігін білдіруі мүмкін. Пациенттерде PETCO2 деңгейінің төмендеуі гипервентиляцияны білдіруі мүмкін. Капнография, пациенттің тыныс алуын әр деммен өлшеуге мүмкіндік беретіндіктен, пациенттің жағдайының нашарлауын тез анықтауға және парамедиктерге тыныс алу жағдайы туралы ерте ескерту жүйесін ұсынуға болады. Оксиметриямен өлшенетін оттегіге қарағанда, капнография жүрек-қан тамырларының толық бейнесін беруге көмектесетін бірнеше артықшылықтарға ие. Тек оксиметрияны өлшеудің бір кемшілігі – пациент тыныс алуын тоқтатса, қосымша оттегі беру (мысалы, мұрындық арқылы) десатурацияны кешіктіруі мүмкін, соның салдарынан медициналық араласу кешігеді. Капнография желдету статусын тікелей, ал жүрек функциясын жанама түрде бағалаудың жылдам тәсілін ұсынады. Клиникалық зерттеулер астма, жүрек жеткіліксіздігі, қант диабеті, қан айналымы шогы, өкпе эмболиясы, ацидоз және басқа да жағдайларда капнографияны қолданудың қосымша мүмкіндіктерін ашады деп күтілуде, бұл ауруханаға дейінгі капнография қолданылуына әсер етуі мүмкін.
Capnography is increasingly being used by EMS personnel to aid in their assessment and treatment of patients in the prehospital environment. These uses include verifying and monitoring the position of an endotracheal tube or a blind insertion airway device. A properly positioned tube in the trachea guards the patient's airway and enables the paramedic to breathe for the patient. A misplaced tube in the esophagus can lead to the patient's death if it goes undetected. A study in the March 2005 Annals of Emergency Medicine, comparing field intubations that used continuous capnography to confirm intubations versus non use showed zero unrecognized misplaced intubations in the monitoring group versus 23% misplaced tubes in the unmonitored group. The American Heart Association (AHA) affirmed the importance of using capnography to verify tube placement in their 2005 CPR and Emergency Cardiovascular Care Guidelines. The AHA also notes in their new guidelines that capnography, which indirectly measures cardiac output, can also be used to monitor the effectiveness of CPR and as an early indication of return of spontaneous circulation (ROSC). Studies have shown that when a person doing CPR tires, the patient's end tidal (PETCO2, the level of carbon dioxide released at the end of expiration) falls, and then rises when a fresh rescuer takes over. Other studies have shown when a patient experiences return of spontaneous circulation, the first indication is often a sudden rise in the PETCO2 as the rush of circulation washes untransported from the tissues. Likewise, a sudden drop in PETCO2 may indicate the patient has lost pulses and CPR may need to be initiated. Paramedics are also now beginning to monitor the PETCO2 status of nonintubated patients by using a special nasal cannula that collects the carbon dioxide. A high PETCO2 reading in a patient with altered mental status or severe difficulty breathing may indicate hypoventilation and a possible need for the patient to be intubated. Low PETCO2 readings on patients may indicate hyperventilation. Capnography, because it provides a breath by breath measurement of a patient's ventilation, can quickly reveal a worsening trend in a patient's condition by providing paramedics with an early warning system into a patient's respiratory status. When compared to oxygenation which is measured by pulse oximetry, there are several disadvantages that capnography can help address to provide a more accurate reflection of cardiovascular integrity. One shortcoming of measuring pulse oximetry alone is that administration of supplemental oxygen (ie. via nasal cannula) can delay desaturation in a patient if they stopped breathing, therefore delaying medical intervention. Capnography provides a rapid way to directly assess ventilation status and indirectly assess cardiac function. Clinical studies are expected to uncover further uses of capnography in asthma, congestive heart failure, diabetes, circulatory shock, pulmonary embolus, acidosis, and other conditions, with potential implications for the prehospital use of capnography.
Медициналық көмекші
Тіркелген медбикелер, бірақ одан да көп RRT (респираторлық терапевтер) жағдайларды күтіп қарайтын бөлімдерде, тамақтандыруға арналған назогастрикалық зондтың трахеяға емес, өңешқанаға орналасқандығын анықтау үшін капнографияны қолдануы мүмкін. Әдетте, зонд дұрыс емес орналасса науқас жөтел немесе құсып жіберуі мүмкін, бірақ жағдайлары ауыр науқастар көбінесе седацияланған немесе комада болады. Егер назогастрикалық зонд қателікпен өңешқананың орнына трахеяға енгізілсе, тамақ өкпеге түсіп, бұл өмірге қауіпті жағдайға әкеледі. Мониторда қалыпты толқынды сызықтар көрсетілсе, зондтың орналасуы расталуы керек.
Registered nurses, but more so RRTs (respiratory therapists), in critical care settings may use capnography to determine if a nasogastric tube, which is used for feeding, has been placed in the trachea as opposed to the esophagus. Usually a patient will cough or gag if the tube is misplaced, but most patients in critical care settings are sedated or comatose. If a nasogastric tube is accidentally placed in the trachea instead of the esophagus, the tube feedings will go into the lungs, which is a life threatening situation. If the monitor displays typical waveforms then placement should be confirmed.
Диагностикалық қолдану
Капнография өндіріс, өкпе (өкпе) перфузиясы, альвеолярлық желдету, тыныс алу үлгілері және анестезиялық тыныс алу тізбегінен және вентилятордан шығарылатын газдың жоғалуы туралы ақпарат береді. Иілгіштің пішіні өкпе ауруларының кейбір түрлеріне байланысты өзгереді; әдетте бронхит, эмфизема және астма сияқты, өкпедегі газ араласуына әсер ететін обструктивті жағдайлар кездеседі. Өкпе эмболиясы және туа біткен жүрек аурулары сияқты, өкпе перфузиясына әсер ететін жағдайлар қисықтың пішініне тікелей әсер етпейді, бірақ шығарылған газ бен артериялық қан арасындағы қатынасқа айтарлықтай әсер етеді. Капнография көмірқышқыл газының өндірісін өлшеу үшін де қолданылуы мүмкін, бұл метаболизмнің көрсеткіші. Қызу мен дірілде өндіріс артады. Анестезия мен гипотермия кезінде өндіріс төмендейді.
Capnography provides information about production, pulmonary (lung) perfusion, alveolar ventilation, respiratory patterns, and elimination of from the anesthesia breathing circuit and ventilator. The shape of the curve is affected by some forms of lung disease; in general there are obstructive conditions such as bronchitis, emphysema and asthma, in which the mixing of gases within the lung is affected. Conditions such as pulmonary embolism and congenital heart disease, which affect perfusion of the lung, do not, in themselves, affect the shape of the curve, but greatly affect the relationship between expired and arterial blood Capnography can also be used to measure carbon dioxide production, a measure of metabolism. Increased production is seen during fever and shivering. Reduced production is seen during anesthesia and hypothermia.
Жұмыс механизмі
Капнографтар полиатомдық газ принципінде жұмыс істейді, сондықтан инфрақызыл сәулелерді сіңіреді. Инфрақызыл сәуле газ үлгісінен өтіп, сенсорға түседі. Газдағы көмірқышқыл газының (CO2) болуы сенсорға түсетін жарықтың мөлшерін азайтады, бұл тізбектегі кернеуді өзгертеді. Талдау жылдам және дәл, бірақ газ қоспасында азот оксидінің болуы соқтығысу кеңейту құбылысы арқылы инфрақызыл сәулелерді сіңіруді өзгертеді. Адамның тынысын өлшеу үшін оның инфрақызыл сәулелерді сіңіру қабілетін өлшеу арқылы бұл түзетілуі керек. Бұл әдісті 1864 жылы Джон Тиндалл сенімді техника ретінде бекітті, бірақ 19-шы және 20-шы ғасырдың басында жасалған құрылғылар күнделікті клиникалық қолдану үшін тым ауыр болды. Бүгінде технология жақсарып, көмірқышқыл газының (CO2) деңгейін дерлік бірден өлшеуге мүмкіндік берді және медициналық ортада стандартты тәжірибеге айналды. Қазіргі уақытта клиникалық тәжірибеде қолданылатын сенсорлардың екі негізгі түрі бар: негізгі ағымдық сенсорлар және бүйірлік ағымдық сенсорлар. Екеуі де бірдей функцияны атқарады, яғни әрбір тыныспен шығарылатын көмірқышқыл газының (CO2) мөлшерін анықтайды.
Capnographs work on the principle that is a polyatomic gas and therefore absorbs infrared radiation. A beam of infrared light is passed across the gas sample to fall on a sensor. The presence of in the gas leads to a reduction in the amount of light falling on the sensor, which changes the voltage in a circuit. The analysis is rapid and accurate, but the presence of nitrous oxide in the gas mix changes the infrared absorption via the phenomenon of collision broadening. This must be corrected for measuring the in human breath by measuring its infrared absorptive power. This was established as a reliable technique by John Tyndall in 1864, though 19th and early 20th century devices were too cumbersome for everyday clinical use. Today, technologies have since improved and are able to measure the values of near instantaneously and has become a standard practice in medical settings. There are currently two main types of sensors that are used in clinical practice: main stream sensors and side stream sensors. Both effectively serve the same function to quantify the amount of that is being exhaled in each breath.