呼吸末二氧化碳的监测及校准

余冬兰 李宏行 刘阳萍：中山大学附属第一医院 广东广州 510080
通讯作者：刘阳萍

呼吸末二氧化碳的监测及校准


余冬兰 李宏行 刘阳萍
MONITORING AND CALIBRATION OF ETCO2
YU Donglan, LI Hongxing, LIU Yangping

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  【摘 要】 呼吸末二氧化碳（ETCO2）监测被美国麻醉医师协会（ASA）列为书中常规检测项目之一，而在国内各大医院的手术室、ICU等科室中，ETCO2监测也作为日常监护项目广泛应用于患者日常检测及病情检查中。然而，在使用各种二氧化碳检测设备对ETCO2监测时，由于操作习惯、参数调整、耗材使用等原因，导致ETCO2监测值偏离正常值，使得ETCO2不准而左右病情的判断，影响医护人员的工作。因此，笔者以飞利浦公司二氧化碳模块为例，讲述ETCO2监测的日常使用及参数调整等操作，使得二氧化碳模块在正确的工作状态下对患者进行ETCO2正确监测；同时，掌握二氧化碳模块的气体校正步骤，定期对二氧化碳模块进行维护，以提高二氧化碳模块监测值的准确性。
  【关键词】 ETCO2监测,参数设置,气体校正

  【Abstract】 ETCO2 monitoring, listed as one of the routine testing items by American Society of Anesthesiologists, has been widely used as daily examinations and detections for patients in OR and ICU across the nation. When monitoring ETCO2 with inspection equipment, however, the monitoring value could deviate from normal range due to several reasons, such as manipulation habits, parameter setting and consumptive material use, and consequently affect the physicians' diagnosis. Therefore, in order to insure accurate estimation of ETCO2 monitoring, the paper indicates the manipulation regulations for ETCO2 monitoring and parameter settings based on the example of ETCO2 module provided by Philips Healthcare. In addition, ETCO2 daily maintenance and calibration procedures are also included in the paper to ensure the stability and accuracy of ETCO2 module. 
     【Key words】  ETCO2 detection, Parameter settings, Calibration
     【Author′s address】 First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen Universtiy, Guangzhou 510080, Guangdong Province, China
  doi:10.3969/j.issn.1671-332X.2015.09.028

  呼末二氧化碳（End-tidal Carbon Dioxide Ttension，ETCO2）是对患者呼吸系统管理的两个基本检测指标之一，其浓度值是判断气道梗阻和通气是否合适最灵敏的参数［1］。而ETCO2监测因其操作的简便性、高度的灵敏性、无创检测等优点，已经广泛的应用于手术麻醉的监护中，作为一个常规的手术检测项目，ETCO2监测能监护患者的呼吸状态，并控制患者的通气，已成为麻醉监测中常规的监测手段。
     利用呼吸及麻醉应用上大部分气体在红外线区域内均有特殊吸收带的特性对ETCO2进行检测，由图1可知，CO2在光谱4 300 nm左右的区域内有一个强烈的吸收带。因此，在呼吸系统中，由于部分红外线被 CO2 分子吸收，通过气体探头的光线依赖于所测量的CO2 的浓度，再用光检测器对穿过呼吸系统的红外线强度进行测量。取浓度与大气压的乘积便从气体浓度计算出 CO2 的分压。
  在监护过程中，通过对ETCO2监测获得CO2波形及数据，可实时反映动脉二氧化碳分压，监测患者的通气功能，维持其正常的通气量，留意死腔通气倾向的变化，调整呼吸机的参数及指导呼吸机的使用等［2］。因此，为了保证通过对ETCO2监测的准确性，在使用过程中，我们则需要合理的调整二氧化碳模块关于二氧化碳检测部分的设置，使得二氧化碳模块在合适的条件下工作，以获得一个稳定、准确的ETCO2的数值。

图1 CO2红外吸收光谱图
  然而，在日常使用二氧化碳模块对CO2数据进行检测时，出现数值偏离正常值、有CO2曲线却没有ETCO2数值等情况。究其原因，大部分是由于在二氧化碳模块使用过程中没有按照一定的使用步骤进行，同时对于关于气体测量部分的相关设置没有及时的修改更新而导致的。因此，本研究主要就飞利浦公司所配置的二氧化碳模块的使用及设置进行说明，在使用二氧化碳模块过程中对气体模块进行相关的设置，用最适当的配置来对患者的ETCO2进行监测(下文设置与校准如无特殊说明，适用于飞利浦M3014A主流二氧化碳模块、M3002A便携式监护模块X2配有主流二氧化碳检测功能、M8102A便携式监护仪MP2配有主流二氧化碳检测功能等)。
1 海拔高度调整
     海拔高度设定：由于监护仪及模块并未配备自动的气压补偿。在首次使用 CO2 测量项目之前，必需设定正确的海拔高度。不正确的海拔高度设定会造成错误的 CO2 读数。CO2 一般每差1 000 m的高度，就会偏差 5%。
2 “预热”后手动进行“归零校准”
     当测量主流CO2的时候，开机连接好CO2传感器及适配器，机器开始自动预热，在监护仪左上角出现蓝色警告提示“模块预热”，等待2 min，让传感器达到其工作温度及稳定的热状态。然后，再将传感器直接暴露于室内空气中，在CO2的设置菜单中，选择“启动归零校准”进行手动归零。待屏幕下面状态栏中出现信息“归零校准在<日期和时间>完成”，此时才开始连接CO2传感器及适配器到通气回路中。　　若监护仪开机后没有等预热结束后者预热结束后不手动进行“归零校准”等步骤，则监护仪屏幕上能够测量导致正确的CO2波形，但ETCO2值显示为“？”，无法显示正确的数值。因此，需要手动进行“归零校准”。
3 开机自行预热
     　　M3015A 微流 CO2 扩展件及MP5升级微流CO2检测均使用微流技术来测量患者呼出气中的二氧化碳的分压。该测量配有自动大气压补偿，因此无需做高度调整及手动归零校准（仅适用于飞利浦M3015A旁流二氧化碳模块及MP5监护仪升级微流CO2检测功能）。
4 耗材的使用
     　　飞利浦主流CO2模块所用的M2513A 主流CO2传感器适配器中间有两个透明的光透射窗。每次使用前要注意检查透射窗的清洁，若光透射窗模糊不清，则需将适配器清洁后需要把水擦干，然后再使用，否则会降低CO2的读数。
5 监护仪中CO2测量菜单设置的调整
     　　温度，患者呼气中的水汽，大气压，以及 O2 和 N2O 还有氦气在混合气中的比例都会影响CO2 的吸收率。①O2调整:如果检测的混合气体中含有一定比例的氧气，则需要进行调整来获得修正的CO2数值。在设定 CO2 菜单中选择氧气校正，然后选择一个介于 20%~100% 的值，默认值为 20%。如果没有测量 O2，可以通过从吸入O2 减去 5% 来估算，然后从列表中选择最接近的值。如果此设置在CO2的设置菜单中无法找到，则说明此CO2测量不需要O2修正。②湿度调整:此设置用于纠正待检测的混合气体中混有的水蒸气对于CO2测量的影响，以获得准确的CO2读数。新设备安装时，监护为会被配置为体温压力饱和型(Body Temperature and Pressure-saturated，BTPS) 或标准体温压力干燥型(Standard Temperature and Pressure, Dry，STPD)。若考虑到水蒸气的影响，在CO2的设定菜单将湿度设置调整为BTPS型，由于水蒸气影响了红外线对于CO2的检测与计算，因此会降低CO2的读数，使获得的测量数值比湿度设置为STPD的低。③气体校正:气体校正的调整针对于待检测的混合气体中含有氦气或笑气（N2O）。在设定 CO2 菜单中，选择气体校正，然后选择氦气或者笑气。如果通气混合气体中有 N2O，则必须将其设置为 on。④麻醉剂校正:如果待检测的混合气体中含有以下的麻醉气体，则需要在CO2测量进行麻醉剂校正。麻醉气体包括：氟烷、氨氟醚、异氟醚、七氟烷、地氟醚。因此，在CO2设定 菜单中，选择麻醉剂校正，然后选择麻醉剂的浓度（在 0.0%~20.0% 之间）。
     　　另外，在气体模块不发生堵塞的情况下，ETCO2监测出现数值不准、波形偏低等情况时，CO2菜单的调整亦无法改善此状况，则需要对气体模块进行气体校正。用标准浓度的气体对气体模块进行校正。同时，定期对二氧化碳模块进行气体校正，也是医院对二氧化碳模块日常维护的项目之一。具体校正操作步骤如下：①校准室大气压检查:进入维修模式-CO2设定-连接CO2传感器及适配器（或耗材）。在监护仪的状态栏可读到标准大气压与校准室大气压的值。②CO2气体准确度检查及校准:连接5%的校准气体;计算5%的期望CO2值0.05×(大气压) = value mmHg（如0.05×736 （大气压）= 36.8 mmHg）;打开校准气体阀门，直到CO2读数稳定;比较CO2检测值，CO2读数应该在期望值的±2.6 mmHg;连接10%的校准气体;计算10%的期望CO2值0.1×(大气压)=value mmHg和±0.07×(value mmHg)=tolerance（如0.1×737 mmHg=73.7 mmHg和±007×737 mmHg=±5.16 mmHg tolerance）；打开校准气体阀门，直到CO2读数

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稳定；比较CO2检测值，CO2读数应该在误差范围之内,如果两次检测，CO2读数均在期望的误差范围内，则说明CO2数据准确，无需校准。否则，继续以下步骤进行CO2气体校准:重新连接5%的校准气体;选择"Cal. CO2"，选择校准气体的浓度值（默认浓度值为5.0% ）;打开校准气体阀门往模块通气，待屏幕上显示的浓度值稳定后，选择"开始校准"，直到屏幕提示"Removal Gas"（关闭气体阀门）;校准完成，屏幕提示"校准成功"。
     影响手术患者的ETCO2监测因素有很多，但只需要遵从一定的使用方法和原则，合适的调整相关的参数，那么我们就能获得准确、有效的ETCO2监测值，给手术、麻醉、患者监护等提供极大的便利。

参考文献
［1］ 李 燕,代志刚,张示杰. 持续呼气末二氧化碳分压与动脉二氧化碳分压相互的关系［J］. 石河子大学学报:自然科学版, 2010, 28(1): 76-78. 
［2］ 叶继伦, 周慧玲, 武志刚, 等. 在呼吸气体检测中的呼吸末二氧化碳测量的有效性评价［J］. 中国医学物理学杂志,2009,26(1):987.