經皮二氧化碳監測在新生兒的應用進展

陸素妮　劉秀香

[摘要] 檢索經皮二氧化碳（TC-CO2）監測在新生兒的應用的相關文獻，探討經皮二氧化碳（TC-CO2）監測在新生兒的應用進展。盡管直接測量PaCO2仍然是金標準，但它只提供了一個時間點的測量結果，而在臨床工作中，PaCO2是在不停變化中的。考慮到這些問題，臨床需要一種可持續監測PaCO2的手段來避免重復的血氣分析。主要方法包括ET-CO2和TC-CO2監測，其中TC-CO2廣泛應用于機械通氣、圍手術期、轉運、呼吸暫停測試、酸堿狀態監測等方面，其準確性更高，值得在新生兒相關臨床工作中進一步研究及推廣。經皮二氧化碳監測在新生兒各種臨床疾病的治療過程中，可以起到很好的監測效果，與動脈血氣分析相互補充，更好的為臨床工作服務。

[關鍵詞] 新生兒；經皮；二氧化碳分壓

[中圖分類號] R722 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-0742（2017）08（a）-0191-04

[Abstract] This paper tries to retrieve related literature of transcutaneous carbon dioxide （TC-CO2） monitoring in neonatal applications， to explore the development of transcutaneous carbon dioxide （TC-CO2） monitoring in neonatal applications. Although the direct measurement of PaCO2 is still the golden standard， it only provides a time point for the measurement results， and in clinical work， PaCO2 is constantly changing. Taking these problems into account， a sustainable monitoring of PaCO2 means is in great demand to avoid repeated blood gas analysis. The main methods include ET-CO2 and TC-CO2 monitoring， in which TC-CO2 is widely used in mechanical ventilation， perioperative， transporters， apnea testing， acid and alkali status monitoring， etc.， whose accuracy is higher， and it is worth clinical research and promotion in the newborn related work. Transcutaneous carbon dioxide monitoring in the neonatal treatment of various clinical diseases can play a very good monitoring effect and complement with the arterial blood gas analysis， so it is better for clinical work.

[Key words] Neonate； Transcutaneous； Carbon dioxide

動脈血二氧化碳分壓（partial pressure of carbon dioxide in artery，PaCO2）是一項評價患兒呼吸及循環功能的重要指標，在臨床工作中，異常的PaCO2更多見于新生兒。因為新生兒在治療過程中存在更多可能影響CO2產生和消耗的因素，這些因素可以引起PaCO2的變化，進而對新生兒產生不利影響[1]。

1 必要性

動脈血氣（arterial blood gas，ABG）分析是國際公認的PaCO2測量的金標準，它提供了1次單一的測量結果，然而PaCO2通常處于一個動態及快速變化狀態，為了觀察PaCO2的變化則需要反復多次的進行ABG分析。新生兒不同于嬰幼兒及成人，頻繁的ABG分析不僅會增加貧血及輸血的風險，而采血過程中的疼痛刺激所產生的問題及風險更為嚴重。早期的疼痛接觸與特定部分的大腦發育存在聯系，過多的皮膚刺激，特別是在出生后的前3周，會明顯減少腦白質（WM）和皮層下灰質成熟，延遲產后早期身體和頭部的發育，另外心率、血壓、顱內壓急劇增加以及動脈氧飽和度的減少等生理反應，可能導致再灌注損傷和靜脈充血，引起神經損傷，進而導致GMH-IVH和/或PVL[2]。綜上所述，連續無創PaCO2監測對于新生兒來說是至關重要的。

2 方法和原理

目前常用的可持續無創監測PaCO2的方法包括呼氣末二氧化碳（end-tidal carbon dioxide，ET-CO2）監測和經皮二氧化碳（transcutaneous carbon dioxide ，TC-CO2）監測，其中ET-CO2監測多應用于氣管插管的患者，如手術室、NICU、PICU等，其工作原理是從氣道內持續吸出部分氣體作測定，應用紅外線光譜技術，測定CO2濃度，它的優點是可以在出現呼吸暫停或氣道阻塞時立即產生相應的改變，然而ET-CO2的準確性則受一些因素影響，如氣道內水蒸氣或分泌物、潮氣量大小、采樣位置、機械通氣類型、先天性心臟病等。而TC-CO2則可以彌補ET-CO2的不足，其原理是通過測量人體皮膚上的CO2，即通過電極對皮膚進行局部加熱，引起局部充血，動脈血液供應增加，進而促進CO2擴散，最終通過皮膚表面的傳感器得出所需的數值。目前TC-CO2在新生兒的應用均較為廣泛，筆者通過查閱相關文獻資料，針對其臨床應用及在不同條件下的準確性及相關性進行了一定的整理。endprint

3 臨床應用

3.1 機械通氣

機械通氣的新生兒，病情通常較危重，存在呼吸和/或循環功能障礙，準確的PaCO2監測可以給予呼吸機的使用提供指導，如機械通氣（MV）參數的設置、拔管時機的選擇及拔管后再插管等情況，進而減少機械通氣相關性肺損傷（Ventilator Associated Lung Injury，VALI）的發生率[3]。

任艷麗[4]等人將185例患兒為研究對象分為4組，即呼吸障礙組、循環障礙組、呼吸循環功能正常組及極低出生體重兒組，并在入院時進行經皮二氧化碳監測得出結果的同時進行動脈血氣分析，并記錄TC-CO2、PaCO2的數值，經統計學分析各組均得出TC-CO2與PaCO2呈正相關（r>0.75，P<0.05） 。對各組進行一致性分析，TC-CO2和PaCO2的差值均接近0，且對于呼吸障礙以及極低出生體重兒具有較高的臨床應用價值。馮晉興等人[5]選取31例患兒并配對分析，結果顯示ET-CO2與PaCO2呈正相關（r=0.92，P<0.01），但隨著患兒潮氣量減小，呼吸頻率加快，其相關性逐漸下降，對于伴有嚴重肺部疾病的患兒，ET-CO2的準確性，目前仍然存在爭議。綜上所述，TC-CO2監測與ET-CO2監測相比，可以更精確的反映機械通氣患兒不同時間的PaCO2水平，尤其對于呼吸衰竭、極低出生體重兒、肺部病變的患兒。

3.2 圍手術期

圍手術期PaCO2的監測是評估患兒的一項重要指標。鑒于ET-CO2與TC-CO2的不同，于穎穎等人[6]研究發現，PaCO2與ET-CO2及PaCO2與TC-CO2之間均存在良好的相關性，而TC-CO2較ET-CO2與PaCO2相關性更強，PaCO2-TC-CO2平均差異也較PaCO2-ET-CO2平均差異小。實驗選取行先天性心臟病矯治術患兒40例，測量特定時間點的ET-CO2、TC-CO2、PaCO2，并進行相關性分析。研究結果顯示：PaCO2與ET-CO2、PaCO2與TC-CO2之間均存在良好的相關性，并且PaCO2與TC-CO2的相關性更好，根據Bland-Altman 一致性分析，Pa-ET差異為（4.5±17.2）mmHg；Pa-TC差異為（-5.5±3.4）mmHg。另有研究表明，對于自右向左分流的紫紺型先天性心臟病患兒，其靜脈血自肺循環進入體循環，引起通氣-血流比例的失調，引起PaCO2的升高，同時肺血流量減少，使CO2對外彌散減少，最終導致PaCO2的增高和ET-CO2監測值的降低，因此對于這一類患兒，ET-CO2監測是不可靠的。在于穎穎等人[6]的研究中也顯示，隨著PaCO2的升高，ET-CO2呈先下降再升高的趨勢，而TC-CO2則是呈持續升高的趨勢。因此針對圍手術期尤其是先天性心臟病的患兒進行監測，TC-CO2比ET-CO2更精確，更有利于手術術后高碳酸血癥、呼吸抑制的早期干預[7]。

3.3 轉運

新生兒的轉運通常指需要完成特定的檢查或進行外科干預等情況，在轉運過程中，不僅需要專業人員的陪同及護理，還需要一定的設備來監測患兒病情變化，便于及早干預，尤其是需要機械通氣的危重患兒[8]。Tingay DG[9]對轉運中PaCO2、ET-CO2、TC-CO2做了一個對比。研究選取了共26例新生兒，排除5例不能完成3項測試的患兒，共有21例患兒最終通過測試，作者配對比較了PA-TC、PA-ET、TC-ET的差值，結果顯示PA-TC（Mean-0.13，SD 0.71，P=0.4），PA-ET（Mean 1.04，SD 0.98，P<0.001），TC-ET（Mean-0.07，SD 0.84，P=0.43），其中TC-CO2與PaCO2的值更加接近，且81%誤差在1 kPa以內，而ET-CO2僅有48%誤差在1 kPa以內。因此作為新生兒轉運途中PaCO2的持續監測，應當首選TC-CO2。

3.4 呼吸暫停測試

創傷或缺血后腦損傷的患兒會導致不可逆性的通氣功能障礙，出現呼吸暫停，因呼吸暫停時沒有通氣功能，進而ABG會表現為PaCO2≥60 mmHg[10]。但是PaCO2是處于不斷變化的過程中，怎么樣才能確定這一時間段呢，當然頻繁ABG分析是可以實現并借此發現潛在高碳酸血癥或低氧血癥，但其需要長時間的等待和反復的采血。有人針對這一問題做了一項研究[11]，選取部分患兒，采用TC-CO2持續監測來幫助完成呼吸暫停測試。每個患兒進行并記錄2次呼吸暫停測試。在前2個患兒，當TC-CO2超過60 mmHg時，同一時間采集一個ABG，在這4個呼吸暫停測試中顯示PaCO2<60 mmHg。而后續的患兒，當TC-CO2超過70 mmHg時，各采集一個ABG，大部分結果顯示PaCO2>60 mmHg，其中有一例顯示PaCO2等于60 mmHg。TC-CO2與PaCO2的差異為2～11 mmHg，（5.8±2.7）mmHg。而當TC-CO2超過80 mmHg時，ABG所得的PaCO2均≥60 mmHg，差異為2～8 mmHg，（5.4±1.9）mmHg。結合上述研究，在呼吸暫停測試中，TC-CO2可以起到重要的作用，可以用于確定ABG的采集時間。

3.5 監測酸堿狀態

盡管大多醫生將TC-CO2作為一種無創監測呼吸功能的手段，但考慮到PaCO2與pH值及碳酸氫根離子的關系， McBride ME[12]做了一項研究，選取30例發生代謝性酸中毒的患兒，其中有2例患兒因組織灌注不足無法進行TC-CO2監測，而剩余的28例患兒，在代謝性酸中毒的糾正過程中，可以發現TC-CO2值逐漸增加。使用方程：PaCO2=（1.5×血清碳酸氫）+8，然后分析計算所得碳酸氫值及實際血清碳酸氫值的差異，即（1.5±1.2）mmol/L，其中74.4%的差異在2 mmol/L以內，而95.0%的差異在5 mmol/L以內。進一步行線性回歸分析發現，計算所得與實際血清碳酸氫根離子值顯示斜率為0.95，r2為0.88。通過這一線性回歸分析顯示，我們可以通過TC-CO2來計算血清碳酸氫根離子等數值：血清碳酸氫根離子=0.61×（TC-CO2-3.9）。盡管ABG是必不可少的，但通過TC-CO2監測，可以在很大程度上反應血清碳酸氫根離子水平，減少ABG分析次數，為臨床治療提供幫助。endprint

4 影響因素與注意事項

盡管TC-CO2與PaCO2存在良好的相關性，但在新生兒重癥監護室的實際工作中，存在一些因素如皮膚水腫或血流動力學不穩定、亦或是設備本身技術上的限制均有可能對結果的準確性產生影響。電極溫度的設定是目前較為明確的影響因素。Katsuya Hirata， MD等人[13]選取26例早產兒為研究對象，分別使用不同溫度的電極（38℃、39℃、40℃、42℃）進行測量，結果顯示，隨著溫度的改變，TC-CO2與PaCO2的差異也在發生改變，當電極溫度處于42℃時，TC-CO2的準確性最高。然而隨著溫度的升高，皮膚損傷的風險亦隨之增高，盡管該文中未發現明顯明顯皮膚損傷，但該研究仍然認為，考慮到早產兒皮膚薄弱，易發生皮膚損傷的特點，建議使用較低的電極溫度即38℃來進行監測，盡管不是最佳溫度，但其差異在6 mmHg左右，在盡量保證皮膚安全的前提下，經過校正以后的結果是可以接受的。

在使用的過程中，為了保證安全、準確的監測結果，應該嚴格要求，首先為了保證準確性，應當將電極與外界隔離，涂抹凝膠的同時，緊密與皮膚相貼合；其次由于傳感器需要放置10～15 min后并經過儀器校準的測量結果才有意義；另外對于新生兒尤其是早產兒，長時間監測容易引起局部皮膚燒傷、壓力性壞死等皮膚損傷，因此必須每2 h改變電極放置部位，以避免發生不必要的皮膚損傷[14]。

5 小結

在新生兒的治療過程中，監測PaCO2的變化是十分重要的。相對于ABG分析，盡管TC-CO2與ET-CO2監測技術均可以達到持續監測的效果，但通過查閱相關文獻研究，可以發現，對于機械通氣的患兒、圍手術期的患兒尤其是自右向左分流的紫紺型先天性心臟病患兒、需要轉運進行檢查或外科干預的危重患兒，TC-CO2的精確性更高，應當作為首選；另外在呼吸暫停測試、監測酸堿平衡方面，TC-CO2也可以為臨床工作提供一定的幫助。

綜上所述， TC-CO2監測與ABG分析可以相互補充，更好的為新生兒相關的臨床工作服務。

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（收稿日期：2017-05-08）endprint