經皮氧/二氧化碳分壓監測在老年危重癥病人中的臨床應用

許博文 秦海東

老年危重癥病人常因循環、呼吸不穩定或組織代謝、功能異常導致機體缺氧。但PaO2往往不能完全反映出此類病人的組織缺氧程度[1-2]。因此，臨床上亟需一種可以動態監測并能準確反映機體組織層面缺氧程度的監測指標。經皮氧/二氧化碳分壓監測(percutaneous oxygen/carbon dioxide partial pressure monitoring，PtcO2/PtcCO2)是通過局部電極加熱提升皮下組織溫度(42～45 ℃)，使毛細血管受熱擴張，同時增加皮膚對氣體的通透性，從而測得局部組織PtcO2和PtcCO2的一種技術[3]。PtcO2和PtcCO2能夠反映機體外周血流灌注的情況，且具有無創、連續、動態的特點，近年來逐漸成為呼吸、循環等領域的研究熱點[4]。研究發現，PtcO2受PaO2及局部組織血流灌注等因素影響較大，當機體組織血流灌注充足時，PtcO2與PaO2呈正相關關系，而當循環衰竭導致局部組織血流灌注不足、氧輸送減少時，PtcO2則與PaO2呈負相關關系[5]。本文就PtcO2/PtcCO2監測技術在老年危重癥病人中的應用情況進行綜述。

1 PtcO2/PtcCO2監測在老年呼吸衰竭病人中的應用

臨床上老年呼吸衰竭病人往往以低氧伴或不伴CO2潴留為主要臨床特征，在治療過程中需動態監測動脈血氣變化以評估病情變化。但動脈血氣分析為有創操作，連續監測存在醫源性感染的可能，還增加病人的痛苦及住院費用。因此，老年呼吸衰竭病人需要一種無創、高效、可替代動脈血氣分析的監測手段。Ruiz等[6]對81例急性呼吸衰竭病人的研究表明，PtcCO2與PaCO2之間具有良好的相關性(r2=0.93，P<0.001)，但PtcCO2替代PaCO2的準確度取決于機體CO2潴留的程度。高建軍等[7]觀察了36例急性呼吸衰竭病人有創通氣前后PaO2、PaCO2、PtcO2、PtcCO2水平的變化，結果發現，有創機械通氣前后PtcO2與PaO2、PtcCO2與PaCO2之間具有良好的相關性，且PtcO2的早期變化對呼吸衰竭病人的預后具有良好的預測價值。面罩或呼吸機管路連接氧氣的通氣方式容易造成氧氣嚴重稀釋，導致病人吸氧濃度大幅下降[8]，而PtcO2/PtcCO2監測可動態反映無創呼吸機輔助通氣下不同給氧方式對吸入氧濃度的影響，這為提高呼吸衰竭病人的氧療效率提供了新的監測手段[9-10]。

2 PtcO2/PtcCO2監測在老年膿毒癥休克病人中的應用

膿毒癥是機體對感染的反應失控，導致臟器功能障礙的一種臨床綜合征，進一步可發展為嚴重膿毒癥甚至膿毒癥休克[11]，其病死率居高不下，是目前老年危重癥病人的主要死亡原因[12]。

微循環代謝異常是發生膿毒癥休克的重要環節，因此需要動態監測此類病人的微循環灌注情況。目前臨床上評估微循環灌注的常用指標為尿量、皮膚及神志等，但其靈敏度和特異度均較差，無法很好地反映膿毒癥休克病人的預后。乳酸及乳酸清除率雖然能夠反映機體組織的灌注情況，但乳酸監測為有創操作，且易受肝、腎功能等因素的影響，具有一定的滯后性[13]。PtcO2能夠反映膿毒癥休克病人的微循環障礙程度，且臨床醫生可通過其水平的變化評估膿毒癥休克病人集束化治療后微循環的改善情況。因此，PtcO2監測技術在膿毒癥休克病人中得到了廣泛應用。

10 min氧負荷試驗(oxgen challenge test，OCT)是PtcO2監測技術的延伸應用，10 min OCT為吸入純氧10 min后PtcO2與基礎PtcO2的差值。根據Fick定理，微循環的PaO2水平和血流量決定了機體局部組織的氧供應程度[14]。當微循環障礙加重時，隨著吸氧濃度的提高，PtcO2增量逐漸減小，而給予局部微循環良好的病人10 min純氧后，其PtcO2水平明顯增加[15-16]。因此，10 min OCT可初步反映機體微循環障礙的嚴重程度。董亮等[17]將53例膿毒癥休克病人根據其28 d生存預后分為存活組和死亡組，分別記錄2組病人早期目標導向治療(early goal directed therapy，EGDT)后6 h的10 min OCT結果，發現治療6 h后10 min OCT預測病人28 d死亡的靈敏度為76.84%，特異度為85.03%，提示其對膿毒癥休克病人的預后具有良好的預測價值。氧負荷指數(oxgen challenge index，OCI)=10 min OCT/(吸入純氧后PaO2-基礎PaO2)，該指標進一步排除了吸氧體積分數差異的影響[18]。Mari等[19]對伴有不同程度呼吸衰竭且氧合指數下降的膿毒癥病人進行研究，發現肺功能對10 min OCT結果有較大影響，而OCI可一定程度上排除肺功能的干擾。因此，10 min OCT可反映機體微循環的缺氧程度，且對膿毒癥休克病人的預后具有良好的預測價值。

臨床上PtcCO2的測量結果一般易受到以下3個因素的影響[20]：(1)局部組織CO2的生成；(2)CO2的組織彌散能力；(3)局部組織微血管內的PaCO2水平。由于CO2相較于O2的組織彌散能力更強，這一生理特性決定了PtcCO2受皮膚角質層厚度、色素、循環及呼吸等因素的影響更小。因此，PtcCO2在微循環良好的機體組織中，可用于評估甚至替代PaCO2。然而在微循環障礙時，PtcCO2與PaCO2可出現失偶聯現象，此時PaCO2無法反映組織高碳酸血癥[21-22]，這種差值稱為二氧化碳偏移，記為P(c-a)CO2。王為群等[23]對31例膿毒癥休克病人實施EGDT，記錄PaCO2與PtcCO2，并與20例非休克的ICU病人進行比較。結果發現，病人入院時P(c-a)CO2>14 mmHg可作為區分早期膿毒癥休克與非休克病人的指標，EGDT前P(c-a)CO2>21.5 mmHg及EGDT后P(c-a)CO2>19.3 mmHg均可作為預測膿毒癥休克病人28 d死亡的指標。曹培洪等[24]進一步對35例膿毒癥休克病人進行一項前瞻性研究，記錄EGDT后PtcCO2與呼氣末二氧化碳分壓(PetCO2)并計算其差值P(c-et)CO2。結果發現，入院時P(c-et)CO2>12.6 mmHg可以作為區分膿毒癥休克與非膿毒癥休克的指標，其靈敏度為97%，特異度為83%。EGDT前P(c-et)CO2>20 mmHg、EGDT后P(c-et)CO2>16.5 mmHg可作為預測膿毒癥休克病人28 d死亡的有效指標。張文娟等[25]進一步研究發現，膿毒癥休克病人機體局部組織血流灌注減慢時，會出現PtcCO2增高伴PtcO2下降的現象，PtcO2/PtcCO2比值可作為反映膿毒癥休克病人微循環變化的有效指標。

值得注意的是，最新研究發現，通過熱刺激(heat challenge，HC)將傳感器探頭溫度從37 ℃提升至45 ℃時，PtcCO2的數值會發生變化，記為ΔPtcCO2[26]。該研究對37例膿毒癥休克病人、22例非膿毒癥休克病人以及健康志愿者進行HC，并記錄P(c-a)CO2及ΔPtcCO2。結果發現，入院時膿毒癥休克病人的ΔPtcCO2水平較非膿毒癥休克病人明顯降低，且P(c-a)CO2>17 mmHg聯合ΔPtcCO2>0預測膿毒癥休克病人死亡的靈敏度為93%，特異度為82%，提示ΔPtcCO2對膿毒癥休克病人28 d死亡具有良好的預測價值。

3 PtcO2/PtcCO2監測在老年急性心力衰竭(acute heart failure，AHF)病人中的應用

心力衰竭(heart failure，HF)是各種心臟疾病的終末階段，其中AHF已經成為65歲以上老年人住院的主要病因。發生AHF時，病人心輸出量下降、外周血管阻力增高，導致機體組織器官灌注不足和心源性休克，3～6個月病死率極高。目前臨床上評估HF嚴重程度的常用指標有LVEF及BNP等[27-28]，但LVEF及BNP等預測AHF病人的短期預后效果并不理想。Tremper等[29]發現PtcO2隨心輸出量的改變而快速改變，當PtcO2/PaO2比值<0.7時可提示心輸出量不足。He等[30]利用脈波指示劑連續心排出量監測(pluse indicator continuous output，PICCO)技術監測62例膿毒癥休克病人的心輸出量，同時連續監測PtcO2，經充分液體復蘇后記錄PtcO2、10 min OCT及OCI，發現10 min OCT與心指數(cardiac index，CI)具有良好的相關性。且當10 min OCT值為53 mmHg時，可提示病人CI<3 L/min，其靈敏度為83%，特異度為86%，故認為在膿毒癥休克病人中，10 min OCT是反映心輸出量的良好指標。

二氧化碳偏移度為PtcCO2與PaCO2的差值占PaCO2的百分比，該指標可間接反映機體微循環的代謝情況。張越等[31]收集了91例AHF病人治療前和治療后6 h的動脈血氣分析結果，同時行PtcO2監測，并以病人28 d生存情況分為存活組與死亡組。結果發現，死亡組病人治療前及治療后的10 min OCT值均明顯低于存活組，P(c-a)CO2均明顯高于存活組，提示PtcO2/PtcCO2監測可作為評價AHF病人預后的可靠手段。

心臟驟停(cardiac arrest，CA)是指心臟的機械活動停止，心肌收縮不足或停止收縮，是危重癥病人致死性的臨床表現。檀立端等[32]以急診科收治的85例CA病人為研究對象，入科時立即給予高質量的心肺復蘇術(cardiopulmonary resuscitation，CPR)、氣管插管接呼吸機輔助通氣，分別于CPR后10、20、30 min行PtcO2/PtcCO2監測，根據復蘇結果將病人分為存活組與死亡組，并以復蘇10、20、30 min為研究節點。結果發現，復蘇成功組病人的PtcCO2水平均低于死亡組，且復蘇成功病人的PtcCO2隨時間呈逐漸下降趨勢。同時比較乳酸、PetCO2與PtcCO2對復蘇過程中CPR質量監控和預后判斷的價值，結果表明，與乳酸及PetCO2相比，PtcCO2更能實時反映機體組織和微循環的灌注情況。

4 總結

PtcO2/PtcCO2監測在老年危重癥病人中具有重要的臨床應用價值，可替代動脈血氣指標指導呼吸衰竭病人及時調整呼吸機參數，并能夠反映AHF及膿毒癥休克病人的微循環灌注情況以及組織代謝水平，從而用于評估病人預后以及指導液體管理。10 min OCT通過評價組織對提高氧濃度后的反應性反映微循環障礙的程度，為識別早期膿毒癥休克提供了組織層面的監測工具。P(c-a)CO2則可通過反映局部組織代謝障礙與大循環之間的差異，間接反映微循環障礙的程度。

但是目前PtcO2/PtcCO2監測技術在臨床上的使用仍受到一些因素的干擾，如病人局部皮膚的條件、機械通氣以及肺功能的情況等，如何排除這些干擾因素的影響還有待進一步的研究。