Определение напряжения газов артериальной крови может быть произведено прямыми или косвенными методами. Вначале рассмотрим косвенные способы, не требующие взятия проб артериальной крови.
Напряжение углекислоты
У больного со здоровыми легкими анализ альвеолярного таза (с помощью капнографа или исследования пробы в конце выдоха) позволяет определить артериальное pCO2.
Однако при заболеваниях легких примешивание газа мертвого пространства к альвеолярному газу значительно снижает точность метода. Поэтому у большинства больных с дыхательной недостаточностью его значение весьма невелико. В подобной ситуации рециркуляционные методы более полезны, сохраняя точность в любых условиях. Необходимые для исследования приспособления и аппараты довольно просты и дешевы. Оно может быть произведено у лежачего больного и не требует взятия крови. Этот метод обеспечивает основную информацию (напряжение углекислоты), необходимую для грамотного лечения дыхательной недостаточности. Прямой анализ проб крови (например, с помощью электродов) повышает точность результатов при некоторых состояниях и дает возможность одновременно определить рН и рO2. Однако для этого требуется сложная аппаратура, использование которой недостаточно опытным лицом создает условия для возникновения ошибок.
Рециркуляционные методы. В этих методах рециркуляцию газа используют для достижения равновесия между pCO2 в мешке, легких и смешанной венозной (легочная артерия) крови. Если этого удается достигнуть прежде, чем наступит выраженная рециркуляция крови, pCO2 газа можно использовать для определения артериального pCO2. Окончательный результат получают путем вычитания из найденной величины артериовенозной разницы pCO2, которая в покое относительно постоянна и невелика (6 мм рт. ст.). Описанные различные модификации рециркуляционного метода направлены на решение двух проблем: обеспечения подходящей газовой смеси и достижения состояния уравновешивания. Применяемые в настоящее время методы можно подразделить на способы, в которых используют анализаторы CO2 (капнографы), и химический анализ.
1. Одноэтапный метод с постоянным анализом CO2 (Hackney — Collier). Мешок заполняют смесью 8% CO2 с кислородом, которой больной дышит в течение 20 секунд. Постоянно регистрируют pCO2 вдыхаемого и выдыхаемого газа, определяя, появится ли плато уравновешивания в течение 10—15 секунд. Если это не происходит, применяют более высокую или низкую концентрацию CO2 в смеси. При наличии в распоряжении врача необходимого оборудования это наиболее легкий метод определения pCO2 крови.
2. Двухэтапный метод с постоянным анализом CO2 (Campbell — Howell). При использовании этого метода мешок объем 1—1,5 л заполняют 100% кислородом, которым больной дышит до тех пор, пока кривая на рекордере не покажет, что достигнуто равновесие между газом в мешке и pCO2 смешанной венозной крови. Для этого требуется 45—90 секунд. После двухминутного отдыха (чтобы элиминировала углекислота, накопившаяся во время рециркуляции) больной вновь дышит газовой смесью из мешка и на рекордере отмечают плато, представляющее результат уравновешивания в системе мешок — легкие — кровь.
3. Одноэтапный метод с химическим анализом. Hackney, Collier (1965) описали метод, при котором для рециркуляции используют мешок, заполненный 8% смесью углекислоты с кислородом. Исследование проводят в течение минуты. Артериальное pCO2 рассчитывают по результатам анализа газов в мешке в конце этого периода.
4. Двухэтапный метод с химическим анализом (Campbell — Howell). Методика проведения исследования в основпом такая же, как в п. 2. Однако отсутствие постоянной регистрации CO2 снижает гибкость метода.
5. Трехэтапный метод (Godfray, 1965). В принципе это модификация метода Campbell — Howell, заключающаяся в том, что второй этап рециркуляции и анализа CO2 повторяют дважды. Это создает уверенность в достижении уравновешивания. Кроме того, подобная предосторожность позволяет укоротить первый этап и закончить его, как только появляются признаки возбуждения дыхания в связи с повышением pCO2.
6. Многоэтапный метод (Plesch). Этот оригинальный метод рециркуляции используют в тех редких случаях, когда больной неспособен перенести первый этап длительностью даже в минуту. У такого рода больных для рециркуляции используют мешок (примерно 1,5 дыхательных объема), заполненный 100% кислородом. Период дыхания с рециркуляцией продолжается 15—20 секунд, после чего исследуют газ в мешке. Эту процедуру повторяют несколько раз до тех пор, пока при последователь-пых пробах не получают тот же результат. Это указывает на уравновешивание газа с pCO2 смешанной венозной крови.
Наиболее распространенной и принципиально сходной с другими является модификация метода Campbell, Howell (1962), которую опишем более детально.
Для дыхания с рециркуляцией используют двухлитровый мешок, содержащий чистый кислород. Объем газа в мешке составляет примерно 1,5 дыхательных объема. Подключение мешка к больному осуществляют с помощью загубника или мундштука и трехходового крана, который позволяет больному дышать окружающим воздухом или газом из мешка. Ноздри закрывают специальным зажимом. Точность рециркуляционного метода во многом зависит от герметичности системы. Поэтому крайне важно избежать утечек из мешка, мимо загубника, в результате неплотного прикрытия ноздрей и т. д. После спокойного выдоха больного подключают к мешку, начинается период рециркуляции (рис. 60). Больной выдыхает в мешок азот и углекислоту и поглощает из него кислород. Рециркуляцию продолжают до тех пор, пока не произойдет накопление в системе достаточного количества CO2, которая вызовет возбуждение дыхания. Обычно это наступает через 60—90 секунд после начала рециркуляции и указывает на повышение pCO2 в мешке чуть выше нормального pCO2 смешанной венозной крови. Затем больного отключают от мешка, сохраняя образовавшуюся в нем газовую смесь. Напряжение углекислоты в смеси весьма близко к величине этого показателя в смешанной венозной крови и может быть использовано в качестве контроля для проверки метода. После двухминутного отдыха, в течение которого напряжение газов крови больного возвращается к исходному уровню, его вновь подключают к мешку на период не менее 20 секунд (лучше на 30 секунд). Во время этого второго этапа наступает действительное равновесие между мешком и смешанной венозной кровью. Затем исследуют концентрацию CO2 в мешке и вычисляют pCO2 *. Эта величина представляет pCO2 оксигенированной смешанной венозной крови, которое на 6 мм рт. ст. выше артериального pCO2. Нормальные показатели pCO2 смешанной венозной крови, получаемые с помощью метода рециркуляции, колеблются в пределах 42—50 мм рт. ст. (аналогичные показатели артериальной крови составляют 36—44 мм рт. ст.).
Рис. 60. Трехэтапный метод рециркуляции в сочетании с постоянным анализом газа с помощью капнографа.
Чтобы обеспечить равновесие между смешанной венозной кровью и газом в мешке, прибегают к третьему этапу. Продолжительность этого периода должна составлять 40 секунд. За это время pCO2 газовой смеси в мешке в результате рециркуляции должно стать на 2—4 мм рт. ст. выше, чем было зарегистрировано в конце второго этапа. Если эта разница превышает 5 мм рт. ст., то, следовательно, в течение второго периода не было достигнуто уравновешивание (скорее всего в результате недостаточного смешивания газа в мешке и легких). Подобное явление наблюдают в тех случаях, когда слишком велик исходный объем газа, слишком мал дыхательный объем или слишком короток период рециркуляции. Это объяснение находит подтверждение в уже упоминавшемся контрольном исследовании, если найденное при нем pCO2 выше, чем показатели, установленные после второго и третьего этапа рециркуляции. Для устранения этой ошибки необходимо следить за тем, чтобы при каждом вдохе мешок опорожнялся по крайней мере наполовину и чтобы первый период продолжался не менее 60—90 секунд.
Метод рециркуляции безусловно прост и позволяет исследовать немобильных лежачих больных. Тем не менее его использование требует соблюдения определенных условий и встречает иногда практические трудности. Хороший контакт с больным помогает исследованию, хотя оно с успехом может быть проведено и у неконтактного коматозного больного. Метод вполне применим также у больного в состоянии апноэ, если обеспечена герметичность системы и достаточный дыхательный объем с помощью ручной вентиляции мешком (Sykes, 1960с). Естественно, что в промежутках между периодами рециркуляции возобновляют аппаратную вентиляцию.
Намного труднее получить удовлетворительные результаты у напряженного и активно сопротивляющегося больного. В какой-то степени помогает скользящий фланец на загубнике или мундштуке, но результаты исследования занижены, если их получают после длительной борьбы с больным. Негерметичность системы и подсос газа также способствуют получению неверных низких показателей. Утечки из системы способствуют опорожнению мешка, но могут не вносить ошибок при условии, если исходный объем газа в мешке не очень велик.
При соблюдении необходимых предосторожностей и понимании возможных источников погрешностей метод дает вполне точные результаты. В опытных руках расхождение с анализами газов артериальной крови не превышает ±3 мм рт. ст. При обучении этой методике весьма полезно следить за динамикой изменений концентрации CO2, регистрируемой с помощью капнографа. Это демонстрирует важность небольшого исходного объема мешка и большого дыхательного объема, иллюстрирует влияние этих факторов на продолжительность рециркуляции, необходимую для достижения уравновешивания.
Полезно также иметь возможность сравнения результатов с данными, получаемыми с помощью анализа газов крови.
Большинство различных модификаций метода рециркуляции позволяет получить точные результаты при условии соблюдения основных принципов. Следует, однако, отметить, что метод становится менее точным в тех случаях, когда резко снижается сердечный выброс, например у некоторых больных после операций на сердце или при шоке. В этих ситуациях артериовенозная разница по CO2 обычно неизвестна и может возрастать до 10—15 мм рт. ст.
По мере совершенствования методов определения газов крови и создания все более широко доступной аппаратуры значение метода рециркуляции падает. Тем не менее в определенных условиях (небольшая больница, отсутствие лица, владеющего техникой анализа газов крови) его с успехом используют. Ему безусловно следует отдать предпочтение по сравнению с неквалифицированным, применением сложного оборудования для исследования газов крови. В сочетании с капнографом, обеспечивающим быстрый анализ CO2, метод рециркуляции остается самым легким способом измерения pCO2.
* pCO2 = % CO2 X (барометрическое давление — давление паров воды в мм рт. ст. при 37°). /100
Для клинических целей достаточно точной является формула: pCO2 = CO2 X 7.