呼气末CO2监测
1.定义 CO2描记法（capnography）以波形图的形式显示每次呼吸末期呼出的混合肺泡气含有的二氧化碳分压（PETCO2）或二氧化碳浓度（CETCO2）。
2.监测原理 体内CO2的产量、肺泡通气量和肺血流灌注量共同影响肺泡CO2分压（PACO2）或浓度。正常生理状态下，每个肺泡的PCO2并不一样，血流少、通气多的PCO2较低；反之则高，因此，正常时PACO2反映的是一个均值。由于CO2的弥散速度是O2的20倍，PACO2与动脉血CO2分压（PaCO2）梯度差很小，几乎相等。PETCO2系呼吸终末部分气体的PCO2，它反映所有通气肺泡的PCO2均值，其中也包含了被肺泡无效腔气稀释的那部分。因此，PETCO2≈PACO2≈PaCO2，用无创的方法测量PETCO2就可能反映PaCO2。
目前临床使用的一系列CO2监测仪主要根据红外线原理、质谱原理、拉曼散射原理和图一声分光原理而设计。红外线法是最常用测定方法，CO2能吸收波长4.3μm的红外线，如将采集的样本气体送入测试室，一侧用红外线照射，另一侧用传感器来测量所接收的红外线衰减程度，其衰减程度与CO2浓度（分子密度或者CO2分子密度）成正比。传感器接受的信号经微机处理，以数字和波形图显示。
呼气的红外线吸收，可通过主流或旁流来测定。旁流传感器有一低负压泵，经细导管吸取呼气小样本输送至红外线吸收室，其最大问题是水和黏液的凝聚引起导管堵塞而至偏差。主流传感器是插入呼吸回路中间，有特殊插入器使红外线经此而至气道，因没有采样管，故要比旁流分析仪准确，但体积大较重，可导致气管插管弯曲移位，是其缺点。
3.PETCO2波形 各型PETCO2监测仪对PETCO2波形的解读并不一致，以飞利浦监护仪为例说明（图2-5）：PETCO2波形分为两个部分，吸气占一个阶段，称为0期phase（0）；呼气包括三个阶段，phases（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）和两个角（α和β）。phases Ⅰ是呼气的开始部分，代表通气回路和解剖无效腔气体的呼出；phasesⅡ呈“S”形陡直上升，代表无效腔与肺泡混合气体的呼出；phasesⅢ称为呼气平台，为富含CO2的肺泡气呼出时相。实际上，phasesⅢ总是呈现一定角度向上的斜坡，一般认为随着肺泡气的呼出，肺容量减少，从肺泡毛细血管排出的CO2浓度随即不断上升的原因。phasesⅡ和phasesⅢ间的角称为角α，介于100°和110°之间。大于110°或phasesⅢ斜率变陡往往见于病理状态如COPD或哮喘发作。phasesⅢ和吸气开始的角度称为角β，一般为90°，且不会变化，但重复呼吸可使角度变大。某些生理情况下如妊娠或过度肥胖，在phasesⅢ末期出现迅速增加的斜坡，称为phaseⅣ，机制不详，可能与功能残气量减少有关。
图2-5 A.正常的PETCO2波形；B.虚线表示非正常的PETCO2波形，可以单独出现亦可合并出现：a线见于肺泡时间常数增加如哮喘，b线phaseⅣ期表现为Ⅲ期末出现向上陡坡，见于妊娠或肥胖，c线见于重复呼吸
4.正常值 PETCO2为35～45mmHg，CETCO2为5%（4.6%～6.0%）。
5.临床应用 PETCO2监测在手术室、ICU及急诊室均有广泛应用，用于监测麻醉过程中气管置管是否正确及自主呼吸的恢复、心肺复苏的效果、机械通气参数是否合理及有无管路连接故障等。如上所述，PETCO2监测受到患者体内CO2产量（气腹、高热、低温、休克等）、肺血流（肺栓塞、分流等）、肺通气（哮喘、COPD、通气频率及容量等）、人工气道（错误置管、连接问题）4个环节的影响。作为一种无创方式，它能够用于估计PaCO2，监测和调节肺泡通气量，尤其是呼吸管理中无明显肺泡无效腔增大，血流动力学稳定的患者；动态趋势监测并对照动脉血气分析所得到的PaCO2结果更有利于临床判断。以下是ICU工作中常见的异常PETCO2波形。
（1）PETCO2突然降低到零附近预示情况危急，如气管导管误入食管（图2-6）、导管连接脱落、完全的通气障碍或导管阻塞，此时，肺部听诊有助于快速判断原因。
（2）PETCO2逐渐升高：机械通气患者经常使用镇静药，过量镇静导致低通气和PETCO2波形偏小，逐渐出现自主呼吸间歇延长甚至呼吸暂停，此时虽然体内CO2潴留，PaCO2升高，但PETCO2反而降低，如图2-7第一个呼吸所示；减少镇静药用量并刺激患者后，由于CO2的刺激导致患者呼吸加快，幅度增大，排出过多的CO2；当PETCO2逐渐升高而波形未变时，可能与潮气量降低，体内CO2产量增加（如高热）有关。
图2-6 A.食管置管；B.正确置管
图2-7 PETCO2逐渐升高
（3）哮喘和COPD患者的PETCO2波形图（图2-8）：哮喘和COPD由于无效腔增加，整个呼气过程排出的都是肺泡与无效腔的混合气体，即使延长呼气时间，亦不出现PETCO2平台。此时，PETCO2与PaCO2相差较大，PETCO2往往低估PaCO2水平，影响其临床上的应用。广州呼吸疾病研究所通过拟合平静呼气法和延长呼气法两种方法实时记录的二氧化碳-时间图形（图2-9），建立了曲线的数学模型，可以通过公式计算平静呼吸时记录的PETCO2数据得到延长呼吸时PETCO2数值，此延长呼吸法PETCO2数值与真实PaCO2有很好的一致性。
（4）停用肌肉松弛药后早期，患者自主呼吸开始恢复（图2-10），出现PETCO2波形的突然中断、平台突然凹陷，随着自主呼吸力量的增加，凹陷的幅度和时程都增加，此种图形往往意味着人机对抗，需要调整通气参数，增加患者自主的那部分或给予镇静药抑制自主呼吸。
图2-8 哮喘和COPD患者的PETCO2波形图角（α）增大，呼吸平台消失，phasesⅢ斜率变陡
图2-9 A.正常人；B.慢性阻塞性肺疾病合并Ⅱ型呼吸衰竭患者
图2-10 停用肌肉松弛药后早期，患者自主呼吸开始恢复