机械通气是呼吸衰竭的常用治疗方法，动脉血气的测定是机械通气各参数调节的主要依据，且可反映其治疗效果；而临床上动脉血二氧化碳分压 的测定是一种有创操作，不便于动态监测。呼气末二氧化碳分压( 监测是近年来问世的一种无创监测技术，可反映机械通气状态下动脉血二氧化碳分压的动态变化，且 的监测具有无创、方便快速、及时反映代谢变化的特点，可以连续监测，从而减少动脉血气的采样次数。因其能

反映呼吸、循环功能以及肺血流的情况，故 在麻醉、ICU、呼吸、急诊等科室具有重要的应用价值。

1943年 Luft 根据二氧化碳可吸收特定波长的红外线这一物理现象首次提出了二氧化碳图基本原理，随后 Collier发展了快速的红外线呼出气二氧化碳分析技术，此外呼气末二氧化碳的测定尚有质谱仪法和比色法，临床监测常用质谱仪法，其中根据气体采样的方式又可分为旁流型和主流型两类，目前

已有多种品牌的成品单机或多功能监测仪问世。

主流技术测定腔直接置于气道上对呼吸道气体采样，可提供实时信息，其主要缺点是加重通气管道重量，牵拉气道，给患者造成不适感。

旁流技术二氧化碳分析仪通过一个细长的采样管将气道内气体抽吸到测定腔，然后对气体进行分析，具有重量轻、插管患者和非插管患者都可应用等优点；缺点为采样管直径很小，可能被水蒸气阻塞，同时测定结果延迟，采样管使波形趋向平滑，造成图形失真。

通过对气流二氧化碳连续测定和计算机处理即可输出时间二氧化碳图波形、呼气末二氧化碳分压和其他参数。如果整合流量传感器同时测定流速容积，通过相应数据分析软件处理，即可得出容积二氧化碳图及相关参数。

适应证

近年随着对二氧化碳图认识的加深及新的分析设备的出现，其应用范围已由早期的手术麻醉患者扩展至重症监测的广阔领域。

1.代谢监测 二氧化碳是人体新陈代谢的产物，呼气末二氧化碳可反映人体代谢状况，用来监测引起人体代谢变化的一系列疾病和病理生理状态。体温变化、癫痫发作、麻醉过深、应用碳酸氢盐和手术操作等皆可导致二氧化碳产量变化，进而影响呼气末二氧化碳分压。恶性高热时肌肉代谢旺盛，产生大量二氧化碳，呼气末二氧化碳分压增高可发生在体温升高前，故二氧化碳图可提示医师进行及时处理。呼气末二氧化碳分压亦可用于糖尿病酸中毒的监测，能及时发现酮症酸中毒。但呼气末二氧化碳分压只有在控制机械通气情况下可作为代谢改变的可靠指标，因为自主呼吸情况下呼气频率和呼吸深度影响呼气末二氧化碳分压。

2.循环监测 如果通气功能保持不变，心排出量减少，由外周转运至肺的二氧化碳减少，肺二氧化碳清除减少，可导致呼气末二氧化碳分压降低，因此呼气末二氧化碳分压可反映循环状况，用于循环监测。循环骤停是呼气末二氧化碳分压急剧下降，成功的心肺复苏可使心排血量增加，二氧化碳运输恢复，进而肺清除增加，呼气末二氧化碳分压可逐渐升高至正常，因此呼出气二氧化碳监测可应用于心肺复苏领域，成为心肺复苏自发循环恢复的最好监测

指标。呼气末二氧化碳分压定量测定可判断心肺复苏预后状况，起始呼气末二氧化碳分压大小可以预测心肺复苏成功率。Domsky等研究发现，持续性呼气末二氧化碳分压小于或等于 28 mmHg的患者病死率为 55%,大于 28 mmHg 的患者病死率为17%,小于 10mmHg者病死率几乎为100%。

3.呼吸监测

(1)判断气管内导管位置：气管插管可能误入食管，以往靠听诊呼吸音和视诊胸廓运动方法判断导管位置，但这些方法受胃内声音和自发呼吸运动影响，可能出现判断错误。研究表明，二氧化碳图判断插管位置简便准确，根据呼出气是否含有 CO₂即可判定导管位于气管或是食管，目前二氧化碳图已成为判断气管内插管位置的标准方法。但当出现循环衰竭、急性气管痉挛和呼吸暂停等病理因素时可使气管内插管无法检测出 CO₂气体，则可出现假阴性。

(2)判定通气状况：呼气末二氧化碳分压与PaCO₂具有良好的相关性，呼气末二氧化碳分压可代替 PaCO₂用于麻醉和通气监测。临床上可以通过测定呼气末二氧化碳分压估计 PaCO₂，替代血气分析减少采血次数。如果通气血流比值异常，死腔量增大，此时PaCO₂与 PetCO₂ 差距明显增大，呼气末二氧化碳分压无法准确反映 PaCO₂，呼气末二氧化碳分压监测不能替代血气分析。

(3)指导机械通气：对二氧化碳波形的高度、基线、频率、节律和形态变化分析，可及时发现通气不足、过度、呼吸暂停或异常、呼吸机障碍、管道漏气或脱落，有利于调节潮气量和呼吸频率，保证正常通气，避免事故发生。二氧化碳图亦可为机械通气患者撤离呼吸机提供有效的无创监测，如波形在呼气平台出现凹陷，提示患者已有自主呼吸，并与呼吸机对抗；观察其波幅能了解自主呼吸频率和强度，以考虑同步频率或呼吸模式；若患者完全在自主呼吸状态下能维持呼气末二氧化碳分压在正常范围，可将呼吸机撤除。

4.呼吸内科疾病的诊断和疗效评估

(1)睡眠相关性呼吸功能障碍：Schafer回顾了二氧化碳图在监测中央性呼吸睡眠障碍中的作用，发现 PaCO₂与呼气末二氧化碳分压无显著差别，认为二氧化碳图作为一项无创监测工具对评估睡眠相关性呼吸紊乱患者睡眠通气非常有效，但尚需多中

心、大样本的临床证实。

(2)肺栓塞：肺栓塞导致通气血流比例明显失调，气体交换功能受损，肺泡死腔显著增加，因此能反映死腔情况的容积二氧化碳图可能为肺栓塞诊断提供依据。Verschuren等研究表明容积二氧化碳图参数 Fdlate可以监测主枝 PE溶栓后阻塞改善情况，评估溶栓疗效。

(3)阻塞性肺疾病：研究表明，阻塞性肺疾病二氧化碳图明显区别于正常人和限制性肺疾病，且相关参数差别程度与疾病危重度相关。目前二氧化碳图已应用于 COPD 和哮喘的诊断、危重度评估、动态监测和疗效评价，并成为近年二氧化碳技术的一个重大突破。

操作方法

(1)将二氧化碳传感器定标。

(2)将二氧化碳测量设置为“开”。

(3)有两种方式。①主流式：将二氧化碳测量窗传感器接头连接在接近人工气道侧的呼吸机管路上。②旁流式：在接近人工气道侧呼吸机管路上连接带有侧孔的细管，通过负压吸出气道内的气体到二氧化碳传感器进行测定。

(4)将二氧化碳传感器按箭头所示方向安装在测量窗上。

(5)应注意观察呼气末二氧化碳波形的变化以观察其数值的准确性。

临床应用

1.呼气末二氧化碳正常范围及波形 呼气末二氧化碳分压(PetCO₂)的正常范围是 35~45mmHg。正常二氧化碳曲线图形态(图15-1)其特点为：①从 P到 Q快速升高，较陡直，为肺泡和无效腔的混合气。②Q和R之间呈接近水平的峰相(稍向上倾斜)，为混合肺泡气。③从 R快速降到零位S点，迅速而陡直，此时新鲜空气进入气道。④P、Q、R、S点拐角稍圆钝。P、Q、R为呼气相,RSP为吸气相。

2.异常呼出气二氧化碳波形

(1)呼气末二氧化碳突然降到零(图15-2)：见于气管插管扭折，呼吸机管道脱离、呼吸机或二氧化碳分析仪故障。

(2)呼气末二氧化碳基线突然变化或伴有曲线平顶水平变化(图15-3)：可见于校准有误，麻醉过程中二氧化碳吸收剂已饱和，分析器中有水滴或气道接头处有水凝集。

(3)呼气末二氧化碳值突然降低到非零水平(图15-4)：可出现在自主呼吸或人工通气时。主要见于呼吸管道漏气，伴气道压力降低或伴气道压力升高，升支突然出现坡度变化，平顶变小或无平顶。PetCO₂值和坡度与气道堵塞程度有关。

(4)呼气末二氧化碳趋势图呈指数性降低(图

(图15-8)：常见于麻醉过程中二氧化碳吸收剂已饱和、校准有误、二氧化碳分析器技术有误、死腔量增加照成重复呼吸、二氧化碳吸收罐被关闭或钠碳完全无效等情况。二氧化碳升高速度需要看循环容量和患者的潮气量，由于重复呼吸二氧化碳逐渐平衡，又有新鲜空气加入，所以仍有小的二氧化碳波形。

(9)南美箭毒样二氧化碳曲线(图15-10)：一般可见于：①肋间肌和膈肌运动失调。②裂口在平顶的右1/3处，二氧化碳值过高，裂口深度同肌肉麻痹程度呈正比，多见于自主呼吸或患者于呼吸机对抗的初期。③也可见于颈神经有横断性病变者或存在持续的肌肉松弛作用。

(10)心源性振动呼气末二氧化碳曲线(图 15-11)：一般可见于：①由于心跳拍击肺所引起，呈现

(14)呼气末二氧化碳过高：一般可见于以下几种情况：①呼吸频率和峰相均正常，但呼气末二氧化碳值高于正常(图15-15)，常见于人工通气患者，呼吸机频率正常，但每分钟通气量太低或开始呼吸频率和每分钟通气量正常，但体温很快声升高，如恶性高热。②呼吸过缓型二氧化碳值高于正常(图15-16)，属于呼吸受抑制而无代偿，可见于颅内压增高，吗啡类药物抑制呼吸(如哌噻啶、芬太尼)，呼吸机频率和每分钟通气量都过低。③通气不足伴呼吸过速(图15-17)，呼气末二氧化碳值高于正常，属于呼吸抑制，并试图以高呼吸率进行补偿，常见于在自主呼吸的情况下，使用挥发麻醉剂(如氟烷)，呼吸机频率较快，伴潮气量低。④严重的通气不足(图15-18)，伴快速呼吸以进行补偿，在呼气末二氧化碳图上可误认为二氧化碳过低，多数无正常峰相，胸部按压或用力呼气都可见到真实的二氧化碳值(见箭头)，一般可见于自主或控制呼吸，患者有自主呼吸但有较严重的呼吸肌肉麻痹，呼吸机故障或管道系统有漏气。

(15)呼气末二氧化碳过低：一般见于以下几种情况：①具有正常的呼吸频率和峰相，但呼气末二氧化碳过低(图15-19)，见于人工通气患者，呼吸机呼吸频率正常，但每分钟通气量调得太高或患者处于休克状态，呼吸频率和潮气量都正常，但体温低，亦可见于自主呼吸的患者对代谢性酸中毒进行补偿。②呼吸过缓，低于正常呼吸末二氧化碳值及峰相(图15-20)，常见于人工通气的患者，呼吸机通气频率过慢而每分钟通气量过高，或自主呼吸的患者中枢神经系统损害(即所谓中枢神经元性通气过度)、体温过低和应用麻醉止痛剂而引发呼吸抑制。③呼吸过速，但呼气末CO₂低于正常及出现短峰相(图15-21)，见于在人工通气的患者，呼吸机通气频率和每分钟通气量都过高，或自主呼吸的患者处于疼痛状态、试图补偿代谢性酸中毒或某些原因导致中枢性过度通气、严重休克等情况。

(16)呼吸节律紊乱情况：一般可见于以下几种情况：①陈-施呼吸(图15-22)，只见于有自主呼吸的患者，每组呼吸后都有心源性振动(黑色箭头所指)，可见于严重的脑动脉硬化、脑卒中、酒精中毒等。②起伏呼吸(图15-23)，见于某些陈-施呼吸与正常呼吸相交替的患者，只存在于有自主呼吸的患者。由于潮气量呈规律变化，二氧化碳趋势波形出现特征性，类似波浪样的起伏变化。③喘息性呼吸(图15-24),常见于呼吸频率非常慢(2~6次/ min),二氧化碳大多数高于正常，在每组呼吸后常有心源性振动(如黑色箭头所指)，见于非常严重的呼吸抑制或濒临死亡的患者。④非常不规则或混杂的呼吸(图15-25)，其波形特点为毫无规则，各个曲线波的大小，形态和高度均不一致，平均二氧化碳值高于正常，常见于脑功能严重损害的患者。⑤叹气呼吸(图15-26)，其波形特点为波形规则，被间断规则的深叹气所中断，生理性出现于婴幼儿或高龄老人的睡眠或麻醉状态下，年轻人或成年人深叹气5min内超过一次者则为病理性，提示有脑损害，平均二氧化碳值可为正常，也可高于或低于正常。正常健康人深叹气时的二氧化碳值低于平均二氧化碳值(图15-27A)，阻塞性肺疾病患者深叹气时二氧化碳值高于平均二氧化碳值(图15-27B)。

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(17)人机对抗(图15-28)：一般可见于以下几种情况：①当患者开始与呼吸机对抗时，规则的二氧化碳波形就被中断，随后患者的呼吸运动迅速增加，由于呼吸肌运动增加使机体代谢率增加，因此呼气末二氧化碳轻微升高(图15-28 中 A 处)。②呼吸机所产生的二氧化碳曲线图(图15-28中B