论著
经皮二氧化碳分压及氧分压监测在新生儿呼吸衰竭中的应用
中华新生儿科杂志, 2018,33(6) : 437-441. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2096-2932.2018.06.009
摘要
目的

探讨经皮二氧化碳分压(transcutaneous CO2,TcPCO2)及经皮氧分压(transcutaneous O2,TcPO2)监测在新生儿呼吸衰竭患儿中的应用。

方法

前瞻性选择2017年8月至2018年2月本院新生儿救护中心收治的新生儿呼吸衰竭患儿,入院后给予无创辅助通气或气管插管机械通气治疗,监测并记录患儿呼吸支持后30 min、6 h、24 h及出院前4个时间点TcPCO2及TcPO2,同时监测动脉二氧化碳分压(arterial partial pressure of CO2,PaCO2)及动脉氧分压(arterial partial pressure of O2,PaO2),采用相关分析、一致性分析比较TcPO2及TcPCO2与PaO2及PaCO2的关联度。

结果

研究期间最终纳入呼吸衰竭新生儿92例,共收集到368对配对样本。男58例,女34例;胎龄(34.3±4.2)周;出生体重(2 250±730) g。患儿在呼吸支持后30 min、6 h、24 h及出院前4个时间点TcPCO2与PaCO2具有较好的相关性及一致性(30 min:r=0.790、95%CI 0.656~0.884,6 h: r=0.827、95%CI 0.710~0.908,24 h: r=0.901、95%CI 0.867~0.932,出院前:r=0.905、95%CI 0.830~0.954,P均<0.05)。TcPO2与PaO2在30 min、6 h及24 h相关性较差(30 min:r=0.629、95%CI 0.461~0.767,6 h:r=0.638、95%CI 0.465~0.793,24 h:r=0.739、95%CI 0.619~0.831);出院前相关性较好(r=0.886、95%CI 0.818~0.934)。

结论

在组织灌注良好的情况下,TcPCO2监测可以准确、持续、无创评估呼吸衰竭新生儿的PaCO2,而对于TcPO2仍需综合其他指标判断。

引用本文: 许景林, 王瑞泉, 吴联强, 等.  经皮二氧化碳分压及氧分压监测在新生儿呼吸衰竭中的应用 [J] . 中华新生儿科杂志, 2018, 33(6) : 437-441. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2096-2932.2018.06.009.
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新生儿呼吸衰竭是新生儿重症监护病房(neonatal intensive care unit,NICU)较为常见的疾病,其发病率、病死率均较高[1]。临床上常采用动脉血气分析监测作为评价危重症患儿呼吸衰竭通气情况的"金标准"。但在新生儿,尤其是胎龄<32周早产儿和凝血功能异常患儿,多次取血、应激刺激易引起脑出血、创伤、感染、医源性贫血等严重并发症[2,3,4]。目前经皮氧分压(transcutaneous O2,TcPO2)及经皮二氧化碳分压(transcutaneous CO2,TcPCO2)监测在欧美国家NICU中的极低出生体重儿已得到广泛应用[5],但国内应用于新生儿呼吸衰竭患儿的报道仍较少。本研究旨在通过对比呼吸衰竭新生儿TcPO2及TcPCO2检测结果与动脉血气分析结果之间的相关性及一致性,探讨TcPO2及TcPCO2监测在呼吸衰竭新生儿中的应用价值。

对象和方法
一、研究对象

前瞻性选择2017年8月至2018年2月本院新生儿救护中心收治的新生儿呼吸衰竭患儿。入选标准:(1)胎龄≥28周;(2)体重≥1 000 g;(3)符合新生儿呼吸衰竭诊断标准[6,7]:研究期间入住NICU且辅助通气≥24 h的新生儿,辅助通气包括气管插管机械通气(常频和高频通气)和(或)经鼻持续气道正压通气。同时满足Ⅰ型呼吸衰竭动脉氧分压(arterial partial pressure of O2,PaO2)≤50 mmHg,Ⅱ型呼吸衰竭PaO2≤50 mmHg且动脉血二氧化碳分压(arterial partial pressure of CO2,PaCO2)≥50 mmHg。排除标准:(1)经皮血气检测探头固定部位皮肤存在水肿、感染、皮肤黏膜损伤;(2)发热或体温不升;(3)烦躁不安,无法在安静状态下取得稳定的经皮血气数值;(4)组织低灌注表现,如皮肤温度低、出现花斑纹,毛细血管充盈时间>2 s;(5)病情极度危重需持续抢救或住院期间放弃治疗或死亡等资料不完整。本研究经医院伦理委员会审批[(2017)年伦审第(16)号]。

二、方法
1.TcPO2和TcPCO2检测方法:

应用经皮血气监测仪(TCM4经皮氧和二氧化碳监测仪,丹麦雷度)在患儿呼吸支持后30 min、6 h、24 h及出院前同时进行检测,检测前室温25 ℃,氧气和二氧化碳联合探测器温度43 ℃,进行标准气体校正。监测部位为患儿上腹部皮肤,清洁局部皮肤并擦干,粘贴固定环,以防漏气,注入接触液及固定电极,待监测数值稳定后(约10 min)记录监测结果。

2.PaO2和PaCO2检测方法:

应用动脉血气分析仪(RAPID Point500,西门子),待TcPO2和TcPCO2监测数值稳定并完整记录后立即抽取桡动脉血行动脉血气分析测定,并记录检测结果。

三、统计学方法

应用SPSS 17.0统计软件进行数据分析。计量资料以±s表示,组间比较采用t检验;TcPO2、TcPCO2与PaO2、PaCO2之间采用配对方法进行双变量Pearson相关性研究,若相关性较好(r>0.75),则再以配对TcPO2与PaO2或TcPCO2与PaCO2的平均值为横坐标,差值为纵坐标绘制Bland-Altman图,并标出95%一致性界限的上下限和差值的均数,根据95%一致性界限内的数据点数和一致性界限内差值的最大绝对值,以及临床上的可接受程度,对两种方法的一致性做出评价。P<0.05为差异有统计学意义。

结果
一、一般资料

研究期间共入选97例新生儿呼吸衰竭患儿,因患儿并发感染性休克出现组织低灌注表现排除2例,住院期间放弃治疗或者死亡排除3例,最终纳入92例,共收集368对配对样本。其中男58例,女34例;胎龄(34.3±4.2)周,出生体重(2 250±730) g。入院诊断为新生儿呼吸窘迫综合征25例,感染性肺炎21例,新生儿窒息12例,新生儿吸入性肺炎10例,新生儿缺氧缺血性脑病5例,新生儿暂时性呼吸困难4例,新生儿胎粪吸入综合征3例,新生儿败血症4例,频繁呼吸暂停5例,其他疾病3例。

二、各时点TcPCO2与PaCO2、TcPO2与PaO2相关性分析

患儿呼吸支持后30 min、6 h、24 h及出院前4个时间点TcPCO2与PaCO2成正相关,且相关性较好(r>0.75,P<0.05);呼吸支持后30 min、6 h、24 h TcPO2与PaO2虽有相关性,但相关性较弱(r<0.75,P<0.05),出院前TcPO2和PaO2相关性较好(r>0.75,P<0.05)。见表1

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表1

患儿各时间点TcPCO2与PaCO2及TcPO2与PaO2的Pearson相关性分析

表1

患儿各时间点TcPCO2与PaCO2及TcPO2与PaO2的Pearson相关性分析

时间点例数rP95%CI
呼吸支持后30 min    
 TcPCO2与PaCO2920.790<0.0010.656~0.884
 TcPO2与PaO2920.629<0.0010.461~0.767
呼吸支持后6 h    
 TcPCO2与PaCO2920.827<0.0010.710~0.908
 TcPO2与PaO2920.638<0.0010.465~0.793
呼吸支持后24 h    
 TcPCO2与PaCO2920.901<0.0010.867~0.932
 TcPO2与PaO2920.739<0.0010.619~0.831
出院前    
 TcPCO2与PaCO2920.905<0.0010.830~0.954
 TcPO2与PaO2920.886<0.0010.818~0.934

注:TcPCO2为经皮二氧化碳分压,PaCO2为动脉二氧化碳分压,TcPO2为经皮氧分压,PaO2为动脉氧分压

三、各时点TcPCO2与PaCO2、TcPO2与PaO2一致性分析
1.TcPCO2与PaCO2

呼吸支持后30 min、6 h、24 h及出院前TcPCO2与PaCO2的差值均接近0 mmHg,分别有93.5%(86/92)、95.7%(88/92)、94.6%(87/92)、96.7%(89/92)的点落在95%一致性界限内,TcPCO2与PaCO2差值的最大绝对值分别为11.3、9.3、6.6、2.7 mmHg,表明TcPCO2和PaCO2两种方法检测的结果具有较好的一致性。见表2图1

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表2

患儿各时间点TcPCO2与PaCO2bland-altman一致性分析(mmHg)

表2

患儿各时间点TcPCO2与PaCO2bland-altman一致性分析(mmHg)

时间点例数TcPCO2与PaCO2差值的均值95%一致性界限内差值的最大绝对值95%一致性界限
呼吸支持后30 min921.1011.30-11.82~9.62
呼吸支持后6 h922.099.30-9.46~5.46
呼吸支持后24 h921.536.60-6.76~3.71
出院前920.192.70-3.18~2.79

注:TcPCO2为经皮二氧化碳分压,PaCO2为动脉二氧化碳分压

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图1
患儿各时间点TcPCO2与PaCO2的bland-atlman散点图:A. 呼吸支持后30 min;B.呼吸支持后6 h;C.呼吸支持后24 h;D.出院前
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图1
患儿各时间点TcPCO2与PaCO2的bland-atlman散点图:A. 呼吸支持后30 min;B.呼吸支持后6 h;C.呼吸支持后24 h;D.出院前
2.TcPO2与PaO2

出院前TcPO2与PaO2差值的均值为-1.75 mmHg,有92.4%(85/92)的点落在95%一致性界限内,TcPO2与PaO2差值的最大绝对值为12.0 mmHg,95%一致性界限为-8.54~12.04 mmHg,表明患儿出院前TcPO2与PaO2一致性较好。

四、TcPCO2与PaCO2、TcPO2与PaO2偏差较大病例分析

368对配对样本中TcPCO2与PaCO2偏差较大的有5对(>15 mmHg),TcPO2与PaO2偏差较大的有46对(>15 mmHg),对这些偏差较大的病例进行分析发现,2例患儿存在明显有血流动力学意义的动脉导管未闭,动脉导管闭合后TcPCO2和TcPO2准确性明显升高,其余患儿并未发现明确影响结果的特殊因素。

讨论

新生儿呼吸衰竭是NICU最常见的临床危急症,也是造成新生儿死亡和高额医疗费用的主要原因之一。新生儿呼吸衰竭在国外的发生率、病死率较高,如美国加州和纽约两地的新生儿呼吸衰竭发生率为1.8%,且绝大部分为低出生体重儿,病死率为11.1%[8]。目前治疗新生儿呼吸衰竭最有效的方法为无创辅助通气和气管插管机械通气。为保证患儿通气治疗处于最佳状态,尽量减少呼吸支持过程中可能出现的各种并发症,动脉血气分析的监测必不可少,但其具有有创性和监测不连续性等缺点,因此本研究引入了无创血气分析,动态监测TcPCO2和TcPO2

TcPCO2、TcPO2监测的原理是固定于皮肤表面的经皮监测器电极通过加热使毛细血管气体弥散增加,由此可监测到二氧化碳分压和氧分压。有文献报道,新生儿电极温度在43 ℃时,在保证皮肤安全性的同时,可获得最准确的测量值[9]。目前也有研究报道在正常体温下使用红外线光谱技术监测二氧化碳的可能性[10]。本研究为确保患儿皮肤的安全性及测量结果的准确性,电极温度设置在43 ℃。近年来,TcPCO2和TcPO2监测技术已应用于成人和儿童重症监护室通气功能监测、麻醉术后监护、肢体血管疾病诊疗、循环系统外周组织灌注的监测等领域[11,12,13,14]。TcPCO2、TcPO2监测是否可以准确反映新生儿PaCO2、PaO2,甚至减少新生儿近远期不良结局的发生国内外报道不一[15,16,17]

本研究对比呼吸衰竭新生儿TcPO2及TcPCO2检测结果与动脉血气分析结果之间的相关性及一致性,发现组织灌注良好的呼吸衰竭新生儿在呼吸支持治疗后30 min、6 h、24 h及出院前4个时间点的TcPCO2与PaCO2之间均具有较好的相关性。国外Aliwalas等[15]认为与呼吸末二氧化碳相比,TcPCO2与PaCO2的相关性更好。国内任艳丽等[16]也报道在呼吸障碍组、循环障碍组和极低出生体重儿TcPCO2与PaCO2具有较好的相关性,相关系数分别达0.766、0.921、0.874,认为TcPCO2测定在呼吸障碍、循环障碍患儿和极低出生体重儿可以预测PaCO2

目前关于TcPO2与PaO2的相关性及一致性研究相关报道不一。刘玉梅和何少茹[17]研究显示TcPO2与PaO2之间的Pearson系数为0.909,认为TcPO2监测可以准确评估新生儿PaO2。任艳丽等[16]则认为TcPO2与PaO2相关性较弱,需综合经皮氧饱和度才能准确判断氧合。虽然在本研究中,患儿各时点TcPO2与PaO2也具有相关性,但是在新生儿呼吸衰竭治疗后30 min、6 h、24 h 3个时间点的相关性均较差(r<0.75),仅在病情恢复后出院前这个时间点具有较好的相关性(r>0.75)。因此,国内外各研究报道结果不一致可能与研究对象选取不同有关。临床上,对于新生儿呼吸衰竭患儿的氧合功能监测,建议联合TcPO2,必要时PaO2监测。近年来,成人越来越多研究证实可利用TcPO2与PaO2间的差值作为反映外周灌注的指标,应用于休克的早期预警[18],但在新生儿能否适用还需进一步临床研究证实。

虽然无创血气监测不受体重、探头位置、平均动脉压等的影响[15],但是基于无创血气分析的工作原理,任何可能影响气体弥散的因素都会影响测量结果的准确性。Nadkarni等[19]报道休克、低体温、低血压、皮肤水肿会影响局部毛细血管气体弥散导致监测结果存在较大偏差,无法准确预测PaCO2和PaO2。故本研究除外了伴有皮肤水肿、发热、体温不升及组织低灌注表现的患儿。本研究还发现无论是TcPO2还是TcPCO2监测,在患儿病情稳定后出院前均比病情进展或危重期具有更好的相关性,这与2014年Holowaychuk等[20]相关动物实验研究结果一致。2009年Hejlesen等[21]也认为当PaCO2偏离正常范围较大,TcPCO2检测的准确性降低。无创血气检测结果的准确性与患儿病情存在相关性的这种现象,考虑可能与病情进展或危重时期存在有临床未发现的轻微组织灌注不良有关,从而影响氧气、二氧化碳自毛细血管床向经皮监测仪电极膜扩散。本研究还对存在较大偏差的临床病例进行个例分析,发现2例存在明显有血流动力学意义的动脉导管未闭患儿,在动脉导管闭合后TcPCO2 、TcPO2准确性明显升高。TcPCO2和PaCO2两者之间的相关性是否会伴随着患儿病情稳定越来越好,以及动脉导管开放对TcPCO2 、TcPO2监测结果的影响,还需要设计更严谨的试验进一步研究证实。

综上所述,对于组织灌注良好的呼吸衰竭新生儿,其在使用无创呼吸支持或有创机械通气期间监测TcPCO2可较好地反映患儿机体二氧化碳潴留情况,动态预测PaCO2可避免因为多次抽血、刺激等引起脑出血、感染、医源性贫血等并发症,值得临床推广。

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