Theo dõi CO₂ (capnography và EtCO2)

GIỚI THIỆU

Thuật ngữ capnography dùng để chỉ phép đo không xâm lấn áp suất riêng phần của carbon dioxide (CO₂) trong hơi thở ra, được biểu thị dưới dạng nồng độ CO₂ theo thời gian. Mối quan hệ giữa nồng độ CO₂ và thời gian được mô tả bằng đồ họa dạng sóng CO₂ hoặc capnogram (hình 1).

Những thay đổi về hình thái của capnogram hỗ trợ chẩn đoán tình trạng bệnh, trong khi các biến đổi của nồng độ CO₂ cuối thì thở ra (EtCO₂)—tức nồng độ CO₂ tối đa vào cuối mỗi hơi thở—có thể được sử dụng để đánh giá mức độ nghiêm trọng và đáp ứng điều trị.

Capnography cũng là chỉ số có độ tin cậy cao nhất để xác nhận ống nội khí quản được đặt vào khí quản sau khi thực hiện đặt nội khí quản.

Oxy hóa và thông khí là hai chức năng sinh lý riêng biệt cần được đánh giá ở cả bệnh nhân được đặt nội khí quản và bệnh nhân thở tự nhiên. Đo oxy xung cung cấp phản hồi tức thời về oxy hóa (xem thêm “Đo oxy xung mạch - SpO₂”). Đo capnography cung cấp thông tin tức thời về thông khí (hiệu quả loại bỏ CO₂ của hệ thống phổi), tưới máu (hiệu quả vận chuyển CO₂ qua hệ thống mạch máu) và chuyển hóa (hiệu quả sản xuất CO₂ của quá trình chuyển hóa tế bào).

Đo Capnography đã trở thành một phần thường quy của hoạt động gây mê ở Châu Âu vào những năm 1970 và ở Hoa Kỳ vào những năm 1980. Hiện nay, đây là một thành tố của tiêu chuẩn chăm sóc đối với tất cả bệnh nhân gây mê toàn thân và đồng thời được áp dụng như một phần của theo dõi thường quy trong bối cảnh chăm sóc cấp cứu và trước viện.

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Thiết bị theo dõi EtCO2

Máy theo dõi carbon dioxide (CO₂) đo nồng độ khí hoặc áp suất riêng phần, với một trong hai cấu hình: dòng chính hoặc dòng phụ. Ở cấu hình dòng chính, khí hô hấp (trong trường hợp này là CO₂) được đo trực tiếp từ đường thở; cảm biến được đặt tại bộ chuyển đổi đường thở nằm trên trục của ống nội khí quản (ETT). Ở cấu hình dòng phụ, khí hô hấp được hút qua ống thông mũi hoặc ống thông mũi–miệng; một mẫu nhỏ từ hơi thở ra được hút qua ống thông đến cảm biến đặt bên trong máy theo dõi (hình 1).
Cấu hình dòng chính phù hợp cho bệnh nhân được đặt nội khí quản. Cấu hình dòng phụ có thể áp dụng cho cả bệnh nhân đặt nội khí quản và bệnh nhân không đặt nội khí quản.
Hệ thống dòng phụ được thiết kế để sử dụng với tốc độ dòng cao (khoảng 150 cc/phút) hoặc tốc độ dòng thấp (khoảng 50 cc/phút). Tốc độ dòng thay đổi tùy theo lượng CO₂ cần có trong mẫu hơi thở nhằm đạt được kết quả đọc chính xác. Hệ thống dòng thấp có tỷ lệ tắc nghẽn thấp hơn (do độ ẩm hoặc dịch tiết của bệnh nhân) và cho độ chính xác tốt ở những bệnh nhân có thể tích khí lưu thông (Vt) thấp (ví dụ: trẻ sơ sinh, trẻ nhỏ và bệnh nhân người lớn bị giảm thông khí kèm thở với thể tích khí lưu thông thấp). Hệ thống dòng thấp cũng có khả năng chống lại sự pha loãng do oxy bổ sung. Ngược lại, hệ thống dòng cao lấy mẫu ở mức ≥100 cc/phút đã được chứng minh là không chính xác ở trẻ sơ sinh, trẻ nhỏ, trẻ thiếu niên và ở những bệnh nhân người lớn bị giảm thông khí.
Thiết bị theo dõi CO₂ có thể ở dạng định lượng hoặc định tính. Thiết bị định lượng đo CO₂ cuối thì thở ra (EtCO₂) chính xác dưới dạng số (capnometry) hoặc dưới dạng số và dạng sóng (capnography). Thiết bị định tính (ví dụ: thiết bị dò theo màu) cho biết phạm vi EtCO₂ giảm xuống (ví dụ: 0 đến 10 mmHg hoặc >35 mmHg) trái ngược với giá trị đo chính xác (ví dụ: 38 mmHg).
Đầu dò EtCO₂ theo màu, bao gồm một mảnh giấy quỳ được xử lý đặc biệt, sẽ đổi màu khi tiếp xúc với CO₂ (màu tím [purple] đối với EtCO₂ <3 mmHg; màu nâu vàng [tan] đối với EtCO₂ từ 3 đến 15 mmHg; và màu vàng [yellow] đối với EtCO₂ >15 mmHg). Công dụng chính là để xác minh vị trí đặt ống nội khí quản. Khi có sự thở ra CO₂ từ ống nội khí quản đặt trong khí quản, giấy quỳ đổi màu từ tím sang vàng. Nếu ống nội khí quản đặt không đúng cách trong thực quản, khí CO₂ không được dẫn đến, vì vậy sẽ không có thay đổi màu của giấy quỳ (giấy vẫn giữ màu tím). Khi đánh giá các nghiên cứu về EtCO₂, cần thiết phải phân biệt các nghiên cứu liên quan đến phép đo định tính (đo màu - colorimetric) với các nghiên cứu mô tả phương pháp định lượng có hiển thị dạng sóng đồ họa (đo thán đồ - capnography).
Đo thán đồ nồng độ CO₂ sử dụng bức xạ hồng ngoại (IR) để thực hiện phép đo. Các phân tử CO₂ hấp thụ bức xạ IR ở một bước sóng rất đặc hiệu (4,26 µm), và lượng bức xạ hấp thụ có mối quan hệ gần như theo cấp số nhân với nồng độ CO₂ trong mẫu hơi thở. Việc phát hiện các thay đổi trong mức bức xạ IR bằng cách sử dụng các máy dò quang nhạy với vùng quang phổ này cho phép tính toán nồng độ CO₂ trong mẫu khí.

DẠNG SÓNG (WAREFORM) CO₂

Hình 1. Dạng sóng CO2 bình thường

Biểu đồ capnogram được cấu thành từ 4 giai đoạn.

Giai đoạn 1 (thông khí khoảng chết, A–B) phản ánh thời điểm bắt đầu thở ra khi khoảng chết được làm sạch khỏi đường hô hấp trên và nồng độ CO₂ tiến gần mức bằng không.
Giai đoạn 2 (giai đoạn tăng dần, B–C) phản ánh sự gia tăng nhanh chóng nồng độ carbon dioxide (CO₂) trong luồng khí thở khi CO₂ di chuyển từ phế nang đến đường hô hấp trên.
Giai đoạn 3 (giai đoạn cao nguyên phế nang, C–D) phản ánh việc nồng độ CO₂ đạt đến trạng thái tương đối đồng đều trong toàn bộ luồng hơi thở từ phế nang đến mũi. Điểm D xuất hiện ở cuối giai đoạn cao nguyên phế nang, biểu thị nồng độ CO₂ tối đa vào cuối thì thở và được gọi là CO₂ cuối thì thở ra (EtCO₂). Đây là con số được hiển thị trên màn hình theo dõi.
Giai đoạn 4 (D–E) biểu thị chu kỳ hít vào khi CO₂ giảm xuống mức 0.
Một capnogram bình thường (tức hơi thở hợp lệ) ở bệnh nhân thuộc mọi lứa tuổi được đặc trưng bởi tập hợp các yếu tố: nồng độ CO₂ bắt đầu từ 0 và trở về 0, nồng độ CO₂ tối đa sau mỗi lần thở (tức EtCO₂), biên độ phản ánh nồng độ EtCO₂, chiều rộng phản ánh thời gian thở ra và có hình dạng đặc trưng tương ứng với chức năng phổi bình thường.
Ở bệnh nhân có chức năng phổi bình thường, capnogram có hình thang đặc trưng và độ chênh lệch nhỏ giữa nồng độ CO₂ phế nang (tức EtCO₂) và nồng độ CO₂ động mạch (PaCO₂) trong khoảng từ 0 đến 5 mmHg (hình 1). Lượng khí ở khoảng chết sinh lý là nguyên nhân tạo nên độ dốc bình thường này.
Ở bệnh nhân mắc bệnh phổi tắc nghẽn, lưu lượng thở ra bị suy giảm và quá trình làm rỗng phế nang không đồng đều do tình trạng mất cân đối giữa thông khí và tưới máu; vì vậy đường đi lên có dạng tròn hơn và độ dốc hướng lên trên ở giai đoạn cao nguyên phế nang (hình 2). Ở những bệnh nhân có chức năng phổi bất thường kèm mất cân đối giữa thông khí và tưới máu, chênh lệch EtCO₂–PaCO₂ có thể mở rộng tùy theo mức độ nặng của bệnh phổi. EtCO₂ ở bệnh nhân mắc bệnh phổi chỉ có giá trị hữu ích trong việc đánh giá xu hướng diễn biến thông khí theo thời gian; các giá trị EtCO₂ đơn lẻ có thể hoặc không tương quan với PaCO₂.

Hình 2. Dạng sóng CO2 trong COPD và suy tim sung huyết

ỨNG DỤNG LÂM SÀNG ĐỐI VỚI BỆNH NHÂN ĐƯỢC ĐẶT NỘI KHÍ QUẢN

Đo thán đồ (capnography) ở bệnh nhân được đặt nội khí quản được sử dụng nhằm:

Xác nhận vị trí ống nội khí quản (ETT).
Theo dõi liên tục vị trí ống trong quá trình vận chuyển.
Đánh giá hiệu quả hồi sức và hỗ trợ tiên lượng trong ngừng tim.
Chỉ báo ROSC (tái lập tuần hoàn tự nhiên) trong quá trình ép ngực (CPR).
Chuẩn độ nồng độ carbon dioxide cuối thì thở ra (EtCO₂) ở bệnh nhân nghi ngờ tăng áp lực nội sọ.
Xác định tiên lượng trong chấn thương.
Xác định tính đầy đủ của thông khí.

Bảng 1. Dạng sóng CO2 trong đánh giá đường thở đối với an thần và giảm đau trong thủ thuật

Bảng 2. Dạng sóng CO2 trong đánh giá đường thở đối với an thần và giảm đau trong thủ thuật

Dạng sóng CO2 trong đánh giá đường thở đối với an thần và giảm đau trong thủ thuật

Xác thực vị trí ống nội khí quản (ETT)

Vị trí đặt ống nội khí quản đúng cần được xác thực ngay sau mỗi lần đặt nội khí quản; phương pháp phù hợp nhất là đo CO₂ dạng sóng.
Ngoài việc xác thực và theo dõi vị trí ETT, đo thán đồ còn cung cấp thông tin tương tự về vị trí đặt các thiết bị đường thở nâng cao thay thế (ống [tube] thanh quản, mặt nạ [mask] thanh quản, ống kết hợp thực quản-khí quản).
Độ chính xác của EtCO₂ trong xác thực vị trí ETT giúp bác sĩ lâm sàng giải quyết các quyết định liên quan đến đường thở khó khăn. Ví dụ: trong tình huống một bệnh nhân hồi sức sau chấn thương do đuối nước trở nên khó khăn để thông khí và có hạ huyết áp sau RSI (đặt nội khí quản trình tự nhanh), sự hiện diện của dạng sóng tạo sự an tâm về vị trí ETT; khi đó bác sĩ có thể cân nhắc các nguyên nhân khác làm mất bù. Giải áp dạ dày căng chướng bằng ống thông miệng-dạ dày đã giải quyết các khó khăn về thông khí và huyết áp.

Theo dõi vị trí ETT trong quá trình vận chuyển

UMI (ống nội khí quản sai vị trí không được nhận biết - Unrecognised misplaced intubation) có hậu quả thảm khốc và có thể xảy ra khi ETT bị đánh bật trong quá trình vận chuyển bệnh nhân. Theo dõi liên tục vị trí ETT trong quá trình vận chuyển giúp phòng ngừa UMI. Việc xác thực EtCO₂ về vị trí ETT ban đầu và giám sát thán đồ (capnographic) liên tục về vị trí ETT là chăm sóc tiêu chuẩn được Hiệp hội Gây mê Hoa Kỳ chấp nhận và được các tổ chức quốc gia khác khuyến cáo là phương pháp đáng tin cậy nhất.
Một nghiên cứu quan sát, trước viện trên 153 ca đặt nội khí quản ghi nhận tỷ lệ UMI 23% ở nhóm không theo dõi EtCO₂ liên tục, trong khi nhóm được theo dõi liên tục EtCO₂ duy trì tỷ lệ 0% UMI. Xác thực đường thở bằng thiết bị dò CO₂ theo màu là một ứng dụng khác của capnography; thiết bị có thể sử dụng cho bệnh nhân đặt nội khí quản trước viện (pre-hospital) và trong viện (in-hospital).

Hiệu quả của CPR

Trong ngừng tim, thông khí phế nang và trao đổi chất về cơ bản là hằng số; do đó EtCO₂ phản ánh lưu lượng máu phổi. Vì vậy, EtCO₂ có thể được xem như thước đo hiệu quả ép tim. Khi CPR hiệu quả làm tăng cung lượng tim (CO), EtCO₂ sẽ tăng, phản ánh sự gia tăng tưới máu.
Đo EtCO₂ có biến thiên theo lưu lượng tim do ép tim tạo ra đã được mô tả ở cả bệnh nhân EMS (dịch vụ cấp cứu y tế) và ICU (đơn vị hồi sức tích cực). Cả hai nghiên cứu quan sát tiến cứu đều ghi nhận EtCO₂ <3 mmHg ngay sau khi ngừng tim; trong quá trình ép tim, EtCO₂ tăng và đạt đỉnh trung bình >7,5 mmHg ngay trước khi ROSC. Đỉnh EtCO₂ là dấu hiệu sớm nhất của ROSC và có thể xuất hiện trước khi mạch hoặc huyết áp đo được trở lại. Một nghiên cứu quan sát khác trên dữ liệu thu thập trong CPR ở người cho thấy tương quan dương giữa độ sâu lần ép tim và EtCO₂ (tăng 10 mm độ sâu ép tim làm tăng EtCO₂ 1,4 mmHg), cũng như tương quan với tần số thông khí và EtCO₂ (tăng 10 nhịp thở/phút làm giảm EtCO₂ 3 mmHg). Các kết quả xác nhận rằng EtCO₂ cao hơn trong CPR tương quan với tăng ROSC và khả năng sống sót.

Tái lập tuần hoàn tự nhiên (ROSC)

Trong ngừng tim, EtCO₂ là chỉ báo sớm nhất về sự tái lập tuần hoàn tự nhiên (ROSC). Khi tim hoạt động trở lại, tăng CO và dẫn đến tăng tưới máu làm EtCO₂ tăng nhanh chóng do CO₂ tích lũy trong quá trình ngừng tim được vận chuyển hiệu quả đến phổi và được thở ra; biểu hiện lâm sàng dưới dạng sự gia tăng đột ngột trong EtCO₂.
Hướng dẫn của Hiệp hội Tim mạch Hoa Kỳ (AHA) về hồi sức tim nhấn mạnh tầm quan trọng của việc ép tim liên tục không gián đoạn cho đến khi một nhịp tim đang được tưới máu thiết lập lại. Bằng chứng thực nghiệm cho thấy sự gián đoạn ép tim sau giai đoạn duy trì trước đó làm lưu lượng máu giảm và chỉ dần trở lại mức trước khi gián đoạn. Giám sát capnogram hầu như loại bỏ nhu cầu dừng ép tim để kiểm tra mạch; tái lập một nhịp tim được tưới máu đi kèm ngay lập tức với sự gia tăng đáng kể EtCO₂. Khi sự gia tăng EtCO₂ này được ghi nhận, có thể dừng ép tim an toàn trong lúc đánh giá mạch và huyết áp.
Theo một nghiên cứu quan sát trên 145 bệnh nhân ngừng tim ngoài bệnh viện (OHCA), có thể cần vài giây sau khi sốc điện chuyển nhịp (Electrical Conversion) để xuất hiện một nhịp tim được tưới máu tiềm năng trước khi các cơn bóp cơ học hiệu quả và tiếp theo là sự tăng EtCO₂. Do tưới máu mạch vành chưa được khôi phục hoàn toàn, việc dừng ép tim để kiểm tra mạch có thể làm xấu thêm nhịp tim; EtCO₂ là chỉ báo trước đáng tin cậy hơn của tái tưới máu so với kiểm tra mạch.
Các mức EtCO₂ cụ thể đã được chứng minh tương quan với ROSC. Trong một phân tích hệ thống của 17 nghiên cứu quan sát gồm hơn 6100 người trưởng thành bị ngừng tim (kết hợp dữ liệu từ 5 nghiên cứu), EtCO₂ ≥10 đến 20 mmHg trong CPR liên quan mạnh mẽ với ROSC. Ngược lại, EtCO₂ liên tục dưới 10 mmHg sau 20 phút CPR có 0,5% khả năng ROSC. Các nghiên cứu hồi cứu sau đó củng cố phát hiện chung này. Một nghiên cứu hồi cứu quan sát trên 526 bệnh nhân OHCA với nhịp tim không thể sốc điện cho thấy EtCO₂ đo lần đầu sau khi đặt thiết bị đường thở dự đoán ROSC và sống sót sau nhập viện. Cụ thể, nhóm EtCO₂ >45 mmHg tăng xác suất duy trì ROSC và tỉ lệ sống sót sau 30 ngày. Một nghiên cứu hồi cứu trên 324 bệnh nhân OHCA ghi nhận mức EtCO₂ cao hơn liên quan đến tỉ lệ defibrillation (khử rung tim) thành công cao hơn.

Các yếu tố gây nhiễu giá trị EtCO₂ trong hồi sức

Thuốc sử dụng trong hồi sức có thể ảnh hưởng đến giá trị EtCO₂. EtCO₂ thường giảm nhanh sau khi dùng epinephrine (adrenalin). Natri bicarbonate có thể tạo ra sự gia tăng thoáng qua EtCO₂; tuy nhiên, mức tăng EtCO₂ sau ROSC lớn hơn và kéo dài hơn so với sau bolus natri bicarbonate.

Tiên lượng trong ngừng tim

Trong một số nghiên cứu quan sát tiến cứu, nồng độ EtCO₂ ≤10 mmHg đo tại thời điểm 20 phút sau khi bắt đầu hỗ trợ sực sống tim nâng cao (ACLS) dự đoán chính xác tử vong ở bệnh nhân trưởng thành bị ngừng tim.
Giá trị tiên lượng của việc đo EtCO₂ đã được chứng minh trong nghiên cứu động vật và nghiên cứu trên người.

Nguyên nhân của ngừng tim

EtCO₂ cũng hữu ích trong việc xác định nguyên nhân ngừng tim.
Hai nghiên cứu trên động vật báo cáo EtCO₂ cao hơn khi ngừng tim do ngạt thở nguyên phát so với ngừng tim do rung thất. Các kết quả này phù hợp với một nghiên cứu quan sát tiến cứu trên nạn nhân ngừng tim trước viện. Nhóm ngạt thở (nhịp ban đầu vô tâm thu hoặc hoạt động điện vô mạch liên quan đến các tình trạng như dị vật đường thở, hít sặc, hen suyễn hoặc đuối nước) có nồng độ EtCO₂ cao hơn so với nhóm nhịp nhanh thất/rung thất (nhịp ban đầu nhịp nhanh thất/rung thất liên quan đến nhồi máu cơ tim cấp). Các khác biệt giữa các nhóm biến mất trong vòng vài phút nếu không xảy ra ROSC.

Tăng ICP (áp lực nội sọ) và tiên lượng chấn thương

Theo dõi EtCO₂ có thể giúp bác sĩ lâm sàng tránh tình trạng tăng thông khí vô ý ở bệnh nhân chấn thương sọ não và nghi ngờ tăng ICP. Theo dõi cũng hỗ trợ xác định tiên lượng cho nạn nhân chấn thương.

Áp lực CO₂ động mạch ảnh hưởng đến lưu lượng máu đến não. CO₂ máu cao dẫn đến giãn mạch máu não, trong khi CO₂ máu thấp dẫn đến co mạch máu não. Duy trì giảm thông khí (được định nghĩa là PaCO₂ ≥50 mmHg) làm tăng lưu lượng máu não và tăng ICP, có thể gây hại cho bệnh nhân chấn thương đầu. Duy trì tăng thông khí (được định nghĩa là PaCO₂ ≤30 mmHg) cũng bất lợi và liên quan đến kết cục thần kinh tồi tệ hơn ở người bệnh tổn thương não nghiêm trọng. Vì vậy, tốc độ thông khí để đạt CO₂ máu bình thường được nền tảng chấn thương não khuyến cáo.

Một số nghiên cứu hỗ trợ việc sử dụng theo dõi EtCO₂ liên tục ở bệnh nhân chấn thương đã được đặt nội khí quản:

Một nghiên cứu quan sát tiến cứu cho thấy tỷ lệ tăng thông khí vô ý thấp hơn ở bệnh nhân chấn thương đầu nặng đã được đặt nội khí quản và được theo dõi EtCO₂ liên tục so với bệnh nhân không theo dõi EtCO₂ liên tục (5.6% so với 13.4%; tỷ lệ chênh lệch [OR] 2.64; 95% IC 1.12-6.20).
Trong một nghiên cứu có kiểm soát ở các nạn nhân chấn thương kín được đặt nội khí quản, bệnh nhân được chỉ định thông khí hướng dẫn bằng capnography trong quá trình vận chuyển có khả năng cao hơn đáng kể đến việc được thông khí thích hợp dựa trên mức PaCO₂ thu được từ khí máu động mạch.

Các nghiên cứu cũng ghi nhận EtCO₂ thấp ở bệnh nhân chấn thương liên quan đến tỷ lệ tử vong và sốc mất máu:

Trong một nghiên cứu quan sát tiến cứu ở bệnh nhân chấn thương kín cần đặt nội khí quản trước viện, các giá trị EtCO₂ đo được 20 phút sau đặt nội khí quản phân biệt đại đa số người sống sót và không sống sót. EtCO₂ trung bình ở nhóm sống sót là 30,8 mmHg và ở nhóm không sống sót là 26,3 mmHg (95% CI chênh lệch giữa các trung bình 3 đến 6,75 mmHg).
Trong một nghiên cứu quan sát hồi cứu của 135 bệnh nhân chấn thương được vận chuyển bởi các dịch vụ y tế khẩn cấp (EMS) đến trung tâm chấn thương cấp một, mức EtCO₂ trước viện trung bình phân biệt trường hợp sống sót (34 mmHg, 95% CI 32-35) và không sống sót (18 mmHg, 95% CI 9-28), với khả năng phân biệt tốt hơn về tiên lượng so với các dấu hiệu sinh tồn hoặc oxy xung mạch (SpO₂).
Trong một đánh giá hồi cứu của 373 bệnh nhân chấn thương nhận phác đồ truyền máu số lượng lớn và trải qua phẫu thuật kiểm soát tổn thương, EtCO₂ ≤23 mmHg trong phòng mổ là yếu tố dự báo tỷ lệ tử vong.
Trong hai nghiên cứu hồi cứu ở bệnh nhân chấn thương người lớn không được đặt nội khí quản, dòng phụ ban đầu EtCO₂ ≤28,5 đến 29,5 mmHg liên quan đến tỷ lệ tử vong trong bệnh viện, nhu cầu truyền máu và tỷ lệ biến chứng cao hơn.

ỨNG DỤNG LÂM SÀNG ĐỐI VỚI BỆNH NHÂN THỞ TỰ NHIÊN

Trong một nhịp thở tự nhiên, khi bệnh nhân không đặt nội khí quản, thán đồ (capnography/capnometry; EtCO₂) có thể được áp dụng cho các tình huống sau:

Thực hiện đánh giá nhanh chóng bệnh nặng hoặc bệnh nhân co giật.
Xác định đáp ứng với điều trị trong nguy kịch hô hấp cấp tính.
Xác định sự đầy đủ của thông khí ở bệnh nhân ngủ gà hoặc bất tỉnh, hoặc ở những bệnh nhân đang trải qua thuốc an thần theo thủ thuật.
Phát hiện nhiễm toan chuyển hóa ở bệnh nhân tiểu đường và ở trẻ em bị viêm dạ dày ruột.
Cung cấp các chỉ số tiên lượng ở bệnh nhân nhiễm trùng huyết hoặc sốc nhiễm trùng.

Đánh giá đường thở, hô hấp và tuần hoàn

Đường thở, hô hấp và tuần hoàn (ABC) của bệnh nhân có thể được đánh giá nhanh thông qua dạng sóng capnography và giá trị carbon dioxide cuối thì thở ra (EtCO₂).
Sự hiện diện của dạng sóng bình thường cho thấy đường thở thông thoáng và bệnh nhân thở tự nhiên. Giá trị EtCO₂ bình thường (35 đến 45 mmHg) phản ánh thông khí và tưới máu đầy đủ.
Capnography có thể được dùng để đánh giá bệnh nhân không phản ứng (bất tỉnh), từ bệnh nhân đang co giật đến nạn nhân của ngộ độc hóa chất.
Khác với đo oxy xung mạch, capnography không bị ảnh hưởng bởi tình trạng bệnh nhân cử động và cung cấp các chỉ số đáng tin cậy trong bối cảnh tưới máu thấp. Các nghiên cứu đã ghi nhận rằng EtCO₂ ≤29,5 mmHg có thể dự đoán độc lập nhu cầu truyền máu số lượng lớn.

Đánh giá ngưng thở bởi thăm khám và EtCO2

Co giật

Capnogram là phương thức theo dõi duy nhất với tính chính xác và độ tin cậy cao trong giai đoạn co giật đang diễn ra, do capnogram được xác định hoàn toàn bởi hoạt động hô hấp và không bị chi phối bởi hoạt động cơ hoặc các hiện tượng chuyển động (cử động của bệnh nhân). Dữ liệu thán đồ (tần số hô hấp, EtCO₂ và capnogram) có thể được sử dụng để phân loại:

Bệnh nhân co giật bị ngưng thở (sóng phẳng, không đọc EtCO₂ và không có chuyển động thành ngực).
Bệnh nhân co giật kèm thông khí không hiệu quả (dạng sóng nhỏ, giá trị EtCO₂ thấp).
Bệnh nhân co giật kèm thông khí hiệu quả (dạng sóng CO₂ bình thường, giá trị EtCO₂ bình thường).

Nguy kịch hô hấp cấp tính

Đo thán đồ (Canography) cho phép theo dõi động học tình trạng thông khí ở bệnh nhân nguy kịch hô hấp cấp tính do bất kỳ nguyên nhân nào, bao gồm: viêm tiểu phế quản, hen suyễn, xơ nang, suy tim và bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD). Một số nghiên cứu cho thấy phân tích dạng sóng định lượng có thể phân biệt giữa suy tim và COPD.
Bằng cách đo EtCO₂ và tần số thở ở mỗi nhịp thở, capnography cung cấp phản hồi tức thời về tình trạng lâm sàng. Tần số thở được đo trực tiếp từ đường thở (mũi và miệng) qua ống thông (cannula) mũi hoặc miệng, cho kết quả đáng tin cậy hơn so với theo dõi hô hấp bằng trở kháng (thiết bị cảm biến). Trong tình trạng tắc nghẽn đường hô hấp trên và co thắt thanh quản, theo dõi bằng trở kháng ghi nhận chuyển động của thành ngực và vì vậy diễn giải như một nhịp thở hợp lệ, ngay cả khi bệnh nhân không thông khí. Ngược lại, capnography phát hiện không có thông khí và hiển thị dạng sóng phẳng.
Các bác sĩ lâm sàng có thể nhanh chóng đánh giá xu hướng EtCO₂. Ví dụ, bệnh nhân có tần số thở là 30 sẽ tạo ra 150 lần đọc EtCO₂ trong năm phút. Điều này cung cấp đủ dữ liệu để xác định liệu tình trạng thông khí có đang xấu đi dù đã điều trị (tăng EtCO₂), đang ổn định (EtCO₂ ổn định) hay đang cải thiện (giảm EtCO₂). Chẳng hạn, sự gia tăng EtCO₂ phản ánh tình trạng thông khí đang xấu đi ở bệnh nhân thở nhanh cấp tính mắc bệnh phổi tắc nghẽn đang tiến triển tình trạng mệt mỏi cơ hô hấp hoặc tắc nghẽn đường thở dưới (hô hấp dưới) nghiêm trọng hơn.

An thần theo thủ thuật

Khuyến cáo theo dõi liên tục thán đồ (Capnography) cho tất cả bệnh nhân đang được an thần và giảm đau theo thủ thuật (PSA). Capnography có thể phát hiện nhanh các biến cố bất lợi phổ biến liên quan đến đường thở và hô hấp trong quá trình PSA, bao gồm: suy hô hấp, ngưng thở, tắc nghẽn đường hô hấp trên, co thắt thanh quản và co thắt phế quản. Bệnh nhân được theo dõi bằng capnography ít bị các đợt thiếu oxy hơn đáng kể so với bệnh nhân được theo dõi theo cách thông thường; đặc biệt, do việc cung cấp oxy bổ sung có thể làm giảm hiệu quả của phép đo độ bão hòa oxy xung mạch (SpO₂) như một thiết bị cảnh báo sớm tình trạng suy hô hấp trong quá trình PSA.

Suy hô hấp do quá liều thuốc an thần sẽ biểu hiện EtCO₂ cao hoặc thấp bất thường trước khi SpO₂ phát hiện tình trạng thiếu oxy máu, đặc biệt ở những bệnh nhân được cung cấp oxy bổ sung. Trong một thử nghiệm, thời gian trung bình giữa thời điểm bắt đầu suy hô hấp (được xác định bằng EtCO₂) và tình trạng thiếu oxy máu là 60 giây (phạm vi từ 5 đến 240 giây):

Dạng sóng phẳng – Có thể do hiệu chuẩn (calibration) màn hình (sẽ hiển thị "hiệu chuẩn" trên màn hình), tắc ống thông (sẽ hiển thị "tắc nghẽn" trên màn hình) hoặc ngưng thở (trung ương hoặc do tắc nghẽn). Sự kết hợp của không có chuyển động thành ngực và dạng sóng phẳng giúp phân biệt ngưng thở trung ương với ngưng thở do tắc nghẽn (tắc nghẽn đường thở trên hoặc co thắt thanh quản), biểu hiện bằng chuyển động thành ngực. Đáp ứng với các thao tác căn chỉnh đường thở (ví dụ, nâng cằm, đẩy hàm) có thể phân biệt tắc nghẽn đường thở trên với co thắt thanh quản.
Dạng sóng dao động giảm dần về chiều cao – Xảy ra khi dùng thuốc an thần quá liều và là dấu hiệu của ngưng thở sắp xảy ra.
Dạng sóng nhỏ xen kẽ với dạng sóng phẳng – Mẫu dạng sóng không đều này xảy ra khi giảm thông khí do giảm hô hấp và biểu thị nhịp thở theo chu kỳ.
Dạng sóng đang tăng lên về chiều cao – Xảy ra khi giảm thông khí do thở chậm và phản ánh EtCO₂ đang tăng. EtCO₂ >70 mmHg ở bệnh nhân không mắc COPD cho thấy suy hô hấp.
Dạng sóng đang giảm xuống về chiều cao – Xảy ra khi giảm thông khí do giảm hô hấp (tức là thở với thể tích khí lưu thông thấp) và phản ánh sự đamg giảm EtCO₂.
Dạng sóng đang tăng về độ rộng – Xảy ra khi giảm thông khí và tăng thời gian thở ra.
Dạng sóng đang giảm về độ rộng – Xảy ra khi tăng thông khí và thời gian thở ra đang giảm dần.
Dạng sóng không trở về số 0 – Dạng sóng không theo đường cơ sở có thể xảy ra khi đang hít lại hơi thở.
Dạng sóng cong/giống như hình vây cá mập – Biểu đồ capnogram cong đặc trưng có thể quan sát ở bệnh nhân mắc bệnh phổi tắc nghẽn (ví dụ: hen suyễn, COPD, xơ nang) và biểu thị co thắt phế quản nếu hiện tượng này xảy ra ở bệnh nhân không mắc bệnh phổi mãn tính.

Thông khí ở bệnh nhân ngủ gà hoặc bất tỉnh

Bệnh nhân thay đổi tình trạng ý thức, bao gồm ngộ độc rượu, quá liều thuốc do cố ý hoặc không chủ ý và bệnh nhân sau trạng thái động kinh (đặc biệt những bệnh nhân được điều trị bằng benzodiazepin), có thể bị suy giảm chức năng thông khí.
Capnography có thể phân biệt bệnh nhân thông khí hiệu quả với những bệnh nhân có thông khí không hiệu quả.

Phát hiện nhiễm toan chuyển hóa

Có mối tương quan tuyến tính dương giữa bicarbonate huyết thanh (HCO₃) và EtCO₂ ở bệnh nhân nhiễm toan ceton do đái tháo đường và trẻ em bị viêm dạ dày ruột. Khi bệnh nhân bị nhiễm toan, HCO₃ giảm, gây tăng thông khí phút, từ đó hình thành kiềm hô hấp bù trừ. Quá trình này dẫn đến giảm EtCO₂.
Bằng cách tăng thông khí phút, bệnh nhân có thể hạ thấp áp lực CO₂ động mạch để hỗ trợ điều chỉnh tình trạng nhiễm toan căn bản. Bệnh nhân nhiễm toan càng nhiều thì HCO₃ càng thấp, nhịp thở càng cao và EtCO₂ càng thấp. Do đó, capnography có thể được sử dụng như một chỉ số đánh giá nhiễm toan chuyển hóa ở các nhóm này. Ngoài ra, EtCO₂ có thể được dùng để phân biệt bệnh nhân tiểu đường bị nhiễm toan ceton (nhiễm toan chuyển hóa, thở nhanh đáp ứng bù trừ và EtCO₂ thấp) với bệnh nhân không bị nhiễm toan ceton (không nhiễm toan, nhịp thở bình thường và EtCO₂ bình thường).

Tiên lượng nhiễm trùng huyết

Có mối quan hệ tỷ lệ nghịch giữa nồng độ EtCO₂ và Lactate trong nhiễm trùng huyết, nhiễm trùng huyết nặng và sốc nhiễm trùng. EtCO₂ thực hiện tương tự như Lactate như một chỉ số dự báo tỷ lệ tử vong ở bệnh nhân nghi ngờ nhiễm trùng huyết.
Trong một nghiên cứu tiền cứu trên 183 bệnh nhân được thực hiện trong bối cảnh trước viện, những bệnh nhân nghi ngờ nhiễm trùng huyết và có giá trị EtCO₂ ≤25 mmHg thường được chẩn đoán nhiễm trùng huyết (11% so với 5%) và nhiễm trùng huyết nặng (47% so với 7%), đồng thời có tỷ lệ tử vong cao hơn (11% so với 5%). Việc sử dụng EtCO₂ để dự đoán tỷ lệ tử vong, nhiễm trùng huyết và nhiễm trùng huyết nặng ở bệnh nhân trước viện vượt trội hơn so với một công cụ sàng lọc được chấp nhận tốt khác, điểm đánh giá suy nội tạng tuần tự nhanh (qSOFA).
Bệnh nhân dự trữ hô hấp bị tổn thương nghiêm trọng, người không thể bù trừ một cách phù hợp đối với nhiễm toan lactic do nhiễm trùng huyết nặng hoặc sốc nhiễm trùng, có tiên lượng tồi tệ nhất mặc dù giá trị EtCO₂ không thấp.

HẠN CHẾ

Capnography cho hiệu suất cao nhất khi sử dụng để đánh giá một vấn đề sinh lý thuần túy liên quan đến thông khí, tưới máu hoặc chuyển hóa. Khi tình trạng lâm sàng có cơ chế hỗn hợp (thông khí kết hợp với tưới máu và/hoặc chuyển hóa), các dấu hiệu thán đồ (capnography) thường rất khó diễn giải một cách tin cậy. Ở các bệnh nhân có sinh lý bệnh phức tạp, vấn đề về thông khí có thể làm tăng thể tích khí carbon dioxide cuối thì thở ra (EtCO ₂ ), trong khi vấn đề về tưới máu có thể đồng thời làm giảm EtCO ₂ . Ví dụ, capnography có thể không cung cấp thông tin hữu ích ở bệnh nhân phù phổi cấp (vấn đề thông khí) do tồn tại nhồi máu cơ tim cấp tiềm ẩn với cung lượng tim (CO) giảm (vấn đề tưới máu).
Trong các hệ thống CO ₂ dòng cao, khi thể tích khí lưu thông của bệnh nhân giảm xuống dưới tốc độ dòng của hệ thống, thiết bị có thể đưa không khí trong phòng vào để bù trừ. Hệ quả là pha loãng sai kết quả đọc EtCO ₂ và làm nhòe pha tăng dần của dạng sóng. Vì các lý do trên và các lý do khác, hệ thống lưu lượng thấp thường được ưu tiên sử dụng (xem phần nguyên lý hoạt động ở trên).
Đo capnography có độ chính xác cao trong việc xác định vị trí đặt ống nội khí quản (ETT) trong đa số tình huống lâm sàng. Tuy nhiên, đặc điểm đo capnography trong ngừng tim có thể khác biệt giữa các bối cảnh và nội dung này đã được bàn luận trong phần xác thực vị trí ETT ở trên.

TÓM TẮT VÀ CÁC KHUYẾN CÁO

Định nghĩa và kiến thức nền - Theo dõi carbon dioxide (CO ₂ ) là một công cụ chẩn đoán không xâm lấn đa năng, cho phép đánh giá liên tục tình trạng thông khí ở cả bệnh nhân được đặt nội khí quản và bệnh nhân không đặt nội khí quản. Thán đồ (Capnography) cung cấp thông tin thời gian thực về thông khí (CO ₂ được loại bỏ hiệu quả như thế nào bởi hệ thống phổi), tưới máu (CO ₂ được vận chuyển qua hệ thống mạch máu hiệu quả ra sao) và quá trình trao đổi chất (CO ₂ được tạo ra bởi chuyển hóa tế bào hiệu quả như thế nào).
Nguyên lý hoạt động - Đầu dò theo màu (Colormetric dectors) cung cấp phép đo định tính thể tích CO ₂ cuối thì thở ra (EtCO ₂ ); Capnometry cung cấp phép đo định lượng EtCO ₂ ; Capnography cung cấp phép đo định lượng đồng thời với dạng sóng mô tả mức CO ₂ theo thời gian (xem phần nguyên lý hoạt động ở trên).
Dạng sóng CO ₂ - Capnogram gồm bốn giai đoạn: thông khí vùng khoảng chết, giai đoạn tăng dần, giai đoạn cao nguyên phế nang và giai đoạn giảm dần của pha thở ra.
Ứng dụng lâm sàng - Capnography có giá trị lớn nhất trong các khoa cấp cứu (ED) và dịch vụ y tế khẩn cấp (EMS) để xác nhận vị trí của ống nội khí quản (ETT), theo dõi liên tục vị trí ETT trong quá trình vận chuyển, đánh giá tình trạng bệnh nhân trong ngừng tim và theo dõi diễn tiến hô hấp của bệnh nhân trong bối cảnh an thần theo thủ thuật.
Xác thực vị trí ống nội khí quản (ETT) - Vị trí ETT cần được xác nhận ngay sau mỗi lần đặt nội khí quản; tốt nhất là bằng capnography dạng sóng.
Theo dõi hồi sức trong ngừng tim - Ở một bệnh nhân bị ngừng tim, khuyến nghị sử dụng EtCO ₂ để theo dõi các nỗ lực hồi sức. Việc theo dõi EtCO ₂ có thể được thực hiện trong ngừng tim nhằm đánh giá tính đầy đủ của việc ép tim (cpr) và sự tái lập tuần hoàn tự nhiên (ROCS). Trong ngừng tim, EtCO ₂ phản ánh lưu lượng máu phổi và có thể được dùng như một thước đo hiệu quả của ép tim. Khi CPR hiệu quả làm tăng cung lượng tim, EtCO ₂ sẽ tăng lên.
Đánh giá sự tái lập của tuần hoàn tự nhiên (ROCS) - EtCO ₂ cũng là chỉ số sớm nhất cho thấy tuần hoàn tự nhiên đã tái lập. Khi tim hoạt động lại, sự gia tăng đáng kể về cung lượng tim (CO) dẫn đến tăng tưới máu, từ đó tạo ra sự tăng nhanh EtCO ₂ .
Theo dõi trong khi an thần theo thủ thuật - Khuyến cáo theo dõi thán đồ liên tục ở tất cả các bệnh nhân trải qua an thần và giảm đau theo thủ thuật (PSA). Capnography có thể phát hiện sớm các biến cố đường thở và hô hấp bất lợi thường gặp, bao gồm ngưng thở trung ương, ngưng thở do tắc nghẽn (tắc nghẽn đường thở trên, co thắt thanh quản), co thắt phế quản và suy hô hấp.
Ứng dụng ở bệnh nhân thở tự nhiên - Capnography có thể hỗ trợ theo dõi tình trạng bệnh nhân đang co giật, bệnh cảnh nguy kịch hô hấp cấp tính, bệnh nhân không đáp ứng (bất tỉnh) và tình trạng toan chuyển hóa.
Hạn chế - Capnography đạt hiệu quả cao nhất khi đánh giá vấn đề thông khí, tưới máu hoặc chuyển hóa thuần túy. Trong các tình huống có vấn đề thông khí, tưới máu hoặc chuyển hóa hỗn hợp, các dấu hiệu capnography thường khó diễn giải.

Tài liệu tham khảo

Carbon dioxide monitoring (capnography). Topic 273 Version 30.0. Uptodate 2025
END-TIDAL CO2 MONITORING IN THE INTENSIVE CARE UNIT