專家論壇

呼氣末二氧化碳分壓監(jiān)測的使用價值

袁青，賀一軒，龔亞紅*

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院麻醉科，北京　100730

引用

本文

袁青,賀一軒,龔亞紅.呼氣末二氧化碳分壓監(jiān)測的使用價值[J].麻醉安全與質(zhì)控,2026,8(2):102-105.DOI:10.3969/j.issn.2096-2681.2026.02.002.

【摘要】自世界衛(wèi)生組織等機(jī)構(gòu)將呼氣末二氧化碳分壓(PETCO2)監(jiān)測確立為麻醉安全核心標(biāo)準(zhǔn)以來，其臨床價值已遠(yuǎn)超單一通氣指標(biāo)，PETCO2監(jiān)測已深度融合于麻醉全過程，成為提升患者安全不可或缺的多維度監(jiān)測手段。本文系統(tǒng)綜述PETCO2監(jiān)測在麻醉關(guān)鍵環(huán)節(jié)中的多重作用，未來進(jìn)一步規(guī)范其臨床應(yīng)用、拓展其在圍手術(shù)期整合監(jiān)測中的角色，將持續(xù)推動麻醉安全實踐的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】呼氣末二氧化碳分壓；患者安全；通氣監(jiān)測

在麻醉學(xué)實踐中，監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)步顯著提高了患者的安全性。其中，呼氣末二氧化碳分壓(partial pressure of end-tidal carbon dioxide，PETCO2)監(jiān)測已從一項可選技術(shù)，發(fā)展為全身麻醉中與心電圖、無創(chuàng)血壓和脈搏血氧飽和度同等重要的核心監(jiān)測項目。2010年世界衛(wèi)生組織和世界麻醉醫(yī)師學(xué)會聯(lián)盟聯(lián)合頒布的《麻醉安全國際標(biāo)準(zhǔn)》即推薦采用PETCO2監(jiān)測來判斷氣管插管的位置以及通氣條件是否充分[1]。2017年，我國頒布《臨床麻醉監(jiān)測指南(2017)版》也明確規(guī)定全身麻醉必須監(jiān)測PETCO2，并建議對鎮(zhèn)靜下非插管患者行經(jīng)鼻咽監(jiān)測。本文旨在綜述PETCO2在麻醉關(guān)鍵環(huán)節(jié)中的多重臨床作用。

01

判斷氣管導(dǎo)管位置的“金標(biāo)準(zhǔn)”

確認(rèn)氣管導(dǎo)管或聲門上氣道設(shè)備位置正確，是麻醉誘導(dǎo)后最緊迫、最關(guān)鍵的任務(wù)。傳統(tǒng)的判斷方法如聽診呼吸音、觀察胸廓起伏等，在肥胖、氣道分泌物多或肺順應(yīng)性差等情況下可靠性較差。PETCO2是判斷氣管導(dǎo)管位置在氣管內(nèi)的金標(biāo)準(zhǔn)。氣管插管成功后，可在呼氣期檢測到隨呼吸規(guī)律出現(xiàn)的方形呼氣末二氧化碳波形。若導(dǎo)管誤入食管，則波形消失或呈現(xiàn)極低的不規(guī)則波形。2015年，美國麻醉醫(yī)師協(xié)會《麻醉基本監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)》不僅要求在插管后必須使用PETCO2確認(rèn)位置，更強(qiáng)調(diào)在通氣期間應(yīng)持續(xù)監(jiān)測；英國困難氣道協(xié)會指南推薦的“雙指征確認(rèn)法”，也要求在直視導(dǎo)管通過聲門的同時，必須通過PETCO2監(jiān)測進(jìn)行再次確認(rèn)[2]。PETCO2監(jiān)測已成為國際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，能有效預(yù)防因?qū)Ч苷`置導(dǎo)致的嚴(yán)重低氧血癥。此外，在麻醉患者的高風(fēng)險轉(zhuǎn)運過程中，持續(xù)監(jiān)測PETCO2以確定導(dǎo)管位置，已成為標(biāo)準(zhǔn)方案。一項針對153例院前插管的前瞻性觀察研究顯示，在未進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測的患者中，未發(fā)現(xiàn)的錯誤插管發(fā)生率高達(dá)23%，而在實施監(jiān)測的患者中，該發(fā)生率始終為零[3]，這一結(jié)果凸顯了其在院前急救中的關(guān)鍵作用。

02

全身麻醉中通氣管理的監(jiān)測指標(biāo)

全身麻醉期間，機(jī)械通氣取代患者自主呼吸。PETCO2是評估肺泡通氣是否適宜的間接指標(biāo)。正常情況下，PETCO2與動脈血二氧化碳分壓(partial pressure of arterial carbon dioxide，PaCO2)存在3~5 mmHg 的梯度差，可間接反映PaCO2水平。因此，PETCO2 可以預(yù)防通氣不足或過度通氣。PETCO2持續(xù)升高，提示肺泡通氣量不足或二氧化碳產(chǎn)生/ 吸收過多，可能導(dǎo)致呼吸性酸中毒、腦血管擴(kuò)張顱內(nèi)壓升高、術(shù)后蘇醒延遲。監(jiān)測PETCO2有助于及時調(diào)整呼吸參數(shù)(如潮氣量和呼吸頻率)，避免高碳酸血癥。PETCO2過低提示過度通氣，可導(dǎo)致低碳酸血癥，引起腦血管收縮(有腦缺血風(fēng)險)、氧離曲線左移(影響組織氧供)及電解質(zhì)紊亂等。

03

調(diào)節(jié)術(shù)中腦灌注的重要杠桿

在腦血管反應(yīng)性正常的情況下，PaCO2是調(diào)節(jié)腦血流量的重要因素。腦血管對二氧化碳張力變化極為敏感：PaCO2每升高1 mmHg，腦血流量增加3%~6%；反之低二氧化碳血癥可導(dǎo)致腦血管收縮，腦血流降低[4]。研究顯示：在頭低腳高位的二氧化碳?xì)飧故中g(shù)中，患者的顱內(nèi)壓隨著PaCO2水平的升高而升高[5]。而在頸動脈內(nèi)膜剝脫術(shù)中，頸動脈阻斷期間，輕度的升高PaCO2，有助于增加側(cè)支循環(huán)血流，更好地保障腦灌注[6]。

在急性顱腦外傷中，顱內(nèi)壓增高(intracranial pressure， ICP＞15 mmHg)是一種常見的加重繼發(fā)性腦損傷的危險因素。而PaCO2則是腦灌注和顱內(nèi)壓的重要調(diào)節(jié)因素。PaCO2升高可增加腦血流和顱內(nèi)壓。因此，此類患者需要嚴(yán)格避免高二氧化碳血癥，以防止ICP進(jìn)一步增高。過度通氣雖可降低PaCO2和腦脊液二氧化碳分壓，從而降低ICP，但同時也可誘發(fā)腦血管收縮導(dǎo)致腦缺血。因此也不建議常規(guī)應(yīng)用過度通氣來降低顱內(nèi)壓[7]。

當(dāng)前指南推薦：將PaCO2精確控制在35~40 mmHg范圍以內(nèi)，以避免顱內(nèi)壓升高或顱內(nèi)動脈痙攣導(dǎo)致腦缺血[8]。對于存在急性腦疝風(fēng)險的患者，可短期內(nèi)實施輕度的過度通氣(PaCO2 30~35 mmHg)[9]，不推薦長期使用過度通氣來降低顱內(nèi)壓。而這些精準(zhǔn)的麻醉管理離不開持續(xù)的定量的PaCO2監(jiān)測[10]。

04

惡性高熱的“早期預(yù)警系統(tǒng)”

惡性高熱是一種罕見的、由麻醉藥物/手術(shù)觸發(fā)的骨骼肌高代謝危象，病死率極高。其最早出現(xiàn)的征象常為PETCO2在短時間內(nèi)急劇、持續(xù)性升高，遠(yuǎn)早于體溫顯著上升或心律失常，而且這種升高并非由通氣不足、二氧化碳再呼吸或二氧化碳吸收(例如腹腔鏡手術(shù)期間腹腔內(nèi)二氧化碳吸收)等因素引起，且無法通過增加每分鐘通氣量來有效糾正。PETCO2在惡性高熱時升高的原因是肌肉細(xì)胞的異常高代謝產(chǎn)生大量二氧化碳。當(dāng)監(jiān)測到PETCO2在分鐘級別內(nèi)快速倍增，同時伴有心動過速、肌肉強(qiáng)直(特別是使用琥珀膽堿或吸入麻醉藥后出現(xiàn)咬肌強(qiáng)直)時，必須立即啟動惡性高熱應(yīng)急預(yù)案。因此，PETCO2監(jiān)測是早期診斷惡性高熱，能為早期干預(yù)治療贏得寶貴時間的關(guān)鍵。

05

非插管全身麻醉患者通氣不足的預(yù)警器

在深鎮(zhèn)靜和非插管全身麻醉中，患者需要保留自主呼吸，維持有效的通氣功能。但深鎮(zhèn)靜和麻醉過程中，患者隨時可能發(fā)生呼吸抑制和氣道梗阻等。而脈搏血氧飽和度(peripheral oxygen saturation，SpO2)的監(jiān)測存在滯后性，僅在發(fā)生低氧血癥時才能發(fā)現(xiàn)。在SpO2下降前，PETCO2波形即可顯示呼吸頻率減慢、幅度降低或出現(xiàn)平臺，提示通氣不足。一項研究數(shù)據(jù)顯示，從呼氣末二氧化碳監(jiān)測發(fā)現(xiàn)呼吸抑制開始至低氧發(fā)生的中位間隔時間為60 s[11]。因此，PETCO2監(jiān)測能夠更早的發(fā)現(xiàn)通氣不足和呼吸抑制，從而降低非插管全身麻醉患者術(shù)中低氧血癥的發(fā)生率[12-13]。

因此，對于肥胖、睡眠呼吸暫停綜合征、困難氣道、嚴(yán)重基礎(chǔ)心肺疾病或處于俯臥位等低氧血癥高危人群，以及發(fā)生低氧血癥后糾正難度較大或?qū)Φ脱跹Y耐受性差的高�；颊�，實施深度鎮(zhèn)靜或非插管全麻時，推薦實施持續(xù)PETCO2監(jiān)測。國際監(jiān)測指南中也強(qiáng)烈建議在實施中度以上鎮(zhèn)靜/ 全身麻醉時應(yīng)考慮使用PETCO2監(jiān)測[1]。這已成為日間手術(shù)、無痛消化內(nèi)鏡診療等無插管麻醉場景中防止未被發(fā)現(xiàn)呼吸事件的安全金標(biāo)準(zhǔn)。

06

反映循環(huán)狀態(tài)的輔助指標(biāo)

在通氣參數(shù)保持恒定的情況下，PETCO2數(shù)值的變化與心輸出量和肺血流量高度相關(guān)。這使其成為評估循環(huán)狀態(tài)的敏感指標(biāo)。心輸出量減少導(dǎo)致肺灌注下降，二氧化碳輸送與清除減少，PETCO2隨之降低。其臨床應(yīng)用包括：(1)評估復(fù)蘇效果：心肺復(fù)蘇期間，PETCO2是判斷胸外按壓質(zhì)量、預(yù)測自主循環(huán)恢復(fù)(recovery of spontaneous circulation，ROSC)的有效指標(biāo)之一。持續(xù)低水平的PETCO2(如＜10 mmHg)提示按壓效果不佳或ROSC可能性低，而PETCO2突然顯著上升(通常＞ 40 mmHg)是ROSC最早出現(xiàn)的征象。PETCO2的測量值被證實與胸外按壓所產(chǎn)生的心輸出量直接相關(guān)，這一關(guān)聯(lián)已在急診及重癥監(jiān)護(hù)病房患者中得到驗證。兩項前瞻性觀察性研究指出，在心搏驟停發(fā)生后，PETCO2水平會迅速下降至3 mmHg以下，而在實施心臟按壓期間逐漸回升，并于自主循環(huán)恢復(fù)前不久達(dá)到平均峰值，超過7.5 mmHg[14]。該PETCO2峰值被視為自主循環(huán)恢復(fù)的最早期征象之一，甚至可能早于可觸及脈搏或血壓的恢復(fù)。此外，多篇前瞻性觀察研究顯示，在啟動高級心臟生命支持后20 min，若測得PETCO2持續(xù)低于或等于10 mmHg，可較為準(zhǔn)確地預(yù)測成人心搏驟�；颊叩乃劳鼋Y(jié)局[15]。(2)監(jiān)測循環(huán)狀態(tài)：在術(shù)中急性大出血、過敏性休克或心包填塞時，PETCO2的突然下降可早于血壓的明顯變化，為早期干預(yù)提供預(yù)警。在膿毒癥相關(guān)疾病患者群體中，PETCO2水平與乳酸值呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)性。PETCO2在預(yù)測疑似膿毒癥患者死亡率方面的價值與乳酸相當(dāng)[16]。一項針對183例院前監(jiān)測患者的前瞻性研究表明，與PETCO2值較高的患者比較，初始PETCO2 ≤ 25 mmHg 的疑似膿毒癥患者，其最終確診為膿毒癥的比例更高，進(jìn)展為嚴(yán)重膿毒癥的風(fēng)險也顯著增加，同時死亡率也相對升高[17]。

07

診斷空氣/氣體栓塞的“即時警報器”

氣體栓塞是某些手術(shù)(特別是神經(jīng)外科坐位手術(shù)、腹腔鏡手術(shù)、脊柱側(cè)彎矯正手術(shù))中的嚴(yán)重并發(fā)癥。氣體進(jìn)入靜脈系統(tǒng)并栓塞肺動脈，導(dǎo)致肺血流量銳減，PETCO2隨即急劇下降。PETCO2下降是該并發(fā)癥最早、最敏感的監(jiān)測指標(biāo)之一，早于血壓下降、SpO2降低或聽診異常。在高危手術(shù)中，PETCO2驟降是預(yù)警氣體栓塞的重要信號。目前腹腔鏡肝切除術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，在肝實質(zhì)離斷過程中，發(fā)生靜脈氣體栓塞的風(fēng)險會增加。在正壓二氧化碳?xì)飧箺l件下，這種風(fēng)險可能進(jìn)一步升高。為減少肝切除術(shù)中出血而采用低中心靜脈壓麻醉，情況可能更為嚴(yán)重。動物實驗研究表明，腹腔鏡肝切除術(shù)的二氧化碳栓塞率高達(dá)73%，大多數(shù)氣體栓子為微氣泡，與肝靜脈解剖分離過程相關(guān)。因此，在此類高危手術(shù)中，PETCO2的監(jiān)測顯得尤為重要[18]。

08

在特殊病理狀態(tài)中的診斷價值

8.1　慢性阻塞性肺疾病與哮喘由于通氣血流比例失調(diào)和肺泡排空不均，PETCO2波形可呈現(xiàn)特征性的“鯊魚鰭”狀(傾斜的上升支和平臺期)，其程度與氣道阻塞嚴(yán)重性相關(guān)。治療后波形可改善，作為療效的動態(tài)評估。另外，在肺功能異常及通氣- 血流比例失調(diào)的患者中， PETCO2與PaCO2之間的差值會相應(yīng)增大，其變化程度與肺部疾病的嚴(yán)重性相關(guān)，這一監(jiān)測也可以用于評估急性呼吸衰竭合并嚴(yán)重高碳酸血癥患者在急診接受無創(chuàng)呼吸治療的有效性[19]。

8.2　指導(dǎo)呼氣末正壓選擇在急性呼吸窘迫綜合征患者或單肺通氣時，通過監(jiān)測PETCO2結(jié)合血氣分析，可以輔助選擇對心輸出量和死腔量影響最小的呼氣末正壓水平。

8.3　指導(dǎo)允許性高碳酸血癥策略在實施肺保護(hù)性通氣策略時，需要精確控制PaCO2在可接受的高水平。PETCO2為這一策略提供了連續(xù)、無創(chuàng)的實時監(jiān)控。

09

監(jiān)測技術(shù)融合與研究前沿

近年來，PETCO2監(jiān)測的技術(shù)融合與研究前沿正以前所未有的速度推進(jìn)，其核心是從 “被動監(jiān)測”向“主動決策支持” 的轉(zhuǎn)變。在技術(shù)層面，這一轉(zhuǎn)變體現(xiàn)為硬件與系統(tǒng)的雙重突破：一方面，監(jiān)測技術(shù)本身正向精細(xì)化與微型化演進(jìn)——超低流量采樣技術(shù)使監(jiān)測可適配新生兒及低潮氣量通氣等場景[20]；多參數(shù)傳感器的集成實現(xiàn)了呼吸力學(xué)與代謝指標(biāo)的一體化同步計算，而可穿戴設(shè)備的進(jìn)展則填補(bǔ)了傳統(tǒng)監(jiān)護(hù)在術(shù)后病房與家庭監(jiān)測中的空白[21]。另一方面，人工智能的發(fā)展正將PETCO2深度嵌入臨床工作中：未來可成為閉環(huán)智能通氣的核心反饋變量，目標(biāo)PETCO2通氣模式可以驅(qū)動呼吸機(jī)自動維持目標(biāo)二氧化碳水平；其動態(tài)趨勢與多模態(tài)生理信號融合后，借助人工智能算法可實現(xiàn)更早期、更精準(zhǔn)的臨床事件預(yù)警。預(yù)測醫(yī)學(xué)與人工智能的結(jié)合也正在打開新局面：機(jī)器學(xué)習(xí)能自動解碼PETCO2波形中隱含的亞臨床模式，如早期支氣管痙攣或隱匿性低血容量信號；基于PETCO2多維數(shù)據(jù)構(gòu)建的預(yù)后模型[22]。

10

結(jié)語

PETCO2監(jiān)測已深度融入現(xiàn)代麻醉管理的全流程。它不僅是通氣監(jiān)測工具，更能綜合反映呼吸、循環(huán)及代謝狀態(tài)。從確保氣道安全、優(yōu)化通氣管理、調(diào)控腦灌注，到預(yù)警惡性高熱與氣體栓塞，PETCO2監(jiān)測在提升麻醉安全中具有不可替代的作用。將其作為常規(guī)強(qiáng)制性監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，是麻醉實踐的基本要求。隨著監(jiān)測技術(shù)和人工智能的發(fā)展，PETCO2所提供的信息價值將得到進(jìn)一步深化。

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