呼出气二氧化碳监测
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2001年10月4日
首都医科大学附属北京朝阳医院-北京呼吸疾病研究所
杨媛华 王辰
呼出气二氧化碳监测为一种无创性持续监测肺泡二氧化碳压力(PCO2)或浓度的方法。呼出气二氧化碳测定仪能够测定并以数值形式显示出CO2浓度，而二氧化碳描记仪则可以显示CO2的波形。近年来，此项技术在手术室、重症监护病房以及急诊室得到了广泛应用。本文主要就二氧化碳测定法的技术手段和临床应用做一介绍。
一.呼出气二氧化碳监测技术方法
(一)红外线光谱测定法
在重症监护病房中所用的床旁二氧化碳测定仪大多数都是通过红外线吸收法进行CO2测定的。为了能够进行精确的测量，二氧化碳监测仪必须定期校准。这包括采用含5%CO2的混和气校准和采用室内空气进行校准。除校正误差外，红外线二氧化碳监测仪其它的典型误差包括偏差、分辨率、杂波、不稳定性、选择性、大气和气道压力、以及水蒸气压力。二氧化碳监测仪的精度应当是 ±12% 或 ± 4 mmHg。红外线二氧化碳监测仪可以作为独立的装置使用，其硬件和软件也可以与床旁监测系统结合使用。
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红外线光谱测定方法简单，反应时间短(大约0.25秒)，在一个呼吸周期中足以显示CO2的变化。缺点是使用之前需要校正；高浓度的O2能够使红外线二氧化碳测定的PCO2读数升高，用95%的氧时，PCO2假性增加6%左右。另外，使用高水平的PEEP时，也可使PCO2的数值假性升高，这是因为来自呼吸机的正压传入二氧化碳样品检测腔中所致。
(二)质量光谱测定法
质量光谱仪可用来测定CO2、O2、N2和麻醉气体。样品呼入一真空腔，气体在其中借助电子束电离。带电组分加速进入分散腔，在腔中它们根据质量和电荷分离开，再用探测器(收集器)测量各气体成分。质量光谱测定反应时间短(大约0.1秒)，而且能够同时检测四种不同的气体。用于麻醉和重症监护的质量光谱仪可以是多路装置，这样，它可以交替检测来自多个病人的气体样品，但是，反应时间会延长到80秒甚至更长。
(三)Raman 光谱测定法
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当紫外光或可见光轰击气体分子时，吸收的能量以相同的波长和方向再次射出，称为Rayleigh 散射现象。而另有一少部分吸收的能量(≈10-6)以新的波长重新射出，称为Raman 散射现象。在室温下，Raman 散射导致较长波长的二次放射，产生红向偏移的光谱。波长偏移和散射量可以用来测量混和气体的组分。不同于红外线光谱仪，Raman 散射不局限于极化的气体物质。已经表明，Raman 光谱测定是一种可临床应用的二氧化碳测定法。
(四)比色法
用简单比色技术评价呼出气中的CO2已经有70多年的历史。1916年，Marriott使用酚磺酞进行CO2检测。当有CO2 存在时，酚磺酞可以产生颜色改变。1959年，Smith等人介绍了可以用来评价肺泡CO2浓度的氢氧化钡沉淀反应。1984年，Berman等人介绍了“爱因斯坦二氧化碳测定仪”， 它用甲酚红和酚酞进行检测，在呼出气体中有二氧化碳存在时，产生由红到黄的颜色改变。
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这种监测呼出气CO2的方式可用来做短时间的定性分析，主要用于鉴别气管插管时导管是否位于气管内。呼吸回路中潮湿气体可以影响检测的结果，而且随着使用时间的延长，其功能会逐渐减退。使用时还需要注意，在颜色改变前至少要有6次呼出气通过此装置，才可以对检测结果进行判定。在CO2超过5%以后，不会有颜色的进一步变化，所以此装置不适用于监测高碳酸血症。这种装置通常备于医院的抢救车上，在进行紧急气管插管后使用。它也经常在院前急救中使用，但是很少用于手术室，因为手术室常备有定量二氧化碳监测装置。
(五)主流与旁流二氧化碳监测的对比
二氧化碳监测可以分为主流和旁流两种方法。用主流二氧化碳监测(在线)时，测定腔直接置于气道上。而用旁流二氧化碳监测(抽吸)时，气体通过一根非常细小的管子被抽吸到测定腔内。有些装置(如比色法二氧化碳监测仪)只能用于主流监测，而其它装置(如质量光谱仪和Raman光谱仪)只能用于旁流监测。红外线二氧化碳测定仪既可以用于主流监测又可以用于旁流监测。无论主流还是旁流都有其优点和不足之处，列于表1。
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表1 主流和旁流二氧化碳监测的优缺点
优 点缺 点
主流二氧化碳监测
传感器直接置于病人气路中分泌物和湿气会阻塞传感器
反应速度快传感器需加热来预防水蒸气冷凝
延迟时间短(实时读取数据)传感器较大
无需样品气流，不会减少潮气量不能测定N2O
无气管插管的病人很难使用
再次使用传感器时需要清洗和消毒
旁流二氧化碳监测
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气道内无大传感器也无需加热分泌物会阻塞取样管路
能够测定N2O反应速度慢
旁流取样管路可一次性使用抽吸气体样品可降低潮气量
可用于无气管插管的病人
二.二氧化碳图
(一)容积二氧化碳图
正常容积二氧化碳图见图1。纵轴是PCO2，横轴是容量。在呼气开始时，由于气体来自于气道的解剖死腔，PCO2保持在零的水平(Ⅰ相)；继而在呼气早期，当肺泡气体与死腔气体混和时，二氧化碳曲线急剧上升(Ⅱ相)；然后在呼气相的大部分，二氧化碳曲线保持一个平台水平(Ⅲ相)。Ⅲ相代表来自肺泡的气流，因此也称为肺泡平台。呼气末PCO2也就是潮气末PCO2(PetCO2)。
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图1 容积二氧化碳图。Ⅰ：解剖死腔，Ⅱ肺泡平台开始，Ⅲ肺泡平台。
(二)时间二氧化碳图
正常的时间二氧化碳图如图2所示。纵轴表示PCO2，横轴表示时间，时间二氧化碳图由吸气和呼气两部分组成。二氧化碳图既能以快速扫描方式显示又能以慢速扫描方式显示。快速扫描可以对每一次呼吸的详细情况进行分析，而慢速扫描可以分析PetCO2的变化趋势。
图2 时间二氧化碳图。Ⅰ：解剖死腔，Ⅱ：从解剖死腔到肺泡平台的过渡，Ⅲ：肺泡平台。
(三)二氧化碳描记的波形形态
二氧化碳描记不仅能进行吸气和呼气CO2浓度的测定，而且可以进行图形分析。在某些临床情况下，二氧化碳图形可以表现出特有的形状。
气道阻塞的图形表现为没有明显的肺泡平台，或者Ⅲ相斜率增加。此种现象的发生是由于气流阻塞导致通气/血流比例异常所致。支气管哮喘病人有急性支气管痉挛时，图形的Ⅲ相斜率显示与呼气高峰流速呈正相关，用β受体激动剂治疗后图形变为正常。
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对于呼吸缓慢的病人，由于心脏的跳动碰撞到肺脏，在图形上可以看到心脏搏动波。对于处于神经肌肉阻滞恢复期的病人，在呼气图形中可以见到向下的尖峰，称为“箭毒凹”(curare cleft)。但是，对于自主呼吸与呼吸机不同步的病人或者呼气流速不稳定的病人，也常见到“箭毒凹”。应该认识到，出现“箭毒凹”不一定都有神经肌肉阻滞。
(四)潮气末CO2
PetCO2 大致可表示肺泡PCO2的水平，数值大小主要由CO2进入肺泡及CO2从肺泡中清除的速度决定。在临床实践中，PetCO2是心肺状态的非特异性指标，通常不能说明特定的问题或异常。
表2 PetCO2升高的原因
CO2产生和向肺内输送增加Ÿ发热Ÿ脓毒症Ÿ使用碳酸氢盐Ÿ代谢率增加Ÿ癫痫发作肺泡通气量降低Ÿ呼吸中枢抑制Ÿ肌肉瘫痪Ÿ肺通气不足ŸCOPD设备故障Ÿ重复呼吸ŸCO2吸收剂耗竭Ÿ呼吸机管路漏气
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表3 PetCO2降低的原因
CO2产生和向肺内输送减少Ÿ低体温Ÿ肺血流灌注不足Ÿ心跳停止Ÿ肺栓塞Ÿ出血Ÿ低血压肺泡通气增加Ÿ肺通气过度设备故障Ÿ呼吸机断开Ÿ插管误入食道Ÿ完全性气道阻塞Ÿ气体样本采集不佳Ÿ气管插管气囊漏气或气囊周围漏气
三.呼出气二氧化碳监测在临床上的应用
(一)二氧化碳测定用于监测气管插管误入食道
气管插管误入食道是非常严重的问题。它可以发生于插管过程中，或在头部运动时出现。气管插管误入食道很难识别，特别是在过度肥胖的病人，或声带不容易暴露的病人则更加困难。有许多用于监测插管误入食道的方法，(见表4)，而PetCO2的监测最可靠并且最为方便，甚至有人建议将PetCO2作为常规判断气管插管位置的方法。
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表4 鉴别气管内插管和插管误入食道的方法
二氧化碳描记法用喉镜直接观察法胸部和腹部听诊法观察胸部和腹部运动法导管内水蒸汽冷凝法支气管镜法软导线(软探针)法食道探测器法胸部X线法
简单的电子二氧化碳监测计已经成功地用于识别插管误入食道。这些设备具有价格低廉、轻便、使用简单、无需校正、预热快等优点。但也有其不足之处，如只能描记二氧化碳图或者只能显示PetCO2数值。通常用于识别插管误入食道的设备是比色法呼气末CO2监测仪，这种CO2监测的方法价格相对便宜，而且在临床任何地方如手术室、监护室、病房、急诊室等都可进行气管插管。
用PetCO2对插管误入食道进行监测也有一定的局限性。第一，摄入碳酸饮料的病人在开始进行机械通气时，胃内的CO2水平可能很高。但是，食道通气后CO2很快就会清除。第二，如果肺的灌注不良，呼出气CO2也会很低。因此，当心脏停跳时，监测PetCO2对于识别插管误入食道的帮助不大。第三，二氧化碳描记法不能判断气管内插管的确切位置。如果使用双腔气管插管，或者由于插管无气囊或气囊充气不足，用二氧化碳监测的方法来判断插管在气管内还是在咽喉部也是不可靠的。
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(二)二氧化碳描记法在心跳停止期间的应用
许多年以前已经明确肺血流量的降低会导致PetCO2下降。因为PetCO2是由通气/灌注决定的，如果通气保持恒定，那么就可以由PetCO2的变化来反映肺血流量的改变。对心跳停止动物模型的研究发现，PetCO2在评价心肺复苏的有效性方面较有帮助。典型情况是，心跳停止时PetCO2下降到零，在心肺复苏(CPR)的初期，PetCO2增加。在CPR期间，PetCO2与心输出量(即肺血流量)以及冠脉灌注压(主动脉压减去右心房压)正相关。当胸外按压不到位时，PetCO2会降低，而施行了充分的胸部按压后，PetCO2又再次升高，而恢复了自主循环的病人，PetCO2可迅速上升。
(三)二氧化碳监测在决定呼气末正压(PEEP)水平时的应用
PEEP通常用于急性呼吸衰竭的病人。临床上很难判定“最佳”或“理想”的PEEP值，通常需要使用肺动脉导管测量心输出量和QS/QT，由PEEP对动脉氧合和血流动力学的作用决定。另外，对动态压力容积曲线转折点的识别也可以用于决定合适的PEEP水平。但是，由于许多加强医疗病房没有监测压力容积曲线的设备，所以这一方法在应用上受到了限制。对P(a-et)CO2能否决定PEEP水平的动物研究发现P(a-et)CO2是判断最佳PEEP的一个敏感指标，P(a-et)CO2处于最低水平时的PEEP值即为最佳值，推测是因为最低P(a-et)CO2与最佳的通气/灌注一致。然而，在病人身上还没有重复出这一结果。对于急性呼吸衰竭的病人，使用零、最佳和过度PEEP时的P(a-et)CO2之间没有差别。在危重病人中使用P(a-et)CO2决定合适的PEEP水平的方法还没有建立起来，在临床上一般很少使用。
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(四)二氧化碳描记法在机械通气撤机中的应用
预测哪个病人可以成功地脱离呼吸机十分困难。撤机能否成功的关键要看病人的临床表现(如：呼吸频率和呼吸驱动力，心功能状态，神经精神状态等)和病人维持足够动脉血气的能力。二氧化碳描记法是无创性连续监测呼出气CO2的方法，可以用来评价在撤机过程中能否维持足够的通气量。有研究提示当P(a-et)CO2小于8mmHg时，就预示病人有可能成功地脱离呼吸机。
在机械通气撤离过程中，不推荐使用常规二氧化碳监测。在撤机过程中二氧化碳监测的使用大多数都是在术后病人中进行的，这些病人的撤机通常并不复杂，几乎无需监测。有些研究结果提示依靠二氧化碳监测指导撤机可能会发生错误。更重要的是，在撤机过程中可能会发生呼吸肌疲劳，而呼吸肌疲劳时的低通气经常是一种晚期表现，其它临床表现，如呼吸急促、辅助呼吸肌参与呼吸和胸腹矛盾运动等对机械通气撤离过程中发生疲劳危险的指示作用比PetCO2增加更敏感。
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(五)二氧化碳监测在发现机械故障中的应用
有人提出，二氧化碳监测可以用于机械通气病人与呼吸机断开时的替代报警，因为如果呼吸机与气道断开，二氧化碳监测仪将探测不到CO2。虽然此方法有其合理性，但没有数据表明，对于能够正常运行断开报警的呼吸机，增加二氧化碳监测能够提高对呼吸机断开的发现率，而且实际上可能增加了假阳性报警的声音，从而使医务人员对真正的报警情况降低了敏感性。已经有关于二氧化碳监测在发现呼吸机断开方面失败的报道。
二氧化碳监测可以发现重复呼吸，这在麻醉过程中是个特别重要的问题。可能是由呼气阀故障、机械死腔过大或麻醉回路中CO2吸收剂消耗所致。
小 结
首先要对呼出气二氧化碳监测有正确的认识，PetCO2并不等于PaCO2。在使用二氧化碳监测时，应该了解它的生理和技术基础，并且明确呼出气二氧化碳监测本质上并不是无创性的PaCO2监测。对于血流动力学稳定的病人，二氧化碳监测有助于发现PaCO2的改变，而对于肺血流动力学不稳定的病人，二氧化碳监测可能有助于监测肺血流的变化。二氧化碳监测最肯定的作用是判断气管插管的位置在食道还是在气管内。关于二氧化碳监测在重症监护中的作用目前还没有完整的认识，仍需要进行进一步的研究。并不是所有气管插管或机械通气的病人都有应用二氧化碳监测的指征，这就需要临床医生在对病人的监测中客观地决定是否需要进行呼出气二氧化碳监测。, 百拇医药
杨媛华 王辰
呼出气二氧化碳监测为一种无创性持续监测肺泡二氧化碳压力(PCO2)或浓度的方法。呼出气二氧化碳测定仪能够测定并以数值形式显示出CO2浓度，而二氧化碳描记仪则可以显示CO2的波形。近年来，此项技术在手术室、重症监护病房以及急诊室得到了广泛应用。本文主要就二氧化碳测定法的技术手段和临床应用做一介绍。
一.呼出气二氧化碳监测技术方法
(一)红外线光谱测定法
在重症监护病房中所用的床旁二氧化碳测定仪大多数都是通过红外线吸收法进行CO2测定的。为了能够进行精确的测量，二氧化碳监测仪必须定期校准。这包括采用含5%CO2的混和气校准和采用室内空气进行校准。除校正误差外，红外线二氧化碳监测仪其它的典型误差包括偏差、分辨率、杂波、不稳定性、选择性、大气和气道压力、以及水蒸气压力。二氧化碳监测仪的精度应当是 ±12% 或 ± 4 mmHg。红外线二氧化碳监测仪可以作为独立的装置使用，其硬件和软件也可以与床旁监测系统结合使用。
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红外线光谱测定方法简单，反应时间短(大约0.25秒)，在一个呼吸周期中足以显示CO2的变化。缺点是使用之前需要校正；高浓度的O2能够使红外线二氧化碳测定的PCO2读数升高，用95%的氧时，PCO2假性增加6%左右。另外，使用高水平的PEEP时，也可使PCO2的数值假性升高，这是因为来自呼吸机的正压传入二氧化碳样品检测腔中所致。
(二)质量光谱测定法
质量光谱仪可用来测定CO2、O2、N2和麻醉气体。样品呼入一真空腔，气体在其中借助电子束电离。带电组分加速进入分散腔，在腔中它们根据质量和电荷分离开，再用探测器(收集器)测量各气体成分。质量光谱测定反应时间短(大约0.1秒)，而且能够同时检测四种不同的气体。用于麻醉和重症监护的质量光谱仪可以是多路装置，这样，它可以交替检测来自多个病人的气体样品，但是，反应时间会延长到80秒甚至更长。
(三)Raman 光谱测定法
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当紫外光或可见光轰击气体分子时，吸收的能量以相同的波长和方向再次射出，称为Rayleigh 散射现象。而另有一少部分吸收的能量(≈10-6)以新的波长重新射出，称为Raman 散射现象。在室温下，Raman 散射导致较长波长的二次放射，产生红向偏移的光谱。波长偏移和散射量可以用来测量混和气体的组分。不同于红外线光谱仪，Raman 散射不局限于极化的气体物质。已经表明，Raman 光谱测定是一种可临床应用的二氧化碳测定法。
(四)比色法
用简单比色技术评价呼出气中的CO2已经有70多年的历史。1916年，Marriott使用酚磺酞进行CO2检测。当有CO2 存在时，酚磺酞可以产生颜色改变。1959年，Smith等人介绍了可以用来评价肺泡CO2浓度的氢氧化钡沉淀反应。1984年，Berman等人介绍了“爱因斯坦二氧化碳测定仪”， 它用甲酚红和酚酞进行检测，在呼出气体中有二氧化碳存在时，产生由红到黄的颜色改变。
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这种监测呼出气CO2的方式可用来做短时间的定性分析，主要用于鉴别气管插管时导管是否位于气管内。呼吸回路中潮湿气体可以影响检测的结果，而且随着使用时间的延长，其功能会逐渐减退。使用时还需要注意，在颜色改变前至少要有6次呼出气通过此装置，才可以对检测结果进行判定。在CO2超过5%以后，不会有颜色的进一步变化，所以此装置不适用于监测高碳酸血症。这种装置通常备于医院的抢救车上，在进行紧急气管插管后使用。它也经常在院前急救中使用，但是很少用于手术室，因为手术室常备有定量二氧化碳监测装置。
(五)主流与旁流二氧化碳监测的对比
二氧化碳监测可以分为主流和旁流两种方法。用主流二氧化碳监测(在线)时，测定腔直接置于气道上。而用旁流二氧化碳监测(抽吸)时，气体通过一根非常细小的管子被抽吸到测定腔内。有些装置(如比色法二氧化碳监测仪)只能用于主流监测，而其它装置(如质量光谱仪和Raman光谱仪)只能用于旁流监测。红外线二氧化碳测定仪既可以用于主流监测又可以用于旁流监测。无论主流还是旁流都有其优点和不足之处，列于表1。
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表1 主流和旁流二氧化碳监测的优缺点
优 点缺 点
主流二氧化碳监测
传感器直接置于病人气路中分泌物和湿气会阻塞传感器
反应速度快传感器需加热来预防水蒸气冷凝
延迟时间短(实时读取数据)传感器较大
无需样品气流，不会减少潮气量不能测定N2O
无气管插管的病人很难使用
再次使用传感器时需要清洗和消毒
旁流二氧化碳监测
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气道内无大传感器也无需加热分泌物会阻塞取样管路
能够测定N2O反应速度慢
旁流取样管路可一次性使用抽吸气体样品可降低潮气量
可用于无气管插管的病人
二.二氧化碳图
(一)容积二氧化碳图
正常容积二氧化碳图见图1。纵轴是PCO2，横轴是容量。在呼气开始时，由于气体来自于气道的解剖死腔，PCO2保持在零的水平(Ⅰ相)；继而在呼气早期，当肺泡气体与死腔气体混和时，二氧化碳曲线急剧上升(Ⅱ相)；然后在呼气相的大部分，二氧化碳曲线保持一个平台水平(Ⅲ相)。Ⅲ相代表来自肺泡的气流，因此也称为肺泡平台。呼气末PCO2也就是潮气末PCO2(PetCO2)。
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图1 容积二氧化碳图。Ⅰ：解剖死腔，Ⅱ肺泡平台开始，Ⅲ肺泡平台。
(二)时间二氧化碳图
正常的时间二氧化碳图如图2所示。纵轴表示PCO2，横轴表示时间，时间二氧化碳图由吸气和呼气两部分组成。二氧化碳图既能以快速扫描方式显示又能以慢速扫描方式显示。快速扫描可以对每一次呼吸的详细情况进行分析，而慢速扫描可以分析PetCO2的变化趋势。
图2 时间二氧化碳图。Ⅰ：解剖死腔，Ⅱ：从解剖死腔到肺泡平台的过渡，Ⅲ：肺泡平台。
(三)二氧化碳描记的波形形态
二氧化碳描记不仅能进行吸气和呼气CO2浓度的测定，而且可以进行图形分析。在某些临床情况下，二氧化碳图形可以表现出特有的形状。
气道阻塞的图形表现为没有明显的肺泡平台，或者Ⅲ相斜率增加。此种现象的发生是由于气流阻塞导致通气/血流比例异常所致。支气管哮喘病人有急性支气管痉挛时，图形的Ⅲ相斜率显示与呼气高峰流速呈正相关，用β受体激动剂治疗后图形变为正常。
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对于呼吸缓慢的病人，由于心脏的跳动碰撞到肺脏，在图形上可以看到心脏搏动波。对于处于神经肌肉阻滞恢复期的病人，在呼气图形中可以见到向下的尖峰，称为“箭毒凹”(curare cleft)。但是，对于自主呼吸与呼吸机不同步的病人或者呼气流速不稳定的病人，也常见到“箭毒凹”。应该认识到，出现“箭毒凹”不一定都有神经肌肉阻滞。
(四)潮气末CO2
PetCO2 大致可表示肺泡PCO2的水平，数值大小主要由CO2进入肺泡及CO2从肺泡中清除的速度决定。在临床实践中，PetCO2是心肺状态的非特异性指标，通常不能说明特定的问题或异常。
表2 PetCO2升高的原因
CO2产生和向肺内输送增加Ÿ发热Ÿ脓毒症Ÿ使用碳酸氢盐Ÿ代谢率增加Ÿ癫痫发作肺泡通气量降低Ÿ呼吸中枢抑制Ÿ肌肉瘫痪Ÿ肺通气不足ŸCOPD设备故障Ÿ重复呼吸ŸCO2吸收剂耗竭Ÿ呼吸机管路漏气
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表3 PetCO2降低的原因
CO2产生和向肺内输送减少Ÿ低体温Ÿ肺血流灌注不足Ÿ心跳停止Ÿ肺栓塞Ÿ出血Ÿ低血压肺泡通气增加Ÿ肺通气过度设备故障Ÿ呼吸机断开Ÿ插管误入食道Ÿ完全性气道阻塞Ÿ气体样本采集不佳Ÿ气管插管气囊漏气或气囊周围漏气
三.呼出气二氧化碳监测在临床上的应用
(一)二氧化碳测定用于监测气管插管误入食道
气管插管误入食道是非常严重的问题。它可以发生于插管过程中，或在头部运动时出现。气管插管误入食道很难识别，特别是在过度肥胖的病人，或声带不容易暴露的病人则更加困难。有许多用于监测插管误入食道的方法，(见表4)，而PetCO2的监测最可靠并且最为方便，甚至有人建议将PetCO2作为常规判断气管插管位置的方法。
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表4 鉴别气管内插管和插管误入食道的方法
二氧化碳描记法用喉镜直接观察法胸部和腹部听诊法观察胸部和腹部运动法导管内水蒸汽冷凝法支气管镜法软导线(软探针)法食道探测器法胸部X线法
简单的电子二氧化碳监测计已经成功地用于识别插管误入食道。这些设备具有价格低廉、轻便、使用简单、无需校正、预热快等优点。但也有其不足之处，如只能描记二氧化碳图或者只能显示PetCO2数值。通常用于识别插管误入食道的设备是比色法呼气末CO2监测仪，这种CO2监测的方法价格相对便宜，而且在临床任何地方如手术室、监护室、病房、急诊室等都可进行气管插管。
用PetCO2对插管误入食道进行监测也有一定的局限性。第一，摄入碳酸饮料的病人在开始进行机械通气时，胃内的CO2水平可能很高。但是，食道通气后CO2很快就会清除。第二，如果肺的灌注不良，呼出气CO2也会很低。因此，当心脏停跳时，监测PetCO2对于识别插管误入食道的帮助不大。第三，二氧化碳描记法不能判断气管内插管的确切位置。如果使用双腔气管插管，或者由于插管无气囊或气囊充气不足，用二氧化碳监测的方法来判断插管在气管内还是在咽喉部也是不可靠的。
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(二)二氧化碳描记法在心跳停止期间的应用
许多年以前已经明确肺血流量的降低会导致PetCO2下降。因为PetCO2是由通气/灌注决定的，如果通气保持恒定，那么就可以由PetCO2的变化来反映肺血流量的改变。对心跳停止动物模型的研究发现，PetCO2在评价心肺复苏的有效性方面较有帮助。典型情况是，心跳停止时PetCO2下降到零，在心肺复苏(CPR)的初期，PetCO2增加。在CPR期间，PetCO2与心输出量(即肺血流量)以及冠脉灌注压(主动脉压减去右心房压)正相关。当胸外按压不到位时，PetCO2会降低，而施行了充分的胸部按压后，PetCO2又再次升高，而恢复了自主循环的病人，PetCO2可迅速上升。
(三)二氧化碳监测在决定呼气末正压(PEEP)水平时的应用
PEEP通常用于急性呼吸衰竭的病人。临床上很难判定“最佳”或“理想”的PEEP值，通常需要使用肺动脉导管测量心输出量和QS/QT，由PEEP对动脉氧合和血流动力学的作用决定。另外，对动态压力容积曲线转折点的识别也可以用于决定合适的PEEP水平。但是，由于许多加强医疗病房没有监测压力容积曲线的设备，所以这一方法在应用上受到了限制。对P(a-et)CO2能否决定PEEP水平的动物研究发现P(a-et)CO2是判断最佳PEEP的一个敏感指标，P(a-et)CO2处于最低水平时的PEEP值即为最佳值，推测是因为最低P(a-et)CO2与最佳的通气/灌注一致。然而，在病人身上还没有重复出这一结果。对于急性呼吸衰竭的病人，使用零、最佳和过度PEEP时的P(a-et)CO2之间没有差别。在危重病人中使用P(a-et)CO2决定合适的PEEP水平的方法还没有建立起来，在临床上一般很少使用。
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(四)二氧化碳描记法在机械通气撤机中的应用
预测哪个病人可以成功地脱离呼吸机十分困难。撤机能否成功的关键要看病人的临床表现(如：呼吸频率和呼吸驱动力，心功能状态，神经精神状态等)和病人维持足够动脉血气的能力。二氧化碳描记法是无创性连续监测呼出气CO2的方法，可以用来评价在撤机过程中能否维持足够的通气量。有研究提示当P(a-et)CO2小于8mmHg时，就预示病人有可能成功地脱离呼吸机。
在机械通气撤离过程中，不推荐使用常规二氧化碳监测。在撤机过程中二氧化碳监测的使用大多数都是在术后病人中进行的，这些病人的撤机通常并不复杂，几乎无需监测。有些研究结果提示依靠二氧化碳监测指导撤机可能会发生错误。更重要的是，在撤机过程中可能会发生呼吸肌疲劳，而呼吸肌疲劳时的低通气经常是一种晚期表现，其它临床表现，如呼吸急促、辅助呼吸肌参与呼吸和胸腹矛盾运动等对机械通气撤离过程中发生疲劳危险的指示作用比PetCO2增加更敏感。
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(五)二氧化碳监测在发现机械故障中的应用
有人提出，二氧化碳监测可以用于机械通气病人与呼吸机断开时的替代报警，因为如果呼吸机与气道断开，二氧化碳监测仪将探测不到CO2。虽然此方法有其合理性，但没有数据表明，对于能够正常运行断开报警的呼吸机，增加二氧化碳监测能够提高对呼吸机断开的发现率，而且实际上可能增加了假阳性报警的声音，从而使医务人员对真正的报警情况降低了敏感性。已经有关于二氧化碳监测在发现呼吸机断开方面失败的报道。
二氧化碳监测可以发现重复呼吸，这在麻醉过程中是个特别重要的问题。可能是由呼气阀故障、机械死腔过大或麻醉回路中CO2吸收剂消耗所致。
小 结
首先要对呼出气二氧化碳监测有正确的认识，PetCO2并不等于PaCO2。在使用二氧化碳监测时，应该了解它的生理和技术基础，并且明确呼出气二氧化碳监测本质上并不是无创性的PaCO2监测。对于血流动力学稳定的病人，二氧化碳监测有助于发现PaCO2的改变，而对于肺血流动力学不稳定的病人，二氧化碳监测可能有助于监测肺血流的变化。二氧化碳监测最肯定的作用是判断气管插管的位置在食道还是在气管内。关于二氧化碳监测在重症监护中的作用目前还没有完整的认识，仍需要进行进一步的研究。并不是所有气管插管或机械通气的病人都有应用二氧化碳监测的指征，这就需要临床医生在对病人的监测中客观地决定是否需要进行呼出气二氧化碳监测。, 百拇医药