カプノグラフィー

カプノグラフィーとは、二酸化炭素（CO₂）の濃度または分圧をモニタリングすることです。₂ ）呼吸ガス中のCO。主な開発は麻酔および集中治療中のモニタリングツールとしてであるCOのグラフとして表示される。₂（キロパスカル「kPa」または水銀柱ミリメートル「mmHg」で測定）を時間に対してプロットしたもの、または、あまり一般的ではないが、より有用な方法として、呼気量（容積カプノグラフィーとして知られる）に対してプロットしたもの。このグラフには、吸入CO2_2は、再呼吸場合に重要となる値です。測定が呼吸の終わり（呼気時）に行われる場合、それは「呼気終末」CO2₂ (PETCO₂) ^{[ 1 ]}

カプノグラムは、吸入および呼出時の二酸化炭素濃度または分圧を直接モニターする装置である。₂ 、およびCOの間接モニター₂動脈血中の分圧。健康な人では、動脈血と呼気中の二酸化炭素の差は₂分圧は非常に小さい (正常な差は 4〜5 mmHg)。ほとんどの形態の肺疾患、および一部の形態の先天性心疾患(チアノーゼ病変) では、動脈血と呼気ガスの差が大きくなり、これは新たな病理または心血管換気系の変化の兆候となる可能性がある。 ^{[ 2 ] [ 3 ]}

酸素化とカプノグラフィーは関連しているものの、呼吸生理学においては異なる要素である。換気とは肺が膨張してガスを交換する機械的なプロセスを指すが、呼吸はさらにガス（主にCO₂）の交換を指す。₂とO₂）肺胞レベルで。呼吸の過程は、主に2つの機能に分けられます。CO2の排出₂老廃物を除去し、新鮮な酸素で組織を補充する_2．酸素飽和度（通常はパルスオキシメトリー）は、このシステムの後半部分を測定します。カプノグラフィーはCO₂酸素化状態よりも臨床的に有用である可能性がある。 ^{[ 4 ]}

通常の呼吸サイクルでは、1回の呼吸は吸気と呼気の2つの段階に分けられます。吸気の開始時には、肺が膨張し、CO2が排出されます。_2種類の自由ガスが肺を満たします。肺胞がこの新しいガスで満たされると、CO₂肺胞を満たす二酸化炭素は、肺胞の換気と二酸化炭素を供給する灌流（血流）に依存します。_2.交換のため。呼気が始まると、呼吸器から空気が押し出されるため、肺の容積が減少します。COの容積は₂呼気の終わりに排出される二酸化炭素は、全身の組織からの代謝の副産物として生成されます。_{二酸化炭素}を肺胞へ送り出す能力は、組織から肺胞への十分な血流を確保するために、正常な心血管系に依存しています。心拍出量（心臓から送り出される血液量）が減少すると、二酸化炭素を肺胞へ運ぶ能力が低下します。₂も減少しており、これは呼気中のCO量の減少に反映されている。_2．心拍出量と呼気終末二酸化炭素濃度の関係₂は線形であり、心拍出量が増加または減少すると、CO₂も同様に調整されます。したがって、呼気終末CO2_2は、心血管系の健全性、特に心臓がどれだけ血液を送り出せるかに関する重要な情報を提供することができる。 ^{[ 5 ]}

COの量₂各呼吸中に測定されるCO2は、CO2を₂肺の機能単位である肺胞へ。呼気の第 I 相では、CO は₂肺に運ばれたガスは、ガス交換に関与しない特定の空間（死腔と呼ばれる）を占めます。呼気の第 II 段階は、CO が₂肺内の空気は呼吸器系を通って体外へ排出される際に、死腔内の空気とガス交換を担う機能的な肺胞内の空気が混ざり合います。第 III 段階は呼気の最終段階で、CO の_{2 は}肺胞からのみで、死腔からは出ません。これらの 3 つの段階は、形状と絶対値の変化が呼吸器および/または心血管系の障害を示す可能性があるため、臨床シナリオで理解することが重要です。 ^{[ 6 ]}

麻酔

麻酔中は、患者と麻酔投与装置（通常は呼吸回路と人工呼吸器）という2つの要素が相互作用します。この2つの要素間の重要な接続は、気管内チューブまたはマスクとCOです。₂は通常この接合部で監視されます。カプノグラフィーはCOの除去を直接反映します。₂肺から麻酔装置へ。間接的に、これはCO₂組織によるCO2₂肺へ。 ^{[ 7 ]}

有効期限が切れたCO₂は時間ではなく呼気量に関連しており、曲線の下の面積はCO₂呼吸中に、したがって 1 分かけて、この方法でCO を1分間に_2個のCO2₂肺または心臓手術中の排泄は、通常、心肺機能の重要な変化を示唆する。 ^{[ 8 ]}

カプノグラフィーは、低換気、食道挿管、回路切断などの有害な呼吸器イベントの早期発見において、臨床判断のみよりも効果的であることが示されており、患者の傷害を予防することができます。鎮静下で行われる処置中、カプノグラフィーは、パルスオキシメトリーよりも、換気の頻度や規則性など、より有用な情報を提供します。^{[ 9 ] [ 10 ]}

カプノグラフィーは、生命を脅かす状態（気管チューブの位置異常、予期せぬ換気不全、循環不全、呼吸回路の欠陥など）を迅速かつ確実に検出し、患者に回復不能な損傷を与える可能性を回避するための方法を提供する。

米国麻酔科学会（ASA ）の訴訟調査によると、カプノグラフィーとパルスオキシメトリーを併用することで、回避可能な麻酔事故の93％を防ぐことができた可能性がある。 ^{[ 11 ]}

集中治療室では、看護師、特に呼吸療法士（RRT）が、経鼻胃管（栄養補給に使用される）が食道ではなく気管に挿入されていないかを確認するためにカプノグラフィーを使用することがあります。^{[ 18 ]}通常、チューブが誤って挿入されると患者は咳をしたり、えずいたりしますが、集中治療室の患者のほとんどは鎮静状態または昏睡状態です。経鼻胃管が誤って食道ではなく気管に挿入されると、栄養剤が肺に入り、生命を脅かす状況になります。モニターに典型的なCOが表示されている場合は、_2つの波形を確認した後、配置を確認する必要があります。 ^{[ 19 ]}

カプノグラフィーはCOに関する情報を提供します₂ CO2生成、肺灌流、肺胞換気、呼吸パターン、および排出₂麻酔呼吸回路と人工呼吸器から。曲線の形状は、いくつかの肺疾患によって影響を受けます。一般的に、気管支炎、肺気腫、喘息、肺内のガスの混合が影響を受けます。 ^{[ 20 ]}

肺塞栓症や先天性心疾患など、肺の灌流に影響を与える疾患は、それ自体では曲線の形状に影響を与えませんが、呼気中のCOと血中CO2の関係に大きな影響を与えます。₂動脈血CO_2．カプノグラフィーは、代謝の指標である二酸化炭素産生量を測定するためにも使用できます。CO2の₂発熱や悪寒時には産生が見られる。麻酔や低体温時には産生が減少する。 ^{[ 21 ]}

カプノグラフは、COが_COは多原子ガスであるため、赤外線。赤外線ビームをガスサンプルに照射し、センサーに当てます。COの存在_{ガス中の亜酸化窒素2は}、センサーに当たる光量の減少につながり、回路の電圧を変化させます。分析は迅速かつ正確ですが、亜酸化窒素と、衝突広がり現象によって赤外線吸収が変化します。 ^{[ 22 ]} COを測定するには、この変化を補正する必要があります₂人間の呼気中のCO2濃度は、赤外線吸収能を測定することによって測定されます。これはジョン・ティンダルが、19世紀から20世紀初頭の装置は日常的な臨床使用には大きすぎました。 ^{[ 23 ]}現在では、技術が向上し、 CO2濃度を測定できるようになっています。₂ほぼ瞬時にCOを吸収し、医療現場では標準的な方法となっています。現在、 COには主に2つのタイプがあります。_{臨床現場で使用されるセンサーは、メインストリームセンサーとサイドストリームセンサーの2種類です}。どちらもCOの量を定量化するという点で実質的に同じ機能を果たします。₂それは、一回の呼吸で吐き出されるものです。

カプノグラム波形は、さまざまな呼吸および心臓パラメータに関する情報を提供する。カプノグラム二重指数モデルは、呼吸パラメータとカプノグラム波形の呼気セグメントとの関係を定量的に説明しようとするものである。^{[ 24 ]}このモデルによれば、カプノグラム波形の各呼気セグメントは、次の解析式に従う。

${\displaystyle p_{D}(t)=p_{A}(1-e^{-\alpha }e^{\alpha e^{-t/\tau }})}$

どこ

• ${\displaystyle p_{D}(t)}$カプノグラムで測定された二酸化炭素分圧を時間の関数として表す。${\displaystyle t}$呼気開始時から。
• ${\displaystyle p_{A}}$これは、肺胞内の二酸化炭素分圧を表します。
• ${\displaystyle \alpha }$これは、死腔率の逆数（すなわち、一回換気量と死腔量の比）を表します。
• $\displaystyle \tau }$は肺時定数（すなわち、肺抵抗と肺コンプライアンスの積）を表す。

特に、このモデルは、閉塞性肺疾患の患者に見られる、丸みを帯びた「サメのヒレ」のような形状のカプノグラムを説明する。

• 統合肺指数
• 医療機器
• 医療検査
• 呼吸モニタリング
• 比色カプノグラフィー

• CapnoBase.org：臨床データおよびシミュレーションによるカプノグラム記録を含む呼吸信号データベース