การตรวจวัดคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจและการเฝ้าระวังการหายใจ

การตรวจวัดคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจ (Capnography) คือการวัดและแสดงผลกราฟิกของคาร์บอนไดออกไซด์ในก๊าซที่หายใจออกมาอย่างต่อเนื่อง ซึ่งส่วนใหญ่มักรายงานเป็นความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปลายการหายใจออก เป็นเครื่องมือหลักในการเฝ้าระวังการหายใจแบบเรียลไทม์ระหว่างการดมยาสลบ และมีการใช้อย่างแพร่หลายเพื่อยืนยันตำแหน่งที่ถูกต้องของท่อช่วยหายใจ เพื่อติดตามความเพียงพอของการหายใจ และเพื่อตรวจจับเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับทางเดินหายใจและการไหลเวียนโลหิต

Definition

การตรวจวัดคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจ (Capnography) คือการวัดแบบไม่รุกล้ำและการแสดงผลเป็นรูปคลื่นของความดันย่อยของคาร์บอนไดออกไซด์ในก๊าซที่หายใจออกตลอดวงจรการหายใจ ค่าที่ปลายการหายใจออก (EtCO2) จะประมาณค่าคาร์บอนไดออกไซด์ในถุงลมปอด และโดยอ้อมคือความดันคาร์บอนไดออกไซด์ในหลอดเลือดแดง เมื่อการระบายอากาศและการไหลเวียนเลือดมีความสมดุลกัน

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมการวัดคาร์บอนไดออกไซด์ที่หายใจออก รูปร่างและการแปลผลของกราฟคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจ (capnogram) และบทบาทของการตรวจวัดคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจในการยืนยันการหายใจและการตรวจจับเหตุการณ์ต่างๆ เช่น การใส่ท่อช่วยหายใจผิดตำแหน่งเข้าหลอดอาหาร การอุดกั้นทางเดินหายใจ ภาวะหายใจน้อยเกินไป และการลดลงอย่างกะทันหันของการไหลเวียนเลือดในปอด หัวข้อนี้ถือว่าการตรวจวัดคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจเป็นแนวคิดในการเฝ้าระวัง และไม่ได้กำหนดการตั้งค่าเครื่องช่วยหายใจหรือการแทรกแซงใดๆ

Core questions

• คาร์บอนไดออกไซด์ในก๊าซที่หายใจออกมาวัดได้อย่างไร และกราฟคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจแสดงถึงอะไร?
• เหตุใดจึงใช้การตรวจวัดคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจเพื่อยืนยันการใส่ท่อช่วยหายใจและเพื่อเฝ้าระวังการหายใจ?
• การเปลี่ยนแปลงของการระบายอากาศและการไหลเวียนเลือดในปอดเปลี่ยนแปลงความสัมพันธ์ระหว่างคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปลายการหายใจออกและคาร์บอนไดออกไซด์ในหลอดเลือดแดงได้อย่างไร?
• เหตุการณ์ใดบ้างที่เกิดขึ้นระหว่างการผ่าตัดที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงลักษณะเฉพาะในกราฟคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจ?

Key concepts

• คาร์บอนไดออกไซด์ที่ปลายการหายใจออก (EtCO2)
• รูปคลื่นของกราฟคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจและระยะต่างๆ
• การวัดคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยการดูดซับอินฟราเรด
• การยืนยันตำแหน่งท่อช่วยหายใจในหลอดลมเทียบกับหลอดอาหาร
• ความแตกต่างระหว่างคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปลายการหายใจออกและคาร์บอนไดออกไซด์ในหลอดเลือดแดง
• การตรวจจับภาวะหายใจน้อยเกินไป การอุดกั้นทางเดินหายใจ และการสูญเสียการไหลเวียนเลือดอย่างกะทันหัน

Mechanisms

เครื่องวัดคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจส่วนใหญ่วัดคาร์บอนไดออกไซด์โดยการดูดซับแสงอินฟราเรดในกระแสแก๊สที่เก็บตัวอย่าง ทำให้เกิดรูปคลื่นตลอดการหายใจ ช่วงราบของรูปคลื่นสะท้อนถึงก๊าซในถุงลมปอด ดังนั้นจุดสูงสุดของรูปคลื่น ซึ่งเป็นค่าที่ปลายการหายใจออก จึงประมาณค่าคาร์บอนไดออกไซด์ในถุงลมปอด และเมื่อการระบายอากาศและการไหลเวียนเลือดมีความสมดุลกัน ก็จะติดตามค่าคาร์บอนไดออกไซด์ในหลอดเลือดแดง ความแตกต่างระหว่างค่าที่ปลายการหายใจออกและค่าในหลอดเลือดแดงจะกว้างขึ้นเมื่อมีการระบายอากาศในช่องว่างที่ไม่มีการแลกเปลี่ยนก๊าซ (dead-space ventilation) เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์จะกลับสู่ปอดก็ต่อเมื่อมีการระบายอากาศและการไหลเวียนเลือดในปอดทั้งสองอย่าง รูปคลื่นที่คงที่จึงยืนยันการใส่ท่อช่วยหายใจในหลอดลม (ไม่ใช่หลอดอาหาร) ในขณะที่การลดลงอย่างกะทันหันอาจบ่งชี้ถึงการหลุดของวงจร การอุดกั้นทางเดินหายใจ หรือการลดลงอย่างกะทันหันของปริมาณเลือดที่ออกจากหัวใจ เช่นที่เกิดขึ้นในภาวะหัวใจหยุดเต้นหรือภาวะลิ่มเลือดอุดกั้นในปอด

Clinical relevance

การตรวจวัดคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจให้ข้อมูลเกี่ยวกับการหายใจแบบนาทีต่อนาทีตั้งแต่เนิ่นๆ และเป็นตัวบ่งชี้ที่น่าเชื่อถือที่สุดว่าท่อช่วยหายใจอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง บทความนี้อธิบายว่ากราฟคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจแสดงถึงอะไร และมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเกิดเหตุการณ์ทางสรีรวิทยาเพื่อวัตถุประสงค์ในการอ้างอิง โดยไม่ได้กำหนดเป้าหมายการหายใจหรือระบุการตอบสนองทางคลินิก

Evidence & guidelines

การตรวจวัดคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจถูกรวมอยู่ในมาตรฐานการเฝ้าระวังการดมยาสลบและการช่วยชีวิต และในคำแนะนำสำหรับการเฝ้าระวังระหว่างการให้ยาระงับความรู้สึกแบบมีสติ ซึ่งสามารถตรวจจับภาวะหายใจน้อยเกินไปก่อนที่ความอิ่มตัวของออกซิเจนจะลดลง การทบทวนวรรณกรรมเกี่ยวกับการตรวจวัดคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจในการให้ยาระงับความรู้สึกแบบมีสติอธิบายบทบาทของมันในการรับรู้ภาวะการหายใจบกพร่องได้เร็วขึ้น หัวข้อนี้สรุปบทบาทดังกล่าวมากกว่าที่จะทำซ้ำมาตรฐานการเฝ้าระวังเฉพาะใดๆ

History

การวิเคราะห์คาร์บอนไดออกไซด์ด้วยอินฟราเรดถูกนำมาปรับใช้สำหรับการเฝ้าระวังทางคลินิกแบบนาทีต่อนาทีในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 และการตรวจวัดคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจได้กลายเป็นเครื่องมือเฝ้าระวังมาตรฐานระหว่างการผ่าตัดควบคู่ไปกับการวัดความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือดด้วยเครื่องวัดออกซิเจนปลายนิ้ว (pulse oximetry) เมื่อกรอบความปลอดภัยในการดมยาสลบมีความสมบูรณ์มากขึ้น คุณค่าของมันในการยืนยันตำแหน่งท่อช่วยหายใจและการตรวจจับเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการหายใจและการไหลเวียนโลหิตทำให้มันเป็นส่วนประกอบปกติของการเฝ้าระวังการดมยาสลบและการช่วยชีวิต

Key figures

• John W. Severinghaus

Seminal works

• gallagher-2018

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่าง capnography และ capnometry คืออะไร?

Capnometry รายงานค่าคาร์บอนไดออกไซด์เป็นตัวเลข ในขณะที่ capnography เพิ่มรูปคลื่นต่อเนื่อง (capnogram) เข้ามาด้วย รูปร่างของรูปคลื่นมีข้อมูลในการวินิจฉัยที่ตัวเลขเพียงอย่างเดียวไม่มี

เหตุใดจึงใช้รูปคลื่น capnography ที่คงที่เพื่อยืนยันการใส่ท่อช่วยหายใจ?

คาร์บอนไดออกไซด์ที่หายใจออกจะปรากฏขึ้นก็ต่อเมื่อท่อช่วยหายใจระบายอากาศเข้าสู่ปอดและมีการไหลเวียนเลือดในปอดนำคาร์บอนไดออกไซด์มายังปอด รูปคลื่นที่คงที่ตลอดการหายใจหลายครั้งจึงบ่งชี้ว่าท่ออยู่ในหลอดลมไม่ใช่หลอดอาหาร