Клиническая капнография: оборудование, методики и интерпретация результатов

При проведении общей анестезии критически важно правильно установить эндотрахеальную трубку. Однако в редких случаях происходит непреднамеренная интубация пищевода — трубка попадает не в трахею, а в соседний орган. Если ошибку вовремя не заметить, у пациента стремительно развивается гипоксия: уже через 3–5 минут недостаток кислорода может привести к необратимым повреждениям мозга, сердца и других жизненно важных систем.

Капнография — ключевой метод ранней диагностики
Для мгновенного обнаружения подобных осложнений в анестезиологии применяют капнографию — «золотой стандарт» мониторинга. Этот метод позволяет в реальном времени отслеживать концентрацию углекислого газа (CO₂) в выдыхаемом воздухе. Если трубка ошибочно установлена в пищеводе, уровень CO₂ практически не регистрируется, что сразу сигнализирует врачу о необходимости исправить положение.

Принцип работы технологии
В основе капнографии лежит инфракрасная спектроскопия. Специальный датчик анализирует выдыхаемый воздух, измеряя степень поглощения ИК-излучения молекулами углекислого газа. Это позволяет точно определять концентрацию CO₂ с каждым дыхательным циклом.

В статье мы подробно разбираем:

• Чем отличается капнометрия от капнографии;

• Как интерпретировать данные капнограммы;

• Какие существуют виды капнографов, их сильные и слабые стороны.

Хотя оба метода используются для мониторинга углекислого газа (CO₂) в дыхательных путях, их диагностическая ценность существенно отличается.


Капнометрия: только цифры
Капнометрия измеряет конечное парциальное давление CO₂ (EtCO₂) в выдыхаемом воздухе и выводит его в виде числового значения. Это полезно для быстрой оценки уровня вентиляции, но не дает полной картины дыхательного процесса.

Капнография: график + анализ паттернов
Капнография, в отличие от капнометрии, отображает непрерывную динамику CO₂ в виде волнообразной кривой — капнограммы. Этот график позволяет:

Контролировать правильность интубации (исключить попадание трубки в пищевод);

Оценивать состояние дыхательной системы (например, выявлять бронхоспазм или обструкцию);

Анализировать адекватность вентиляции (по форме кривой можно заметить гипо- или гипервентиляцию);

Определять физиологические особенности пациента (например, влияние сердечных сокращений на дыхание).

Почему капнография информативнее?
Одно число (EtCO₂) не всегда отражает реальную ситуацию. Например, нормальный уровень CO₂ может маскировать неравномерную вентиляцию или неполный выдох, которые четко видны на капнограмме.


Таким образом, если капнометрия дает лишь общий ориентир, то капнография становится ключевым инструментом для детального мониторинга дыхания в анестезиологии и реанимации.

В клинической практике применяют два основных подхода к мониторингу углекислого газа – временная и объемная капнография. Каждый метод имеет свои особенности и диагностические возможности.

1. Временная капнография (Time Capnography)

Этот метод фиксирует изменение концентрации CO₂ в зависимости от времени, формируя характерную кривую – капнограмму. График отражает полный дыхательный цикл и состоит из четырех ключевых фаз:

• Фаза 0 (инспираторная базовая линия)
  Соответствует моменту вдоха, когда в дыхательные пути поступает свежий воздух, практически не содержащий CO₂. На графике это нулевой или близкий к нулевому уровень.

• Фаза I (начальный подъем)
  Начинается с выдоха, когда первыми выходят газы из анатомического мертвого пространства (носоглотка, трахея, крупные бронхи). Поскольку этот воздух не участвует в газообмене, содержание CO₂ остается низким.

• Фаза II (резкий подъем кривой)
  Отражает смешивание воздуха из мертвого пространства с альвеолярным газом, богатым CO₂. Крутизна подъема зависит от скорости выдоха и состояния дыхательных путей.

• Фаза III (альвеолярное плато)
  Достигается максимальная концентрация CO₂, соответствующая альвеолярному газообмену. Форма плато может изменяться при нарушениях вентиляционно-перфузионных отношений (например, при ХОБЛ или отеке легких).

2. Объемная капнография (Volumetric Capnography)

В отличие от временной, этот метод учитывает объем выдыхаемого газа, строя кривую зависимости CO₂ от экспираторного потока. Такой подход позволяет:

• оценить функциональное мертвое пространство легких;

• рассчитать эффективность вентиляции;

• выявить ранние признаки респираторных нарушений.

Почему это важно?

Временная капнография – золотой стандарт в анестезиологии, тогда как объемная чаще применяется в реанимации и пульмонологии. Анализ формы кривой помогает не только контролировать адекватность дыхания, но и диагностировать скрытые патологии, такие как:

• бронхоспазм (удлинение фазы II);

• гиповентиляция (повышение EtCO₂);

• обструкция дыхательных путей (изменение наклона плато).

Таким образом, выбор метода зависит от клинической задачи, но наибольшую информативность дает их комбинация.

Графическая интерпретация временной капнографии

При анализе временной капнограммы используется двумерная система координат:

• Ось абсцисс (X) представляет временную шкалу в секундах

• Ось ординат (Y) отображает парциальное давление углекислого газа с размерностью мм рт. ст.

Характерные особенности графика:

1. Базовый уровень (фаза 0) - горизонтальный отрезок с минимальными значениями PCO₂ (0-2 мм рт. ст.), соответствующий инспираторной фазе

2. Пиковая зона (фаза III) - достигает значений 35-45 мм рт. ст. у здоровых пациентов, отражая альвеолярный газообмен

Диагностическая ценность метода:

• Контроль герметичности дыхательного контура

• Оценка адекватности вентиляции

• Мониторинг правильности работы аппарата ИВЛ

• Выявление грубых нарушений дыхательной механики

Принципы объемной капнографии

Волюметрический анализ предоставляет расширенные возможности:

Система координат:

• Горизонтальная ось - дыхательный объем (мл)

• Вертикальная ось - фракционная концентрация CO₂ (%)

Ключевые анализируемые параметры:

1. Физиологическое мертвое пространство (VDphys) - рассчитывается по модифицированному уравнению Бора

2. Альвеолярная вентиляция - определяется по площади под кривой

3. Респираторный индекс - отношение P(a-ET)CO₂ к PaCO₂

Клиническое применение:

• Точная оценка вентиляционно-перфузионных отношений

• Диагностика ранних стадий респираторных нарушений

• Мониторинг эффективности респираторной терапии

• Расчет параметров для оптимизации режимов ИВЛ

Сравнительная характеристика:

Параметр	Временная капнография	Объемная капнография
Основной показатель	PCO₂ (мм рт. ст.)	FCO₂ (%)
Ось X	Время (сек)	Объем (мл)
Диагностические возможности	Базовый мониторинг	Углубленный анализ
Клиническое применение	Интраоперационный контроль	Реанимация, пульмонология
Техническая сложность	Простая	Требует специального оборудования

Особое значение объемная капнография приобретает при ведении пациентов с ОРДС, ХОБЛ и другими патологиями, сопровождающимися нарушением вентиляционно-перфузионного соотношения. Метод позволяет не только диагностировать нарушения, но и количественно оценивать эффективность проводимой терапии.

Капнограмма служит важным диагностическим инструментом, позволяя врачам:

• оценить эффективность легочной вентиляции

• своевременно выявить нарушения в работе дыхательной системы

Этот стандартизированный график наглядно отображает динамику концентрации CO₂ в выдыхаемом воздухе в течение дыхательного цикла.

Структура дыхательного цикла на капнограмме:

1. Инспираторная фаза (0)

   • соответствует моменту вдоха

   • регистрирует нулевой уровень CO₂ (поступление свежей газовой смеси)

2. Экспираторная часть

   • включает три характерные фазы

   • отражает постепенное увеличение концентрации углекислого газа

   • подробный разбор представлен в разделе о типах капнографии

Такой анализ позволяет оперативно отслеживать состояние пациента во время анестезии и реанимационных мероприятий.
Ключевыми диагностическими критериями при анализе капнограммы выступают угловые характеристики графической кривой.

Угол α (между фазами II и III):

• Показатель синхронности альвеолярной вентиляции

• Увеличение значения характерно для:

  • Хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ)

  • Эмфизематозных изменений

  • Ателектатических процессов

Угол β (между фазами III и 0):

• Индикатор газовой рециркуляции

• Патологическое увеличение сопровождается:

  • Повышением базовой линии

  • Нарушением газового потока

  • Увеличением мертвого пространства

Клинические ориентиры:

1. Деформация или отсутствие альвеолярного плато свидетельствует о:

   • Обструкции дыхательных путей

   • Нарушении герметичности дыхательной системы

2. Интерпретация результатов всегда требует комплексной оценки состояния пациента
   
   

   Резкое снижение CO₂ до 0 говорит об отсоединении аппарата ИВЛ или интубации пищевода, а наклонная экспираторная фаза указывает на бронхиальную обструкцию.
   
   

Для проведения капнографических исследований используется специальное устройство - капнограф, который представлен в двух основных вариантах:

Отдельный специализированный прибор

Встроенный модуль в составе комплексного оборудования

Основные типы капнографических устройств:
Прикроватные мониторы с функцией капнографии:

1. Измеряют уровень углекислого газа в конце выдоха (EtCO₂)
2. Совмещают с мониторингом ключевых показателей:
3. Кислородная сатурация (SpO₂)
4. Электрическая активность сердца (ЭКГ)
5. Показатели кровяного давления
6. Частота сердечных сокращений
7. Основные области применения:
8. Отделения интенсивной терапии
9. Операционные залы
10. Наблюдение за тяжелыми пациентами
11. Ограничения использования:
12. Значительные финансовые затраты на приобретение
13. Отсутствие возможности мобильного применения

Данные системы обеспечивают комплексный контроль состояния пациентов, но требуют стационарных условий эксплуатации.

Пример: Монитор пациента Biolight AnyView P18

В мультифункциональных дефибрилляторах. Эти устройства оснащены встроенными капнографическими модулями, которые находят применение в трех ключевых ситуациях: во время сердечно-легочной реанимации, при оказании скорой медицинской помощи и при перевозке пациентов, где они служат для мониторинга дыхательной функции и проверки корректности проведенной интубации.

Основные ограничения таких систем:

• Суженный спектр контролируемых показателей

• Функциональная привязка к работе основного дефибриллирующего аппарата

Данная конфигурация обеспечивает базовый мониторинг дыхания, но уступает специализированным капнографам по диагностическим возможностям.

Пример: Дефибриллятор Mindray BeneHeart D6

В виде насадки на дыхательный контур. Представляет собой компактный датчик, который встраивается непосредственно в систему дыхательного контура, что исключает необходимость использования дополнительных кабелей. Такое решение идеально подходит для пациентов на искусственной вентиляции легких, в том числе для новорожденных в отделениях реанимации.

Основные ограничения данной системы:

• Узкий функционал (измерение исключительно уровня EtCO₂)

• Прямая зависимость точности измерений от технических характеристик и состояния датчика

Подобные устройства обеспечивают базовый мониторинг дыхания, но не заменяют полноценные капнографические системы.

Пример:Капнограф портативный EMMA

В виде портативного карманного капнографа. Устройство включает миниатюрный корпус с экраном для отображения данных и проводной датчик для подключения. Основная сфера применения - экстренная медицина (бригады скорой помощи) и работа в условиях ограниченной инфраструктуры.

Ключевые эксплуатационные ограничения:

• Сниженная точность измерений по сравнению со стационарными аналогами

• Обязательная процедура периодической калибровки оборудования

Данный тип капнографов обеспечивает базовый мониторинг дыхания в мобильных условиях, но не может полностью заменить стационарные диагностические системы.

Пример:Капнограф КАРДЕКС МАР-02

Современные капнографы классифицируются на три основные категории по методу транспортировки газовой смеси к анализирующему модулю:

1. Основной поток (mainstream)

2. Боковой поток (sidestream)

3. Микропоток (microstream)

Каждый тип имеет принципиальные отличия в способе подачи дыхательной смеси в измерительную камеру прибора.

Mainstream-капнографы (прямого измерения)

В устройствах основного потока сенсорный элемент монтируется непосредственно в дыхательный контур, соединяющий пациента с аппаратом ИВЛ. Особенности конструкции:

• Анализатор интегрирован в контур через герметичный переходник

• Газовый поток проходит через измерительную ячейку с ИК-спектрометром

• Регистрация CO₂ происходит без временной задержки

Основные сферы применения:

• Интраоперационный мониторинг

• Контроль вентиляции в ОРИТ

• Верификация положения интубационной трубки

Достоинства:

• Предельно точные измерения
• Мгновенное отображение данных
• Отсутствие артефактов транспортировки газа
• Система подогрева предотвращает конденсат

Ограничения:

•   Увеличивает объем мертвого пространства
•   Требует регулярной очистки оптики
•   Не подходит для спонтанного дыхания

Sidestream-капнографы (аспирационные)

В системах бокового потока реализован принцип дистанционного измерения:

• Анализатор вынесен в отдельный блок

• Проба газа забирается через тонкий капилляр (50-250 мл/мин)

• Адаптеры устанавливаются на любые интерфейсы пациента

Типичные области использования:

• Экстренная медицина

• Транспортировка больных

• Педиатрическая практика

Преимущества:

• Компактные размеры датчика
• Универсальность применения
• Совместимость с неинвазивными методиками

Недостатки:

• Задержка измерений 1-2 сек
• Необходимость обслуживания
• Снижение точности при гиповентиляции

Microstream-технологии (инновационные)

Усовершенствованные аспирационные системы характеризуются:

• Сверхмалым потоком отбора (до 50 мл/мин)

• Специальными гидрофобными адаптерами

• Оптимизированной геометрией каналов

Оптимальны для:

• Неонатальной реанимации

• Длительного мониторинга

• Пациентов с тахипноэ

Ключевые преимущества:

• Экономия газовой смеси
• Стабильность при малых объемах
• Минимальный риск обтурации
• Энергоэффективность

Практические ограничения:

• Высокая стоимость эксплуатации
• Требовательность к расходникам
• Ограниченная совместимость

Каждая технология имеет четкие показания к применению, определяемые клинической ситуацией и требованиями к точности мониторинга.

В современной медицине капнография играет важную роль в различных клинических ситуациях, включая:

• Подтверждение правильности интубации – проверка положения интубационной трубки.

• Мониторинг кровообращения при СЛР – оценка восстановления спонтанного кровотока во время реанимационных мероприятий.

• Выявление апноэ – своевременное обнаружение остановки дыхания.

• Контроль вентиляции легких:

  • Определение эффективности искусственной вентиляции.

  • Оптимизация настроек респираторной поддержки.

• Применение в нейрохирургии – наблюдение за состоянием пациента во время операций.

• Купирование бронхоспазма и астматического статуса – контроль реакции на терапию.

• Подбор оптимального ПДКВ (положительного давления в конце выдоха).

• Отлучение от ИВЛ – оценка готовности пациента к самостоятельному дыханию.

• Анализ метаболических изменений – выявление нарушений в обменных процессах.

• Определение объема мертвого пространства – оценка эффективности газообмена.