Bài viết Các ứng dụng của Giám sát CO2 cuối thì thở ra (ETCO2) tại Khoa Cấp cứu được dịch bởi Bác sĩ Đặng Thanh Tuấn từ bài viết gốc: Applications of End-Tidal Carbon Dioxide (ETCO2) Monitoring in Emergency Department; a Narrative Review
Tóm tắt
Capnograph là một công cụ không thể thiếu để theo dõi chức năng chuyển hóa và hô hấp. Trong nghiên cứu này, mục đích là để xem xét các ứng dụng của giám sát carbon dioxide cuối thì thở ra (ETCO2) (end‐tidal) trong khoa cấp cứu, nhiều cơ sở dữ liệu đã được tìm kiếm toàn diện với sự kết hợp của các từ khóa sau: “ETCO2”, “emergency department monitoring”, “critical monitoring” trong PubMed, Google Scholar, Scopus, Index Copernicus, EBSCO và Cochrane Database.
1. Giới thiệu:
Capnometry, đo nồng độ carbon dioxide (CO2) trong khí quyển, lần đầu tiên được sử dụng trong Thế chiến II như một công cụ để theo dõi môi trường bên trong (1). Nó được sử dụng trong y học lần đầu tiên vào năm 1950 để đo lượng CO2 thở ra trong quá trình gây mê. Tuy nhiên, nó không được sử dụng trong thực tế cho đến đầu những năm 1980 và với sự phát triển của các máy nhỏ hơn, capnometry chính thức bước vào lĩnh vực gây mê (2, 3).
Có hai loại capnograph, dòng bên (“side stream”) và dòng chính (“mainstream”) (4). Trong kỹ thuật “dòng chính”, cửa sổ lấy mẫu nằm trong mạch máy thở và đo CO2, trong khi ở “dòng bên”, máy phân tích khí được đặt ngoài mạch máy thở. Trong cả hai loại, máy phân tích khí đều sử dụng bức xạ hồng ngoại (infrared radiation), phổ khối hoặc phổ Raman (mass or Raman spectra) và công nghệ quang phổ ảnh âm thanh (photo acoustic spectra technology) (1, 4). Thiết bị đo lưu lượng được sử dụng trong volumetric capnograph.
Máy dò CO2 đo màu (Colorimetric CO2 detector) là một ví dụ về dạng dòng chính. Các thiết bị này có chỉ số nhạy cảm với pH, thay đổi màu sắc trong hít vào và thở ra. Những thay đổi màu sắc này là để đáp ứng với thay đổi nồng độ CO2. Với sự hiện diện của một lượng nhỏ CO2, thiết bị có màu cơ bản, thay đổi dần dần khi tăng nồng độ CO2 (5).
Một capnograph bình thường (Hình 1) có dạng sóng vuông, bắt đầu ở giai đoạn hít vào (CO2 thở ra đỉnh (PECO2) = 0 mmHg) và sẽ tiếp tục cho đến giai đoạn thở ra (6).
- Giai đoạn 0 (giai đoạn hít vào): Xảy ra đột ngột với một thì hít vào. Giai đoạn thở ra bao gồm ba giai đoạn:
- Giai đoạn I (giai đoạn trễ): Bắt đầu thở ra, đại diện cho khoảng chết giải phẫu của đường hô hấp và không thể phân biệt rõ nơi chuyển giai đoạn hít vào trước đó sang giai đoạn thở ra (PECO2 = 0 mmHg),
- Giai đoạn II: PECO2 tăng rất nhanh, thể hiện giai đoạn thở ra của không khí hỗn hợp.
- Giai đoạn III (giai đoạn cao nguyên): Phản ánh giai đoạn thở ra khí phế nang (PECO2 tăng nhẹ), có một đỉnh vào cuối thời gian thở ra của thể tích khí lưu thông (ETCO2). Trong giai đoạn này, PECO2 gần với áp lực carbon dioxide trong phế nang (PACO2).
Các bác sĩ cấp cứu luôn tìm kiếm một dụng cụ không xâm lấn, đáng tin cậy để phát hiện các tình trạng đe dọa tính mạng ở bệnh nhân. Một trong những phương pháp đã được đề xuất gần đây trong khoa cấp cứu là theo dõi capnography hoặc ETCO2. Nghiên cứu này nhằm xem xét các ứng dụng của giám sát ETCO2 trong khoa cấp cứu.
2. Thu thập chứng cứ
Một tổng quan đã được thực hiện vào tháng 11 năm 2017 để tìm tất cả các bài báo được xuất bản trước đó có ứng dụng ETCO2 trong khoa cấp cứu. Đánh giá được thực hiện trong nhiều cơ sở dữ liệu điện tử (PubMed, Google Scholar, Scopus, Index Copernicus, EBSCO và Cochrane Database) bằng các từ khóa bao gồm ETCO2, giám sát tại khoa cấp cứu và giám sát hồi sức tích cực, tìm kiếm các bài báo được xuất bản từ năm 1966 đến 2017. Ngoài ra, tất cả các tài liệu tham khảo được trích dẫn trong các nghiên cứu này đã được tìm kiếm qua các từ khóa. Tất cả các thử nghiệm lâm sàng, báo cáo trường hợp, loạt trường hợp và phân tích tổng hợp đã được xem xét về nội dung của chúng. Trong tìm kiếm ban đầu, đã tìm thấy 386 bài báo và 65 bài viết đủ điều kiện để được đưa vào đánh giá này
3. Ứng dụng ETCO2
3.1. Hồi sức tim phổi (CPR)
Nồng độ ETCO2 là một chỉ số đáng tin cậy về ép tim hiệu quả trong CPR, liên quan đến cung lượng tim (7, 8). Dấu hiệu đầu tiên của sự trở lại của tuần hoàn tự phát (ROSC, return of spontaneous circulation) trong CPR là tăng ETCO2, do đó việc theo dõi ETCO2 cung cấp thông tin rất hữu ích để hướng dẫn điều trị trong CPR (8‐10). ETCO2 là một chỉ số đáng tin cậy có giá trị tiên lượng cao trong việc xác định kết quả CPR (11, 12). Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng ở những bệnh nhân có ETCO2 từ 10 mmHg trở xuống, ngừng tim có liên quan đến tử vong (13, 14). Sau 20 phút CPR, tử vong xảy ra nếu ETCO2 luôn ở mức dưới 10 mmHg, với độ nhạy và độ đặc hiệu 100% (15). ETCO2 nhạy hơn so với bão hòa oxy não (rSO2) trong dự đoán ROSC (16).
3.2. Đánh giá đường thở
Xác nhận đặt nội khí quản là rất quan trọng trong xử trí đường thở trong khoa cấp cứu, trong khi không có công cụ chẩn đoán xác định để xác minh đặt nội khí quản chính xác trong phòng cấp cứu (17). Gần đây, capnography được sử dụng làm tiêu chuẩn vàng để xác nhận vị trí chính xác của ống nội khí quản (18, 19). Máy đo màu ETCO2 là một công cụ an toàn, đáng tin cậy, đơn giản và di động để xác định vị trí đặt ống nội khí quản thích hợp ở những bệnh nhân có huyết động ổn định và nó rất hữu ích khi không có capnography (20). Tuy nhiên, khi bệnh nhân thông khí bằng bóp bóng qua mặt nạ hoặc uống đồ uống có ga hoặc thuốc kháng axit, nó có thể gây ra kết quả dương tính giả, nhưng nó thường chỉ ra kết quả thực sự sau 6 nhịp thở (21). Việc sử dụng sodium bicarbonate dẫn đến mức ETCO2 cao hơn trong 5 đến 10 phút (22). Trong khi ngừng tim, dẫn đến giảm vận chuyển CO2 ở mô phổi, capnography có thể cho thấy đặt nội khí quản đúng thành sai (âm tính giả) (23).
3.3. Thuốc an thần và giảm đau
Capnography là một phương pháp hiệu quả để chẩn đoán suy hô hấp sớm và rối loạn đường thở, đặc biệt là trong quá trình an thần, dẫn đến giảm các biến chứng nghiêm trọng (23, 24). Capnography cung cấp an toàn hơn trong việc theo dõi bệnh nhân trong quá trình an thần. Cung cấp oxy không có ảnh hưởng đến các thông số chức năng hô hấp được đánh giá bằng capnography (25). Nó cho thấy chức năng đường thở bị suy giảm sớm hơn bất kỳ thiết bị nào khác, sớm hơn 5 đến 240 giây so với pulse oximeter (26, 27). Capnography nhạy hơn so với đánh giá lâm sàng trong chẩn đoán rối loạn chức năng hô hấp, ví dụ, trong nhiều trường hợp bị ngưng thở khi dùng thuốc an thần, các bác sĩ tại giường không nhận ra ngưng thở nhưng capnography có thể xác định được nó (28).
3.4. Bệnh phổi
3.4.1. Bệnh phổi tắc nghẽn
Trong các bệnh đường hô hấp tắc nghẽn, tình trạng giảm thông khí có thể gây thở dốc và tăng CO2 máu (29). Có một mối quan hệ giữa ETCO2 và áp lực một phần carbon dioxide động mạch (PaCO2) ở bệnh nhân hen suyễn cấp tính ở khoa cấp cứu (30, 31). Capnography là giám sát động của bệnh nhân bị suy hô hấp cấp tính như hen suyễn, bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD), viêm phế quản và suy tim (32). Co thắt phế quản có liên quan đến giai đoạn thở ra kéo dài (E1, E2, E3) trên capnogram (Hình 1) ở những bệnh nhân mắc các bệnh tắc nghẽn như COPD (32, 33). Những thay đổi về ETCO2 và độ dốc pha thở ra tương quan với thể tích thở ra gắng sức (E1, E2, E3) trong 1 giây (FEV1, forced expiratory volume) và tốc độ lưu lượng thở ra đỉnh (PEFR, peak expiratory flow rate) (32, 34). ETCO2 là một công cụ không thể thiếu trong việc đánh giá mức độ nghiêm trọng của bệnh hô hấp tắc nghẽn ở khoa cấp cứu. ETCO2 cao hơn ở những bệnh nhân bị đợt cấp COPD được đưa vào bệnh viện so với những người được xuất viện từ khoa cấp cứu (35).
3.4.2. Thuyên tắc phổi
Trong thuyên tắc mạch huyết khối, ETCO2 thấp hơn đáng kể so với bình thường do giảm tưới máu phổi và tăng khoảng chết phế nang làm giảm lượng CO2 thở ra từ phổi, do đó áp lực carbon dioxide tĩnh mạch (PvCO2) tăng lên và tất cả những thay đổi này dẫn đến tăng trong gradient PaCO2‐ETCO2 (36). Điều này giúp chẩn đoán chính xác thuyên tắc phổi, đặc biệt là tắc mạch phổi thầm lặng (37). Volumetric capnography được sử dụng để theo dõi huyết khối trong thuyên tắc phổi lớn (38). Giá trị trung bình của ETCO2 và giảm áp lực PCO2/PO2 trong 30 giây tương quan với khả năng xảy ra lâm sàng hoặc loại trừ tắc mạch phổi (39).
3.5. Suy tim
Chẩn đoán phân biệt nhanh chóng của suy tim là nguyên nhân gây khó thở, với các nguyên nhân hô hấp khác, rất quan trọng để lựa chọn một liệu pháp thích hợp (40). Đôi khi, việc phân biệt bệnh COPD/hen suyễn và suy tim cấp tính là rất khó khăn, đặc biệt là khi cả hai tồn tại cùng nhau và các quyết định điều trị trong tình huống này rất phức tạp (41). ETCO2 ở bệnh nhân có nguyên nhân tim khác biệt rõ rệt với bệnh nhân suy hô hấp do nguyên nhân tắc nghẽn. Mức ETCO2> 37 mmHg không được quan sát thấy ở bất kỳ bệnh nhân nào bị suy tim, mặc dù mức ETCO2> 37 mmHg có độ nhạy nhẹ để chẩn đoán COPD/hen suyễn (42, 43).
Mức ETCO2 trong quá trình nghiệm pháp gắng sức hô hấp tim mạch (cardiopulmonary exercise testing) ở bệnh nhân suy tim có giá trị tiên lượng cao đối với các biến cố tim (44, 45). N‐ Terminal Pro‐brain Natriuretic Peptide ở phía quantitative capnography rất hữu ích trong chẩn đoán sớm và điều trị bệnh nhân khó thở cấp tính (nguyên nhân hô hấp hoặc tim) ở khoa cấp cứu. Việc sử dụng rộng rãi của quantitative capnography có thể có lợi trong công việc hàng ngày cho các bác sĩ cấp cứu (46).
3.6. Sốc
Sốc giảm huyết áp là một đặc điểm lâm sàng đối với nhiều bệnh và liên quan đến tỷ lệ tử vong cao ở các khoa cấp cứu. Các bác sĩ cấp cứu liên tục cố gắng tìm ra những cách mới để chẩn đoán sốc giai đoạn đầu để bắt đầu điều trị càng sớm càng tốt (47). Capnography được coi là một phương pháp đơn giản và không xâm lấn để phát hiện và ước tính độ nặng của sốc trong giai đoạn đầu (48, 49). ETCO2 được biết là giảm ở trạng thái hạ huyết áp liên quan đến thể tích máu (50). ETCO2 có mối tương quan với huyết áp, lactate huyết thanh và base excess. Trong sốc giai đoạn đầu có liên quan đến giảm cung lượng tim, lượng ETCO2 giảm đáng kể. Điều này là do giảm lưu lượng máu trong động mạch phổi trong quá trình giảm cung lượng tim, làm gián đoạn tỷ lệ tưới máu thông khí. Khi tăng mức độ shunt, ETCO2 giảm, trong khi PaCO2 không thay đổi (51, 52). Khi giảm huyết áp, ETCO2 giảm và gradient PaCO2‐ETCO2 tăng (53, 54). Có mối tương quan giữa lượng mất nước và lượng natri bicarbonate và ETCO2, và ETCO2 có thể được sử dụng như một chỉ số đơn giản và không xâm lấn để xác định mức độ mất nước (55).
3.7. Rối loạn chuyển hóa
Carbon dioxide (CO2) là một trong những sản phẩm cuối cùng của quá trình chuyển hóa và được chuyển đến phổi thông qua tuần hoàn máu và truyền qua hệ hô hấp, do đó CO2 thở ra phản ánh tình trạng chuyển hóa của cơ thể (56, 57). ETCO2 là một chỉ số nhanh, rẻ tiền và không xâm lấn để ước tính lượng HCO3‐bicarbonate và PaCO2 trong các tình huống khẩn cấp và nguy kịch (58). Do mối liên hệ trực tiếp giữa ETCO2 và HCO3, ETCO2 là yếu tố dự báo nhiễm toan chuyển hóa và tử vong, do đó, capnograph như một công cụ sàng lọc nhiễm toan chuyển hóa rất hữu ích trong khoa cấp cứu (59). ETCO2 có thể được khuyến cáo là phương pháp không xâm lấn để xác định nhiễm toan chuyển hóa và có thể được sử dụng để phát hiện nhiễm toan chuyển hóa sớm ở bệnh nhân thở tự nhiên, tuy nhiên, nên sử dụng ABG làm tiêu chuẩn vàng để chẩn đoán và quản lý điều trị (60).
3.7.1. Nhiễm toan keto tiểu đường (DKA)
Bệnh nhân bị đái tháo đường có nguy cơ biến chứng lớn và gây tàn tật, một trong những biến chứng quan trọng nhất là DKA (61). Mối quan hệ tuyến tính trực tiếp giữa ETCO2 và HCO3 rất hữu ích trong dự đoán nhiễm toan. Nó đã chỉ ra rằng không có chẩn đoán DKA khi ETCO2 ˃ 36 và có chẩn đoán DKA khi ETCO2 ≤ 29. ETCO2 30 đến 35 được coi là điểm cắt, vì vậy nó rất hữu ích trong chẩn đoán nhiễm toan (62, 63) . Ngoài ra, mức độ PaCO2 thấp có liên quan đến tăng nguy cơ phù não ở trẻ em mắc DKA (64). Do đó, theo mối quan hệ giữa ETCO2 và PaCO2, capnography có thể được sử dụng để xác định các cá nhân có nguy cơ cao bị phù não (62). Khi glucose của bệnh nhân trên 550 mg/dl, ETCO2 là một công cụ hữu ích để loại trừ DKA (65).
3.7.2. Viêm dạ dày ruột
Trong số trẻ bị tiêu chảy và nôn, ETCO2 có mối tương quan độc lập với nồng độ HCO3 trong huyết thanh. Đây là một chỉ số không xâm lấn để đo mức độ nghiêm trọng của nhiễm toan ở bệnh nhân viêm dạ dày ruột (66). ETCO2 có thể được sử dụng để ước tính HCO3 trong nhiều tình huống khẩn cấp (58).
3.8. Chấn thương
Carbon dioxide cuối thì thở ra không thể được sử dụng để loại trừ chấn thương nghiêm trọng ở những bệnh nhân đáp ứng các tiêu chí chăm sóc chấn thương. ETCO2 30 mmHg có thể liên quan đến tăng nguy cơ chấn thương nặng (67).
Có một mối quan hệ ngược giữa ETCO2 trước bệnh viện và tỷ lệ tử vong do chấn thương, vì vậy ETCO2 có thể được sử dụng để cải thiện việc phân loại và cũng giúp nhân viên dịch vụ y tế khẩn cấp lên kế hoạch chuyển bệnh nhân đến trung tâm chấn thương thích hợp (68).
ETCO2 thấp có mối liên quan mạnh mẽ với sốc ở bệnh nhân chấn thương và cho thấy mức độ nghiêm trọng của tình trạng của bệnh nhân trong 6 giờ đầu tiên nhập viện (69).
4. Kết luận:
ETCO2 được sử dụng trong khoa cấp cứu như một chỉ số để đo lường trong nhiều tình huống lâm sàng. Capnography là một phương pháp không xâm lấn và chính xác để đo ETCO2 và có thể giúp các bác sĩ cấp cứu trong một số tình huống quan trọng. Mặc dù điều này không được sử dụng trong nhiều tình huống khẩn cấp và nó không được sử dụng thường xuyên trong khoa cấp cứu, nhưng ứng dụng của nó đang gia tăng trong nhiều tình huống khẩn cấp, như bệnh nhân được thở máy, an thần và giảm đau theo thủ tục, bệnh phổi, thất bại do nhiệt, sốc rối loạn và chấn thương. Điều này có nghĩa là capnography phải được coi là một công cụ thiết yếu trong khoa cấp cứu, tuy nhiên, cần nhiều nghiên cứu hơn để đánh giá ứng dụng của nó trong các điều kiện lâm sàng và bệnh cụ thể.
