Экспресс-метод определения содержания углекислого газа в выдыхаемом воздухе

Аннотация

В серии приборов, позволяющих определять содержание углекислого газа в выдыхаемом воздухе с целью изучения альвеолярной вентиляции, до настоящего времени использовались малоинерционные газоанализаторы углекислого газа ГУМ-1 и ГУМ-2.

В настоящее время в НПО «Мединструмент» разработан новый аппарат БАУГ-ЛВ на основании рекомендации экспертной комиссии по приборам, применяемым для газообмена, газоанализа и исследования газов крови, и Комитета по новой медицинской технике. С апреля 1985 года аппарат проходит клинические испытания.

Полный текст

Целью настоящей работы являлась апробация данного прибора при исследовании углекислого газа в выдыхаемом воздухе в клинической практике. Быстродействующий анализатор углекислого газа с линейным выходом (БАУГ-ЛВ) предназначен для измерения содержания СО₂ в выдыхаемом воздухе при функциональных исследованиях легких, а также для изучения вентиляционно-перфузионных отношений. В отличие от аппаратов ГУМ-1 и ГУМ-2, БАУГ-ЛВ одновременно вычисляет частоту дыхания за минуту, выдает световой сигнал при выходе СО₂ за пределы, установленные врачом, определяет и индуцирует на цифровом индикаторе показатели максимального и минимального содержания СО₂ в выдыхаемом воздухе за весь период исследования.

В основу работы прибора положено физическое явление возникновения акустических колебаний в газе при поглощении им прерывистого потока лучистой энергии в инфракрасной области спектра в диапазоне 2—6 мкм. Показания регистрируются быстродействующим самопишущим прибором типа Н3021-1 в виде кривой на бумаге, а также на цифровом индикаторе. Аппарат калибруется с помощью тарировочного углекислого газа, баллон с которым прилагается к прибору.

Ширина диаграммной ленты составляет 8 см. Целесообразно калибровать прибор таким образом, чтобы высота записи в 8 см соответствовала 8% СО₂, тогда 1 см на диаграммной ленте по высоте будет означать 1 % СО₂.

Обследуемый дышит через газоприемник (мундштук) при отключенном носовом дыхании. Вначале запись ведется со скоростью 1 мм/с, затем с некоторым перерывом несколько раз после спокойного вдоха обследуемый делает быстрый глубокий выдох, при этом скорость записи составляет 10 мм/с.

Расчет капнограмм производится по методике P. С. Винницкой и соавт. [2] в модификации В. М. Андреева и Э. Ф. Пичугиной [1] следующим способом (см. рис.). Содержание СО₂ (в %) в атмосферном воздухе — точка А, в выдыхаемом воздухе в конце свободного выдоха — В, в начале и конце альвеолярной фазы выдоха — точки С и Д.

Рис. 1.

На капнограмме: по вертикали 1 см соответствует 1% СО₂, по горизонтали 1 см — 1с.

Для расчета отношения вентиляция/кровоток определяют скорость прироста парциального давления СО₂ в альвеолярном воздухе. Предварительно процентное содержание СО₂ в точках С и Д переводят в РАСО₂ по формуле:

${\mathrm{РАСО}}_2=\frac{(\mathrm{В} - 47) · {\mathrm{СО}}_2\%}{100},$

где В — барометрическое давление в мм рт. ст. в момент исследования, СО₂% — концентрация СО₂ по показаниям прибора, 47 — величина постоянная (давление водяных паров выдыхаемого воздуха).

Таким образом, прирост парциального давления СО₂ в альвеолярном воздухе между точками С и Д составляет:

$∆{\mathrm{РАСО}}_2={\mathrm{РАСО}}_2\mathrm{Д} - {\mathrm{РАСО}}_2\mathrm{С}$,

а прирост РАСО₂ в альвеолярную фазу определяют за единицу времени:

ΔPACO₂/t_А,

где t_A —продолжительность альвеолярной фазы выдоха (между точками С и Д).

На представленной капнограмме, рассчитанной таким образом, СО₂ в точке С равняется 4,4%, в точке Д — 4,7%. Время выдоха альвеолярного воздуха — 4,6 с. Барометрическое давление в момент исследования — 747 мм рт. ст.

${\mathrm{РАСО}}_2\mathrm{С}=\frac{(747 - 47) · 4,4\%}{100}=30,80 \mathrm{мм} \mathrm{рт}. \mathrm{ст}.$

${\mathrm{РАСО}}_2\mathrm{Д}=\frac{(747 - 47) · 4,7\%}{100}=32,90 \mathrm{мм} \mathrm{рт}. \mathrm{ст}.$

$∆{\mathrm{РАСО}}_2/\mathrm{tA}=\frac{32,90 - 30,80}{4,6}=0,45 \mathrm{мм} \mathrm{рт}. \mathrm{ст}./\mathrm{с}$

Нами были исследованы капнограммы здоровых и больных бронхитом, бронхиальной астмой, острой пневмонией (см. табл.).

Как видно из таблицы, парциальное давление СО₂ в альвеолярном воздухе при различных заболеваниях легких в среднем хотя и изменяется, но не достигает статистической достоверности. Однако достоверно ухудшаются вентиляционноперфузионные отношения, что особенно характерно для больных бронхиальной астмой.

Результаты наших исследований совпадают с данными, полученными на аналогичных приборах [1]. Это позволяет рекомендовать БАУГ-ЛВ для широкого внедрения в повседневную практику.