Introductie capnografie
De CO2 concentratie in uitgeademde lucht kan snel informatie verschaffen over
ventilatie (ademhaling), perfusie (doorbloeding) en metabolisme van een patiënt. De
verschafte informatie zegt niet direct iets over de bovengenoemde zaken, maar kan
wel snel de alarmbellen laten rinkelen als er afwijkingen te zien zijn, zoals
bijvoorbeeld bij een hartinfarct.
De maximale waarde van CO2 in de uitademingslucht wordt ook wel end-tidal CO2
(EtCO2) genoemd en kan worden gemeten door middel van capnografie met een
infrarood sensor. Hierbij wordt een transparante meetkamer met een infraroodbron
en een detector aangesloten op de beademingsbuis in je luchtpijp (trachea) die de
hoeveelheid infrarood licht meet die niet geabsorbeerd wordt door de CO2 moleculen
in de uitgeademde lucht. Hoe meer CO2 in het gas, des te minder infrarood licht
doorgelaten wordt. De gemeten waarden kunnen afgebeeld worden in een
capnogram, waarbij je een golf-vormige grafiek krijgt.
Er zijn verschillende termen die weliswaar door elkaar gebruikt worden maar niet
hetzelfde zijn. Capnometrie geeft slechts een getal van één meetwaarde, wat de
EtCO2 aangeeft. Bij capnografie is er juist een continue meting van de CO2, waarmee
vervolgens een grafiek, het capnogram, gemaakt kan worden.
Hoe werkt het?
Een infrarood (IR) straal met een kleine golflengte (4,3 µm) wordt door een
gasmonster geprojecteerd. Wanneer de straal door het gasmonster heen gaat, wordt
een deel van het infrarood licht geabsorbeerd door de CO2 moleculen aanwezig in de
lucht. Het doorgelaten licht wordt met een IR sensor opgevangen en gemeten.
Er bestaan twee soorten capnometers die verschillende methoden gebruiken.
Bij “side stream” capnometers wordt er via een aftakking een gasmonster naar een
monitor geleid, waardoor er dus niet direct in de luchtpijp een meting van de CO2
concentratie gedaan wordt. Voordat er een meting plaats vindt, worden de
vochtdeeltjes aan het gas onttrokken. Het nadeel van deze methode is dat het smalle
lumen van het monsterslangetje snel verstopt kan raken door condens of
afscheidingen uit de longen.
In geval van “main stream” capnometers, wordt er een meting uitgevoerd direct in de
gasstroom. Er wordt een cuvet in de ademgasstroom geplaatst met zowel een IR
bron als IR sensor. De cuvet wordt ook verwarmd om condensatie te voorkomen.
Deze manier is veel directer en sneller. Het grootste nadeel is alleen de grootte en
het gewicht van de hele cuvet.
Capnografie: normaal vs. afwijkend
Capnografie maakt het mogelijk de veranderingen in CO2-concentratie te bekijken
door middel van een golfvormweergave. De CO2-golfvorm kan worden onderverdeeld
in segmenten die verschillende fasen van de ademhalingscyclus representeren. Aan
het begin van de normale uitademing wordt als eerste de lucht uit de anatomische
dode ruimte verdreven. In de dode ruimte, denk aan bijvoorbeeld de lucht in de
trachea, heeft er geen gasuitwisseling plaatsgevonden en is de CO2-concentratie
zeer laag. Naarmate er meer lucht uit de longblaasjes vrij komt en bij de meetplaats
komt is het resultaat dat de concentratie uitgeademde CO2 zal stijgen.
Verspreid door de longen zijn er gebieden met verschillende ventilatie-
perfusieverhoudingen, dat wil zeggen dat sommige delen meer worden doorbloed en
anderen meer geventileerd. Door synchroon legen van alle longblaasjes, bereikt de
CO2-concentratie echter een bijna constante gemiddelde CO2-waarde, het alveolaire
plateau genoemd. Aan het einde van het plateau bevindt zich de EtCO2. Op dit punt
is het verschil tussen de EtCO2 en de arteriële CO2-spanning (PaCO2, hoeveelheid
CO2 in het arterieel bloed) minimaal en weerspiegelt de EtCO2 de PaCO2.
Bij een gezonde ademhaling is de EtCO2 een kleine onderschatting van de PaCO2
(<4 mm Hg) en is er dus een licht positieve PaCO2-PEtCO2 ratio. Ten slotte daalt bij
inademing de CO2-concentratie snel weer tot het basisniveau, aangezien er vrijwel
geen CO2 in de ingeademde lucht zit.
Bij diffuse parenchymale longziekten is de gaswisseling van O2 en CO2 tussen de
capillairen en de alveoli aangedaan. In geval van parenchymale longziekten is de
EtCO2 de som van alle uiteenlopende CO2 spanningen uit alveoli en is vaak verlaagd.
De verhoogde positieve PaCO2-PEtCO2 ratio is te verklaren door voortdurende
ventilatie van longblaasjes die niet langer worden doorbloed, oftewel geperfundeerd.
Ook andere aandoeningen kunnen leiden tot een verhoogde PaCO2-PEtCO2 ratio.
Hypovolemie met verlaagde druk in de longen (door te weinig bloed in het systeem)
zorgt voor verminderde toevoer van CO2 naar de longen. Verhoogde eind-expiratoire
druk met verhoogde alveolaire druk bemoeilijkt het transport van CO2 naar de
longblaasjes uit de capillairen. Bij pulmonale vasculaire occlusieve ziekte wordt de
toevoer van bloed met CO2 naar de longen bemoeilijkt. En bij veneuze luchtembolie
is er juist sprake van te hoge CO2 concentratie in de arteriën, waardoor de CO2-
spanning in de alveoli relatief lager lijkt.
Veranderingen in PEtCO2 moeten met uiterste voorzichtigheid worden
geïnterpreteerd. Een plotselinge afname kan veel verschillende oorzaken hebben.
Het kan duiden op een losgeraakte beademingsbuis, een lekkage, een verstopte
beademingsbuis, plotselinge hypotensie, plotselinge hyperventilatie of een ernstige
longembolie (bloedprop in de longen). Een geleidelijke afname kan een teken zijn van
hyperventilatie, verminderde longdoorbloeding of verminderde CO2-productie
(metabolisme).
Een plotselinge stijging van de PETCO2 kan het gevolg zijn van bijvoorbeeld een
injectie met natriumbicarbonaat (bij afbraak komt CO2 vrij) of een plotselinge
toename van het hartminuutvolume. Een geleidelijke toename kan duiden op een
grotere productie van CO2 of hypoventilatie.
Verkeerde intubatie in de slokdarm zou resulteren in de totale afwezigheid van een
van een golfvorm, gezien daar geen uitgeademde lucht doorheen stroomt.
Zo is dus te zien dat de CO2 concentratie van zeer veel zaken afhankelijk is en is het
vaak moeilijk op het eerste oog te zeggen waar de verandering zit en hoe er
gehandeld moet worden, maar het geeft wel vaak een indicatie dat er wat gedaan
moet worden.
Klinische Capnometrie
In gezonde patiënten is de EtCO2 min of meer gelijk aan de arteriële CO2-spanning
(PaCO2). Met behulp van EtCO2 kunnen dus veranderingen in de PaCO2 van de
gezonde, hemodynamisch stabiele patiënten worden gevolgd, maar niet van ernstig
zieke patiënten, omdat de EtCO2 ook veranderingen in perfusie van de longen en
dode-ruimteventilatie weerspiegelt, wat bij een zieke patiënt afwijkend kan zijn.
Een significante verandering in de EtCO2 geeft een indicatie om PaCO2 te bepalen
door middel van een arteriële bloedgas (ABG) analyse, om te controleren of er ook een
verandering in de PaCO2 is; een constante EtCO2 sluit echter niet meteen
veranderingen in PaCO2 uit. EtCO2 patronen bij de ernstig zieke patiënt zijn vaak
misleidend vanwege de grote variabiliteit in de PaC02-PEtCO2-gradiënt bij de
individuele patiënt.
Routinematig gebruik van capnometrie als vervanging voor PaCO2-meting door
middel van ABG-analyse of als PaCO2-trendmonitor op de intensive care moet
worden ontmoedigd.
Het tot de beschikking hebben van een capnometer kan voor sommige artsen op
intensive care afdelingen wel wenselijk zijn voor andere specifieke
functies; bijvoorbeeld voorkomen dat de slokdarm geïntubeerd word, een
veranderende ventilatie-perfusieverhouding vast te stellen door een veranderende
PaCO2-PEtCO2-gradiënt of om herstel van de bloedsomloop aan te tonen na
hartstilstand en reanimatie.
Capnografie is nuttig in de volgende omstandigheden:
Om de juiste plaatsing van de beademingsbuis vast te stellen. Dit is vooral
zinvol op een luidruchtige SEH-afdeling.
Om kwaadaardige hyperpyrexie op te sporen. De enorme toename van de
CO2-productie wordt in dat geval veroorzaakt door een verhoogd
spiermetabolisme. Deze toename gaat meestal vooraf aan de hoge
koorts. Vroege detectie van hyperpyrexie is een van de belangrijkste redenen
om standaard EtCO2 te meten na inname van ecstasy.
Om lucht-, vet- of longembolie op te sporen. Een enorme afname van EtCO2
treedt op als gevolg van vergroting van dode ruimte.
Om de effectiviteit van de beademing en de effecten van IPPB
(intermitterende positieve drukbeademing) te monitoren. Zo kan
hypoventilatie of hyperventilatie worden opgespoord en vervolgens bevestigd
met ABG-analyse.
Om de effectiviteit van reanimatie te beoordelen. Bij het ontbreken van
circulatie, is er meestal geen CO2 in de longen. Zodra de capnograaf een
stijging van CO2 waarneemt, is dat een teken van geslaagde reanimatie.
Hierbij hoeven de borstcompressies niet onderbroken te worden om de
meting uit te voeren, gezien de capnograaf daar niet gevoelig voor is, in
tegenstelling tot de ECG monitor.
Als er echter een hoge dosis adrenaline wordt gebruikt, is EtCO2 geen goede
indicator voor reanimatiemethoden.
Capnografie is nuttig in de volgende omstandigheden:
Om de juiste plaatsing van de beademingsbuis vast te stellen. Dit is vooral
zinvol op een luidruchtige SEH-afdeling.
Om kwaadaardige hyperpyrexie op te sporen. De enorme toename van de
CO2-productie wordt in dat geval veroorzaakt door een verhoogd
spiermetabolisme. Deze toename gaat meestal vooraf aan de hoge
koorts. Vroege detectie van hyperpyrexie is een van de belangrijkste redenen
om standaard EtCO2 te meten na inname van ecstasy.
Om lucht-, vet- of longembolie op te sporen. Een enorme afname van EtCO2
treedt op als gevolg van vergroting van dode ruimte.
Om de effectiviteit van de beademing en de effecten van IPPB
(intermitterende positieve drukbeademing) te monitoren. Zo kan
hypoventilatie of hyperventilatie worden opgespoord en vervolgens bevestigd
met ABG-analyse.
Om de effectiviteit van reanimatie te beoordelen. Bij het ontbreken van
circulatie, is er meestal geen CO2 in de longen. Zodra de capnograaf een
stijging van CO2 waarneemt, is dat een teken van geslaagde reanimatie.
Hierbij hoeven de borstcompressies niet onderbroken te worden om de
meting uit te voeren, gezien de capnograaf daar niet gevoelig voor is, in
tegenstelling tot de ECG monitor.
Als er echter een hoge dosis adrenaline wordt gebruikt, is EtCO2 geen goede
indicator voor reanimatiemethoden.
Toon alle referenties
