Nghiên cứu giá trị của áp lực riêng phần khí CO2 cuối thì thở ra (PetCO2) trong hồi sức sau phẫu thuật thần kinh trẻ em tại bệnh viện nhi trung ương

1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong đơn vị hồi sức, cấp cứu hầu hết bệnh nhân nặng cần phải theo dõi sát liên tục Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật người ta có xu hướng nghiên cứu thiết bị theo dõi liên tục mà can thiệp xâm nhập bệnh nhân Một thiết bị máy đo áp lực riêng phần khí CO cuối thở (PetCO2) hiển thị dạng sóng (capnography) Phương pháp đo PetCO2 khơng gây chảy máu, tốn kém, sử dụng đơn giản, cho kết ngay, theo dõi liên tục PetCO trực dõi tỷ số thơng khí/tưới máu (V A / Q) mà từ trước tới chưa có thiết bị đáp ứng [1] Người ta dựa vào theo dõi PetCO2 để điều chỉnh thông số máy thở nhằm cải thiện tình trạng toan hơ hấp bệnh nhân thơng khí nhân tạo xâm nhập [2],[3] Đánh giá vị trí ống nội khí quản, đánh giá hiệu hồi sức tim phổi,… Thông thường PetCO2 nhỏ PaCO2 từ - mmHg Giá trị bình thường PetCO2 khoảng 38 mmHg Tuy nhiên hiệu số PaCO PetCO2 phản ánh thơng khí khoảng chết P(a-et)CO tương quan chặt chẽ với tỷ số thơng khí tưới máu VA/Q [1] Theo tác giả Das.JB, Joshi.ID cộng sự, 1984, có mối tương quan tuyến tính PaCO2 PetCO2 với r = 0,98 phương trình y = 0,96x + 4,43 Do PetCO2 dùng để theo dõi khơng xâm nhập PaCO2 bệnh nhân[4] Theo dõi PetCO2 có ý nghĩa điều trị tăng áp lực nội sọ Theo số nghiên cứu cho thấy: huyết áp bình thường, áp lực riêng phần cacbon dioxit máu động mạch (PaCO2) lưu lượng máu não có mối quan hệ tuyến tính với [5],[6] Khi PaCO2 80mmHg, lưu lượng máu não gần gấp đơi, PaCO2 20mmHg, lưu lượng máu não giảm xuống nửa, 2 mức tối thiểu lưu lượng máu não, đồng thời mức co mạch tối đa động mạch [5],[6] Sự đáp ứng mạch máu não CO áp dụng việc điều trị bệnh nhân tăng áp lực nội sọ Tại bệnh viện Nhi Trung ương (BVNTW) hàng năm có 250 - 300 bệnh nhân phẫu thuật thần kinh, nửa số cần phải hồi sức tích cực Việc theo dõi PetCO2 PaCO2 liên tục quan trọng điều trị bệnh nhân.Vì lí tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu giá trị áp lực riêng phần khí CO cuối thở (PetCO2) hồi sức sau phẫu thuật thần kinh trẻ em Bệnh viện Nhi Trung ương” Với hai mục tiêu sau: Khảo sát áp lực riêng phần khí CO cuối thở (PetCO2) hồi sức hồi sức sau phẫu thuật thần kinh trẻ em Bệnh viện Nhi Trung ương Nhận xét mối tương quan áp lực riêng phần khí CO cuối thở (PetCO2) áp lực riêng phần khí CO2 máu động mạch (PaCO2) hồi sức sau phẫu thuật thần kinh trẻ em Bệnh viện Nhi Trung ương 3 Chương TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược nguồn gốc CO2 1.1.1 Nguồn gốc CO2 sản phẩm chuyển hoá hiếu khí (VCO 2) q trình khử carboxyl acid carboxylic xảy tế bào Mối quan hệ VCO O2 tiêu thụ gọi số hô hấp Chỉ số hô hấp chuyển hoá carbonhydrate, 0,83 chuyển hoá mỡ, 0,71 chuyển hoá protein lớn lipit hình thành Chỉ số hơ hấp chung cho toàn thể 0,85 [7] Những tình làm tăng VCO2 là: sốt, luyện tập, nhiễm trùng, cường giáp, chấn thương, bỏng, chế đô ăn giàu calo Những tình làm giảm VCO2 là: suy giáp, hạ thân nhiệt, dùng thuốc an thần, hôn mê sâu, liệt,… 1.1.2 Vận chuyển CO2 Có dạng CO2vận chuyển máu là: Dạng hòa tan Dạng bicarbonate Dạng carbamin CO2 sinh từ tổ chức đưa vào tuần hồn máu Ở máu động mạch, CO2 có áp suất (được kí hiệu PaCO 2) có giá trị bình thường khoảng 40 mmHg Ở máu tĩnh mạch, nồng độ CO cao máu động mạch với giá trị PaCO2 khoảng 45 mmHg [8],[9] Vì khả hoà tan CO huyết tương lớn (0,6ml CO /100ml huyết tương) nên lượng CO nhỏ (5-10%) vận chuyển dạng hoà tan 4 CO2 gắn với nhóm NH2 đầu amin tận (terminal - NH 2) protein huyết tương hemoglobin hồng cầu tạo hợp chất carbamino, chiếm từ - 10% CO2 vận chuyển Khả gắn hemoglobin với CO2 khác tuỳ thuộc vào độ bão hoà oxy (hiệu ứng Haldane) Đây hiên tượng sinh lý quan trọng CO2 dễ dàng bị đẩy khỏi hemoglobin phế nang đạt áp xuất oxy cao Hiệu ứng Haldane cắt nghĩa bệnh nhân bị thiếu oxy, cung cấp oxy độ bão hoà oxy- hemoglobin tăng lên Mỗi ngày tế bào thể tạo khoảng 13000mmol CO 2[7] Lượng CO2 vận chuyển tới phổi thải ngồi nhờ hoạt động hơ hấp Phần lớn CO2 (80 - 90%) vận chuyển máu dạng bicarbonate (HCO3-): CO2 + H2O ↔ H2 CO3↔ H+ + HCO3- Sản phẩm H2CO3 tạo từ CO2 H2O nhờ xúc tác enzym carbonic anhydrase, enzym có nồng độ cao hồng cầu Ion H+ từ phản ứng đệm hemoglobin HCO3- tràn vào huyết tương CO2 sản sinh hệ tuần hoàn hệ đệm H + q trình toan chuyển CO2 tích lũy tuần hồn tĩnh mạch Trong lúc ngừng tim PvCO2 tăng cao (toan hô hấp tĩnh mạch) PaCO bình thường thấp (kiềm hơ hấp động mạch) 1.1.3 Thải trừ CO2 CO2 thải trừ qua phổi nhờ q trình thơng khí Tại phổi có phần thải CO2 gọi thơng khí phế nang, phần khơng thơng khí phế nang gọi thơng khí khoảng chết Thơng khí phút (VE) tổng thơng khí phế nang (VA) thơng khí khoảng chết (VD) VE = VA + VD 5 Nếu tất CO2 thải hết thở ra, ta tập trung lại đo nồng độ CO2 tính VCO2theo cơng thức: VCO2 = V F-ECO2 Trong F-ECO2 phân suất khí CO2 trộn thở ra, V A tính theo cơng thức: VA = VCO2 / PaCO2 × 0,863 Trong PaCO2 lượng CO2 máu động mạch 0,863 hệ số qui đổi tình trạng khác thể (nhiệt độ, áp suất, độ bão hoà nước) Và điều kiện chuẩn (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất) V A tính theo cơng thức sau đây: VA = VE ×P% CO2/ PaCO2 Phân số khoảng chết tính theo phương trình Bohr [10]: VD / VT = (PaCO2 - PACO2) / PaCO2 Trong PACO2 PetCO2, cần lưu ý VD / VT = PaCO2 = PACO2 Như biết PaCO2 đại diện cho PACO2 theo thời gian không gian PACO2 phổi phụ thuộc vào mối tương quan thơng khí tưới máu (VA / Q) Khi khơng có tưới máu (VA/Q = ∞) PaCO2 PACO2 hít vào (thường 0) Với VA/Q bình thường PACO2 PaCO2 (ví dụ 40mmHg) Khi VA/Q thấp PACO2 tăng lên tiệm cận PaCO2 (ví dụ 45mmHg) Do PACO2 vây nên PetCO2 phải luôn nằm PaCO Khi VA/Q khơng ổn định PetCO2 thấp PaCO2 vài mmHg Tuy nhiên tương quan PaCO2 PetCO2 dễ thay đổi 1.1.4 CO2 phế nang (PACO2) PACO2 xác định tốc độ CO đến phế nang tốc độ CO thải khỏi phế nang Tốc độ CO đến phế nang xác định CO2 sinh 6 lưu lượng máu tĩnh mạch Tốc độ CO2 thải khỏi phế nang xác định thơng khí phế nang Do PACO2 kết mối quan hệ thơng khí tưới máu (VA/Q) VA/Q bình thường: PACO2 ≈ PaCO2 VA/Q giảm : PaCO2 ≈ P∇CO2 VA/Q tăng : PaCO2 ≈ PICO2 (PCO2 hít vào) 1.2 Nguyên lý ứng dụng máy đo PetCO2 1.2.1 Nguyên lý máy đo PetCO2 CO2 đo phổ kế đường thở đặc tính hấp thu tia hồng ngoại Phần lớn máy đo CO dùng lâm sàng sử dụng tia hồng ngoại có bước sóng 4,26 µm [3] Có phương tiên nhờ phát minh bác học người Ấn Độ tên Raman, ông đoạt giải thưởng Nobel vật lý năm 1930 Nguyên lý phổ Raman kích thích vào phân tử khí tia cực tím chùm ánh sáng nhìn thấy, lượng phân tử khí hấp thu phát lại trực tiếp với bước sóng với nguồn cung cấp, tượng gọi tán xạ (Rayleigh Scrattering) Một phần nhỏ lượng hấp thu (khoảng 10-6) phát xạ với bước sóng gọi tượng phát xạ Raman [11] Ở phòng có nhiêt độ thích hợp, phát xạ Raman tạo bước sóng dài gọi phổ chuyển hồng ngoại [11],[3] Phổ chuyển hồng ngoại tán xạ ứng dụng để đo thành phần hỗn hợp khí Khơng giống phổ hồng ngoại đơn thuần, phát xạ Raman không bị hạn chế phân tử khí có từ tính (phân cực) Phát xạ Raman ứng dụng lâm sàng để đo khí CO2 7 Có ba loại máy đo PetCO2 là: mainstream, sidestream microstream Mỗi loại có ưu nhược điểm riêng [12] 8 1.2.2 Ứng dụng lâm sàng PetCO2 1.2.2.1 Sơ lược capnography: Là trình đo CO2 đường thở hiển thị dạng sóng Hình 1.1 Sóng thán đồ bình thường Với bệnh nhân gây mê hồi sức cấp cứu thời gian thán đồ thể hình vẽ [1] Nó gồm đoạn hít vào đoạn thở ra.Thời gian thán đồ biểu tốc độ nhanh tốc độ chậm.Tốc độ nhanh cho phép đánh giá chi tiết bình thường nhịp thở, tốc độ chậm cho phép đánh giá xu hướng PetCO2 PCO2 trình thở vào, thời bắt đầu thở PCO trì trị số khí từ khoảng chết giải phẫu rời khỏi đường thở (phase1) Sau thán đồ tăng lên uốn khí từ phế nang trộn lẫn với khí khoảng chết (phase 2) Đường cong sau giữ nguyên mức tạo cao nguyên phế nang hầu hết thở (phase 3) PCO điểm cuối cao nguyên phế nang PetCO2 1.2.2.2 Các dạng sóng thán đồ Thán đồ khơng dùng để đo nồng độ CO khí thở vào khí thở mà đánh giá hình dạng sóng Hình dạng sóng đặc trưng cho dạng bệnh lý lâm sàng [3],[1] 9 Dạng thán đồ bệnh tắc nghẽn đường thở đặc trưng thiếu hụt cao nguyên phế nang thực sự tăng lên phase trình bày hình 1.2 Hình 1.2 Sóng thán đồ bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính Sự thiếu hụt cao nguyên phế nang bất thường tỷ số V/ Q hậu tắc nghẽn đường thở Ở bệnh nhân hen phế quản với co thắt phế quản cấp tính, uốn phase thán đồ có tương quan với tỷ lệ dòng đỉnh thở Nó trở lên bình thường với liệu pháp cường beta [3],[1] Với bệnh nhân thở chậm, rung tim ảnh hưởng lên thán đồ nhịp dội tim tác động lên phổi hình 1.3 Hình 1.3.Dao động tim tác động đến thán đồ bình thường Một đường lõm xuống thấy thán đồ thở bệnh nhân phục hồi từ thuốc ức chế thần kinh cơ, gọi nhát rìu hình 1.4 10 10 Hình 1.4.Nhát rìu Cura Điều thường gặp bệnh nhân thở khơng đồng với máy thở 1.2.2.3 Các ứng dụng PetCO lâm sàng a Dự đốn PaCO2 khơng xâm nhập Sự ổn định P(a-et)CO2 cần thiết để dự đoán PaCO2 từ PetCO2 Những thay đổi PetCO2 thường phản ánh thay đổi PaCO Một số tác giả thông báo rằng P(a-et)CO2 ổn định [13],[4] dù có thay đổi lớn PaCO2 Tuy nhiên số tác giả khác lại thấy P(a-et)CO thay đổi trình gây mê Thậm chí có trường hợp thay đổi PetCO2 diễn theo chiều hướng ngược với thay đổi PaCO2 [14] Nhưng dù không xác thay đổi PetCO có giá trị phản ánh PaCO2 cảnh báo nhà lâm sàng đánh giá lại tình trạng bệnh nhân, hệ thống máy móc b Phát ống nội khí quản(NKQ) lạc vào thực quản: Ống NKQ bị đặt lạc vào thực quản cố nghiêm trọng Tình trạng xảy đặt NKQ, trình để lưu ống, chí xoay đầu bệnh nhân [15] Bởi vài trường hợp PetCO2 nhịp thở từ phổi thấp giống từ thực quản trường hợp ngừng tim nên đơi có nhầm lẫn 32 32 Chương DỰ KIẾN BÀN LUẬN Bàn luận theo mục tiêu: Khảo sát áp lực riêng phần khí CO cuối thở (PetCO2) hồi sức hồi sức sau phẫu thuật thần kinh trẻ em Bệnh viện Nhi Trung ương Phân tích mối tương quan áp lực riêng phần khí CO2 cuối thở (PetCO2) áp lực riêng phần khí CO2 máu động mạch (PaCO2) hồi sức sau phẫu thuật thần kinh trẻ em Bệnh viện Nhi Trung ương 33 33 DỰ KIẾN KẾT LUẬN - DỰ KIẾN KIẾN NGHỊ - TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Ngọc Thọ (1999) cẩm nang thán đồ ứng dụng để chẩn đoán phân biệt Carlon G.C., Ray C., Jr., Miodownik S., et al (1988) Capnography in mechanically ventilated patients Crit Care Med, 16(5), 550-556 Hess D (1989) A Guide to Understanding Capnography, Ohmeda USA 24 Das J.B., Joshi I.D., Philippart A.I (1984) End-tidal CO2 and tissue pH in the monitoring of acid-base changes: a composite technique for continuous, minimally invasive monitoring J Pediatr Surg, 19(6), 758763 Lisa H G.C (2008) Cerebral blood flow and intracranial pressure.19 Cerebral blood flow and intracranial pressure Update in Anaesthesia | www.worldanaesthesia.org, 30- 35 B M (2001) The Monro-Kellie hypothesis: applications in CSF volume depletion Neurology, 56, 1746–1748 Nguyễn Nghiêm Luật (1991) Hóa sinh Nhà xuất Y học, Đại học Y hà Nội Phạm Thị Minh Đức (1996) sinh lý học tập NXB y học, Đại học Y Hà Nội Bộ môn sinh lý (1998) chuyên đề sinh lý Nhà xuất Y học, Đại học Y Hà Nội 10 Thomas M D ( 1992) Gas Transport and pH Regulation Textbook of Biochemistry 11 Hess D (1990) Capnography 12 Nulty MS T.M., Seltzer JL (1990) Relationship between arterial carbondioxide and end - tidal carbondioxide when a nasal sampling port is used J Cli Monit, p 93-8 13 Carlon GC R.C ((1998)) Capnography in mechanically ventilated patients Critical Care Med, p 832- 835 14 Richard A Hoffman K.B., Kramer MR, et al (1989) End tidal carbondoxide in critically ill during changes in Mechanical ventilation patients Am Rev Respir dis, 140, p 1265 - 1288 15 Conrardy PA G.L., Lainge F, Singer MM (1976) Alteration of endotracheal tube position: Flexion and extention of the neck Crit Care Med, p 7-12 16 Barton C C.M (1991) Lack of correlation between end-tidal carbon dioxide concentrations and PaCO2 in cardiac arrest Crit Care Med, 19 p.108-10 17 Cantineau JP M.P., Lambert Y, et al ((1994) Effect of epinephrine on end-tidal carbon dioxide pressure during prehospital cardio-pulmonary resuscitation Am J Emerg Med, 12, p 267-70 18 Yamanaka MK S.D ((1987) Comparison of arterial- end- tidal PCO2 difference and dead space/ tidal volume ratio in respiratory failure Chest, 92, p 832-5 19 Healey CJ F.A., Swinburne AJ, Wahl GW (1987) Comparison of noninvasive measurements of carbon dioxide tension during withdrawwal from mechanical ventilation Crit Care Med,15 p 764-7 20 Lê Đức Hinh, N.C (2001) Bệnh lý thần kinh trẻ em NXB Y hoc 21 Bộ Y tế (2016) Quy trình phẫu thuật ngoại khoa chuyên nghành thần kinh 22 Mi-Yeon Eun W.-K.S (2011) Monitoring of End-Tidal CO2: Benefits to Critically Ill Neurological Patients J Neurocrit Care, p50-55 23 Nguyễn Xuân Lợi (2001) Khảo sát mối tương quan EtCO2 PaCO2 số bệnh nhân thơng khí nhân tạo, Trường đại học y Hà Nội, Hà Nội 24 MacKersie RC K.T (1990) Use of end-tidal carbon dioxide tension for monitoring induced hypocapnia in head injured patients Crit Care Med, 18 p 764-5 PHỤ LỤC CÁC CHỈ SỐ BÌNH THƯỜNG THEO TUỔI Chỉ số mạch bình thường theo tuổi Giới hạn thấp Trung bình Giới hạn cao Sơ sinh 70 lần/ phút 125 lần/ phút 190 lần/ phút - 12 tháng 80 lần/ phút 120 lần/ phút 160 lần/ phút Chỉ số huyết áp bình thường trẻ trai HA tối đa 87 101 106 106 106 105 105 105 105 105 105 105 105 HA tối thiểu 68 65 63 63 63 65 66 67 68 68 69 69 69 Chiều cao 51 59 63 66 68 70 72 73 74 76 77 78 80 Cân nặng 4 5 9 10 10 11 11 Chỉ số huyết áp bình thường trẻ gái HA tối đa 76 98 101 104 105 106 106 106 106 106 106 105 105 HA tối thiểu 68 65 64 64 65 65 66 66 66 67 67 67 67 Chiều cao 54 55 56 58 61 63 66 68 70 72 74 75 77 Cân nặng 4 5 9 10 10 11 BỆNH ÁN NGHIÊN CỨU I HÀNH CHÍNH 1.Họ tên bệnh nhân: …………………………………………… 2.Ngày sinh: / / 3.Giới: Nam  Nữ  4.Mã BA Mã nghiên cứu: 5.Địa chỉ: SĐT 6.Ngày vào HSN Ngày rút NKQ Ngày HSN II TRƯỚC PHẪU THUẬT: Chiều cao Chẩn đoán: U não: Xuất huyết não: Nhồi máu não cm Cân nặng: kg    Não úng thủy Động kinh: Chấn thương sọ não tủy Hẹp sọ  Thoát vị màng não Khác 3.Lâm sàng:  Chẩn đốn: Tình trạng hơ hấp trước mổ: Tự thở  Huyết động: Huyết áp      Thở oxy  Thở máy  Nhịp tim  Vận mạch  Tăng áp lực nội sọ: Có  Khơng  Đáp ứng viêm hệ thống: Có  Khơng  Tính chất mổ: Mổ cấp cứu  Mổ theo lịch  Cách thức phẫu thuật : PT cắt u  PT đặt van NT OB  PT lấy máu tụ  PT đặt catheter TD áp lực NS  PT hẹp sọ  PT phá sàn NT PT sinh thiết  PT khác   PT cắt bán cầu não  PT cắt khối thoát vị   III TRONG MỔ: Thời gian phẫu thuật: Tình trạng hơ hấp: Tần số Tình trạng huyết động: Mạch SpO2 Huyết áp PetCO2 CVP Vận mạch Chảy máu: Truyền dịch: Tăng áp lực nội sọ Khí máu: pH pCO2 Có  Loại Có  pO2 HCO3- BE  Khơng Thể tích Khơng SaO2  lactac 48 64 IV SAU MỔ: 1.CÁC CHỈ SỐ THEO DÕI GIỜ 16 24 32 40 56 72 Tần số Mạch Huyết áp EtCO2 PaCO2 pH PaO2 HCO3SaO2 Lactat Nhiệt độ Vận mạch PetCO2 theo 0h 2h 4h 6h 8h 12h 16h 24h 32h 40h 48h 56h 64h 72h 20h V SAU ĐÓ Ngày 3: GIỜ Lần1 Lần2 Lần3 Lần4 Lần5 Lần6 Lần7 Tần số Mạch Huyết áp Nhiệt độ EtCO2 PaCO2 pH PaO2 HCO3SaO2 Lactic BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI ĐÀO HẢI HIỀN NGHIÊN CỨU GIÁ TRỊ CỦA ÁP LỰC RIÊNG PHẦN KHÍ CO2 CUỐI THÌ THỞ RA (PetCO2) TRONG HỒI SỨC SAU PHẪU THUẬT THẦN KINH TRẺ EM TẠI BỆNH VIỆN NHI TRUNG ƯƠNG Chuyên ngành : Nhi khoa Mã số : 60720135 ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Y HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN MINH ĐIỂN HÀ NỘI –2017 TỪ VIẾT TẮT BVNTW : Bệnh viện Nhi Trung ương CT : Chụp cắt lớp vi tính CTSN : Chấn thương sọ não HCO3- : Bicabonat HSN : Hồi sức ngoại MRI : Chụp cộng hưởng từ NC : Nghiên cứu NKQ : Nội khí quản P(a-et)CO2 : Hiệu số PaCO2 PetCO2 PaCO2 : Áp lực riêng phần khí CO2 máu động mạch PaO2 : Áp lực riêng phần khí O2 máu động mạch PetCO2 : Áp lực riêng phần khí CO2 cuối thở PT : Phẫu thuật SaO2 : Độ bão hòa oxy khí máu động mạch VA/Q : Thơng khí/Tưới máu MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC BIỂU ĐỒ DANH MỤC HÌNH ... Bệnh viện Nhi Trung ương Với hai mục tiêu sau: Khảo sát áp lực riêng phần khí CO cuối thở (PetCO2) hồi sức hồi sức sau phẫu thuật thần kinh trẻ em Bệnh viện Nhi Trung ương Nhận xét mối tương... mối tương quan áp lực riêng phần khí CO cuối thở (PetCO2) áp lực riêng phần khí CO2 máu động mạch (PaCO2) hồi sức sau phẫu thuật thần kinh trẻ em Bệnh viện Nhi Trung ương 3 Chương TỔNG QUAN... PetCO2 PaCO2 liên tục quan trọng điều trị bệnh nhân.Vì lí tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu giá trị áp lực riêng phần khí CO cuối thở (PetCO2) hồi sức sau phẫu thuật thần kinh trẻ em Bệnh