Tutto sulla capnografia
Tutto sulla capnografia
Fisiologicamente, l’anidride carbonica prodotta nei tessuti si diffonde nel sangue venoso che raggiunge il lato destro del cuore e arriva ai polmoni tramite la circolazione polmonare. Qui l’ossigeno (O2) entra nel sangue e l’anidride carbonica (CO2) viene espulsa ed eliminata durante l’espirazione.
La misurazione della CO2 nell’aria espirata indica direttamente i cambiamenti nell’eliminazione della CO2 dai polmoni. Indirettamente, indica i cambiamenti nella produzione di CO2 a livello tissutale e nel trasporto della CO2 ai polmoni da parte del sistema circolatorio. Pertanto, la capnografia costituisce una tecnica non invasiva importante che può monitorare la produzione di CO2, la perfusione polmonare e la ventilazione alveolare, nonché i pattern respiratori.
La terminologia attuale è riassunta come segue.
Un capnogramma temporale può essere suddiviso in segmenti inspiratori (fase 0) ed espiratori. Il segmento espiratorio, simile a una curva di azoto a respiro singolo o a una curva di CO2 a respiro singolo, è suddiviso nelle fasi I, II e III e occasionalmente nella fase IV, che rappresenta il rialzo terminale della concentrazione di CO2. L’angolo tra la fase II e la fase III è l’angolo alfa. L’angolo quasi a 90 gradi tra la fase III e il ramo discendente è l’angolo beta.
Tensione di anidride carbonica tele-espiratoria (PETCO2):
Come spiegato nella sezione di fisiologia, la concentrazione di CO2 raggiunge un massimo alla fine dell’espirazione. Questa concentrazione massima è chiamata concentrazione o tensione di anidride carbonica tele-espiratoria a seconda che sia espressa in concentrazione frazionaria o in mm Hg. L’anidride carbonica tele-espiratoria riflette la concentrazione di CO2 negli alveoli che si svuotano per ultimi. I valori normali di ETCO2 sono circa il 5% o 35-37 mm Hg. Il gradiente tra la CO2 nel sangue (PaCO2) e la CO2 espirata (anidride carbonica tele-espiratoria o PetCO2) è solitamente di 5-6 mm Hg. La PetCO2 può essere usata per stimare la PaCO2 in pazienti con polmoni essenzialmente normali.
Misurazione dell’anidride carbonica espirata:
La CO2 espirata (CO2 tele-espiratoria) viene rilevata/misurata da vari dispositivi – colorimetria, capnometria, capnografia. Quando la CO2 è assente come misurata da questi dispositivi, significa che il tubo endotracheale è in una posizione errata (esofagea) o che vi è una presentazione assente/diminuita di CO2 ai polmoni come in un arresto cardiaco. Quando la gittata cardiaca aumenta (es. dopo la rianimazione), la PetCO2 fornisce informazioni sull’adeguatezza della ventilazione e della circolazione (3).
Colorimetria:
Come spiegato nella sezione precedente, il dispositivo chimico fornisce un monitoraggio continuo e semiquantitativo dell’EtCO2. Questo dispositivo ha 3 gamme di colore
A- Viola — EtCO2 < 0,5%
B- Marrone — EtCO2 0,5-2%
C- Giallo – EtCO2 >2%
L’EtCO2 normale è >4% pertanto il dispositivo dovrebbe diventare giallo quando il tubo endotracheale viene inserito in pazienti con circolazione integra. Limitazioni di questo dispositivo
1. È un dispositivo utile per confermare il posizionamento del tubo endotracheale in pazienti non in arresto cardiaco. In pazienti in arresto cardiaco, con un valore di EtCO2 <0,5%, il dispositivo è praticamente inutile per confermare il tubo endotracheale, perché il tubo potrebbe essere nell’esofago o perché la circolazione non porta abbastanza CO2 ai polmoni. Nei pazienti non in arresto il dispositivo è sensibile al 100%, mentre lo è al 69% nei pazienti in arresto cardiaco (4).
2. La membrana può diventare “gialla” (implica EtCO2 > 2%) quando il dispositivo è contaminato da sostanze acide come acido gastrico, Lidocaina-HCl, epinefrina HCl.
3. Il dispositivo non è in grado di fornire una lettura se è ostruito da secrezioni o se è rotto.
Capnografia e capnometria:
Questi dispositivi forniscono sia la forma d’onda (capnografo) sia la lettura digitale della CO2 tele-espiratoria. La lettura digitale dell’ETCO2 può essere in mm Hg (pressione parziale di CO2 nel gas espirato) o in % nel gas espirato. La maggior parte dei dispositivi comunemente usati utilizza “l’assorbimento a infrarossi della CO2” come principio di funzionamento.
Possono essere di tipo mainstream o side stream (come descritto nella sezione di fisiologia).
Applicazioni della capnografia in ambito extraospedaliero:
Intubazione endotracheale:
Quando la CO2 è assente come misurata dai dispositivi sopra, significa che il tubo endotracheale è in una posizione errata (esofagea) o che vi è una presentazione assente/diminuita di CO2 ai polmoni come in un arresto cardiaco. Quando la gittata cardiaca aumenta (es. dopo la rianimazione), la PetCO2 fornisce informazioni sull’adeguatezza della ventilazione e della circolazione (3).
L’intubazione endotracheale viene eseguita in varie situazioni cliniche come insufficienza respiratoria, arresto cardiaco, coma, ecc. È associata a complicanze, ma nessuna è più catastrofica dell’intubazione esofagea accidentale. Il corretto posizionamento del tubo endotracheale è suggerito, ma non confermato, dai seguenti metodi.
Rumori respiratori bilaterali e uguali.
Movimenti bilaterali della parete toracica.
Assenza di rumori respiratori / borborigmi sopra lo stomaco / epigastrio.
Appannamento del tubo endotracheale.
Palpazione del tubo/cuffia nel collo.
Scomparsa della cianosi o miglioramento del colorito del paziente.
Nessuno dei metodi sopra descritti può fornire una conferma “a prova di errore” del posizionamento del tubo endotracheale. Questo è illustrato dalla dichiarazione “anche un anestesista coscienzioso e attento potrebbe non essere in grado di distinguere l’intubazione tracheale da quella esofagea con i metodi comunemente impiegati (1). Stewart et al (2) attribuiscono un tasso di complicanze dell’1,8% per l’intubazione esofagea in uno studio di intubazione eseguita da paramedici.
Una forma d’onda di aspetto normale e una “lettura digitale” confermano che il tubo endotracheale è nella trachea. In condizioni di bassa gittata cardiaca come shock, arresto cardiaco o compressioni toraciche inadeguate, la PetCO2 potrebbe non essere rilevata. Se un paziente ha assunto bevande gassate (5) o se è stata tentata la ventilazione bocca a bocca, la CO2 può essere rilevata dopo l’intubazione esofagea (falso positivo). L’EtCO2 dovrebbe ridursi rapidamente a zero (entro 3-6 atti respiratori) in questa situazione e inoltre la forma d’onda non sarà di aspetto “Normale”. Vukmir et al (6) hanno riportato una sensibilità e specificità del 100% per la localizzazione del tubo endotracheale mediante capnografia.
Intubazione esofagea
Ruolo nella RCP:
La relazione tra la gittata cardiaca e l’EtCO2 è logaritmica (3). La presentazione diminuita di CO2 ai polmoni è il principale fattore limitante la velocità dell’EtCO2 durante il basso flusso. White R.D. et al (7) hanno utilizzato la misurazione dell’EtCO2 nell’arresto cardiaco extraospedaliero. Hanno concluso che la capnografia può rilevare la presenza di flusso sanguigno polmonare anche in assenza di polsi maggiori (dissociazione elettromeccanica pseudo-EMD) e può inoltre indicare rapidamente i cambiamenti nel flusso sanguigno polmonare (gittata cardiaca) causati da alterazioni del ritmo cardiaco.
I dati suggeriscono che la PetCO2 correla anche con la pressione di perfusione coronarica (CPP) (8). È noto inoltre che correla con la pressione e il flusso di perfusione cerebrale durante la RCP (9), ma non con l’esito neurologico. Questa correlazione tra la pressione di perfusione e l’ETCO2 è probabilmente secondaria alla relazione tra PETCO2 e gittata cardiaca.
Callaham M et al (10) hanno utilizzato le letture iniziali di PetCO2 per prevedere il ritorno del polso spontaneo durante la RCP. I pazienti che hanno sviluppato un polso avevano una PetCO2 media di 19 +/- 14 Torr all’inizio della rianimazione e quelli che non lo hanno fatto avevano una PetCO2 media di 5 +/- 4 Torr. Utilizzando un valore iniziale di PetCO2 di 15 Torr sono stati identificati il 71% dei pazienti successivamente rianimati con una specificità del 98%. Il valore della PetCO2 non è di per sé un criterio sufficiente per interrompere gli sforzi di rianimazione.
Studi su animali e umani hanno dimostrato che la PetCO2 diminuisce quando viene utilizzata una dose elevata di epinefrina durante la RCP (11). Callaham M et al (12) nel loro studio riferiscono che la somministrazione di epinefrina può ridurre le tensioni di EtCO2 nell’arresto cardiaco, lo fa in modo imprevedibile nei singoli pazienti e non elimina il valore predittivo di questa misurazione. L’EtCO2 diminuisce in media di 0,3 Torr dopo la somministrazione di epinefrina. Questo calo dell’EtCO2 è stato attribuito all’aumento della frazione di shunt e anche alla diminuzione della gittata cardiaca secondaria all’aumento del postcarico dovuto all’epinefrina (11). La durata del calo dell’EtCO2 non è stata quantificata, ma clinicamente può essere utile per il tempismo delle successive somministrazioni di epinefrina (13).
L’EtCO2 può essere utilizzata come feedback per ottimizzare le compressioni toraciche durante la RCP (14). Il monitoraggio della PetCO2 durante l’arresto cardiaco può rilevare una fatica non riconosciuta dell’operatore di RCP.
Altre applicazioni:
L’analisi della forma d’onda dell’EtCO2 può fornire informazioni su perdite nel circuito respiratorio, ostruzione delle vie aeree (asma, BPCO). Fare riferimento alla schermata capno-magic.
Diagnosi di embolia polmonare
Stima della PaCO2 in pazienti sottoposti a ventilazione meccanica: la PCO2 tele-espiratoria può essere usata per stimare la PaCO2 arteriosa in pazienti con polmoni sani.
Di: Venkatesh Srinivasa MD & Bhavani Shankar Kodali MD
Riferimenti:
1. Solazzi R W, Ward R J : The spectrum of medical liability cases. Int. Anesthesiol Clin 1984, 22:43.
2. Stewart R D, Paris P M, Winter P M :Field endotracheal intubation by paramedic personnel. Chest 1984, 85:341-345.
3. Ornato J P, Garnett A R, Glauser F L, Virginia R: Relationship between cardiac output and the end-tidal carbondioxide tension. Ann Emerg med 1990, 19: 1104-1106.
4. Ornato J P et al: Multicenter study of a portable, hand-size, colorimetric end-tidal carbondioxide detection device. Ann Emerg Med, May 1992; 21: 518-523.
5. Garnett A R, Germin C A, Germin A S: Capnographic wavefoms in esophageal intubations: effect of carbonated beverages. Ann Emerg Med 1989; 18:387-90.
6. Vukmir R B, Heller M B, Stein K L: Confirmation of endotracheal tube placement: A miniaturized infrared qualitative carbondioxide detector. Ann Emerg Med July 1991; 20:726-729.
7. White R D, Asplin B R: Out of hospital quantitative monitoring of end-tidal carbondioxide pressure during CPR. Ann Emerg Med January 1994; 23;25-30.
8. Sanders A B, Atlas M, Ewy G A et al: Expired PCO2 as an index of coronary perfusion pressure. Am J Emerg Med 1985; 3: 147-149.
9. Lewis L M, Sthothert J, Standeven J et al : Correlation of end-tidal carbondioxide to cerebral perfusion during CPR. Ann Emerg Med 1992; 21:1131-4.
10. Callaham M, Barton C: Prediction of outcome of CPR from end-tidal carbondioxide concentration. Crit Care Med 1990; 18:358-362.
11. Chase P B, Kern k B, Sanders A B et al: Effects of graded doses of epinephrine on both non invasive and invasive measures of myocardial perfusion and blood flow during cardio-pulmonary resuscitation. Crit care Med 1993; 21:413-9.
12. Callaham M, Barton C, Mathay M: Effect of epinephrine on the ability of end-tidal carbondioxide readings to predict initial resuscitation from cardiac arrest. Crit Care Med 1992; 20:337-343.
13. Ward k R, Yealy D M: End-tidal carbondioxide monitoring in emergency medicine, part2: Clinical applications. Academic Emergency Med 1998; 5: 637-646.
14. Kalenda Z: Capnogram as a guide to the efficacy of cardiac massage. Resuscitation 1978; 6:259-63.
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