[发明专利]一种无创检测人体血液中二氧化碳水平的检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及二氧化碳检测技术领域，具体为一种无创检测人体血液中二氧化碳水平的检测装置及方法。

背景技术

^[1]在正常的健康人，呼气末二氧化碳分压（PetCO₂）基本上可代替动脉二氧化碳分压（PaCO₂）。这是由于二氧化碳基本没有弥散限制，肺泡PCO₂（PACO₂）约等于毛细血管末PCO₂，反过来也就是等于动脉PCO₂（PaCO₂）。在每一呼吸周期呼出的最后一点气体是来自于肺泡的潮气量末（潮气末）气体。通过呼吸到呼吸的呼出气体取样，能获得潮气末PCO₂显示值。这个读数将等于或非常接近（1~2mmHg之内）肺泡和动脉PCO₂。总之，在健康人：

                          PetCO₂ ≌ PaCO₂ ≌ PACO₂

^[1]对于肺部疾病患者，尤其是患有慢性阻塞性肺疾病（COPD）的患者中，虽然呼气末二氧化碳分压（PetCO₂）与动脉二氧化碳分压（PaCO₂）存在一定的误差，但是呼气末二氧化碳分压（PetCO₂）仍然是非常重要的监测指标。理由是：PetCO₂与PaCO₂关联存在紧密的联系。虽然PetCO₂的数值不等于PaCO₂，但是PetCO2增高依然表明PaCO₂上升。如果在监测前准确测量 1~2个PetCO₂和PaCO₂以获得他们之间的差值，当病人在临床上保持稳定，PetCO₂就能替代PaCO₂。

近年来，有相关文献表明^[2]，延长呼气法测定PetCO2可预测PaCO2和反映其动态变化,可用于无创监测患者的PaCO₂ 动态变化，具有重要的临床应用价值。

^[2]在正常人呼出气CO₂曲线可分为三部分：第一部分是吸气末解剖死腔(包括检测仪器的机械死腔)内的气体，为不含CO₂的死腔气，其PaCO₂接近0；第二部分是死腔与肺泡气的混和气体，此时PaCO₂急剧上升，形成陡直升高的斜坡；第三部分是肺泡气PCO₂，其变化甚小，PCO₂形成平段，在正常人肺泡气PCO₂基本与 PaCO₂相接近。

^[2]在慢性阻塞性肺疾病（COPD）并呼吸衰竭的病人第三部分的呼出气PCO₂并非平段，而是随呼气时间上升的曲线，其形成的机制与小气道和肺泡的病变有关。由于肺泡和小气道病变的不均匀分布，使肺内存在部分阻力大、低弹性回缩力的肺泡。其通气量低，气体排出缓慢，PACO₂ 较高，完全无通气的肺泡PACO₂接近混合静脉血PCO₂。在呼气早期排出的气体，主要来源于通气较好的肺泡 (阻力小、肺弹性回缩力较好)，而随着呼气时间的延长，通气较好的肺泡基本排空，呼出气较大部分来源于通气较差的肺泡，这样，导致呼出气CO₂曲线第三部分的斜度增高。随着呼气时间延长，呼出气PCO₂，更多反映低通气的肺泡 PC0₂ ，其数值有可能比PaCO₂高，接近混合静脉血PCO₂。^[1]当PetCO₂比PaCO₂高时，其差距通常很小，小于5mmHg。

只要能诱导出患者肺泡低通气部分或无通气部分的肺泡气，采用延长呼气法测量呼吸衰竭患者PetCO₂，即可预测动脉血二氧化碳分压PaCO₂值，特别适合于动态监测。该方法能减少呼吸衰竭患者抽动脉血次数，从而减轻其痛苦，而且能减少医务工作者的工作量，节约医疗资源。