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以血氧飽和度(SpO2)與潮氣末二氧化碳(etCO2)監控動物麻醉過程
 
 

近年來由於動物醫療技術的不斷精進,醫師對醫療品質的要求也越來越高。許多動物醫院紛紛採用成本較高,但可以降低手術風險,麻醉深度易控制,術後動物可以很快甦醒,藥物代謝快的氣體麻醉方式。氣體麻醉即使優點多,卻也仍存在很高的風險,因此在麻醉過程中首重動物的安全。手術過程中,生理訊號監控非常重要,穩定而靈敏的生理監視儀器,可以即時協助醫師判斷動物的血氧飽和度(SpO2)、潮氣末二氧化碳(End Tidal Carbon Dioxide, etCO2)濃度、心電圖(ECG)、心跳(HR)、呼吸次數(RESP)、血壓(BP)、溫度等生理狀態,這些訊號除了有助於判斷需要麻醉的深度,尤其在手術過程中遭遇分秒必爭的緊急狀況,更能發揮預警的效果。

脈氧計(Pulse Oximetry)監測血氧飽和度(SpO2)

測定原理:
其測定原理是根據帶氧的血紅素和還原血紅素對兩種不同波長的光(帶氧的血紅素在波長660nm的紅光區吸收較少,但在波長940nm的紅外線區吸收較多)吸收程度不同,測定的感應器是由兩個單色的高密度發光二極體所構成,發光的波長分別為660nm的紅光及940nm的紅外線。測光計主要可以偵側穿透組織的光度。因動脈血可以產生有脈動的訊號,藉此可與組織間不產生脈動訊號的靜脈血區分開來。測量的結果會與主機資料庫中的校正曲線比對,而顯示出血中含氧的飽和度。

   
圖1 以Nellcor N-20PA測定貓的飽和血氧濃度
(可愛的貓是恩加動物醫院的小扁)
圖2 以Nellcor耳夾式感應器測定後腳外轉肌與長腓骨肌肌腱間易透光處,即使長毛狗亦可輕易偵測。(照片來源:奇摩部落格 豆比媽的窩)

測定部位:
以人在測量飽和血氧濃度時通常夾是指尖或是耳垂上。動物在麻醉過程中,最普遍將感應器夾在舌頭,但舌頭在濕滑或動物躁動的狀況下,感應器容易滑落。其他可以測定的部位為動物的耳朵(需除毛)、腳掌(需透光度佳)(圖1)、陰部、包皮、後腳外轉肌與長腓骨肌肌腱間易透光處(圖2),但需考慮動物毛色、膚色深度及誤差值。

準確度與使用限制
當血氧飽和度較高時,血氧飽和度有良好的準確度。但是在飽和度偏低時,測定的誤差就會相對增加。一般來說,血氧飽合度在70%以上時,大概有2%左右的誤差;介於50~70%時,大概有3%左右的誤差;在50%以下時,不能夠保證所測數值的準確度。

另一個影響準確度的因素是機器的反應時間。結果的顯示會有短暫的延遲,一般而言手指的偵測器會有24~35秒的延遲,耳垂的會有10~20秒。延遲的原因是機器要對訊號進行運算的結果。因此,延遲的時間與主機的效能及感應器的靈敏度有相當大的關係。靈敏度高的監測器,抗躁動能力強,脈搏波形會隨躁動狀況即時顯現,血氧數值變化的搜尋時間也會明顯較短。
在解釋血氧濃度的測定結果時,需要考慮到脈氧計的限制,以免造成不正確的認定。最重要的一點是,血氧飽和度和血氧濃度是不同的,不能混為一談。氧氣與血紅素的解離曲線是S形的曲線,血氧濃度的變化發生在曲線兩端時,卻有可能只有很小的飽合度變化。於是病畜的血氧濃度大幅下降時,血氧飽合度卻只有少量的改變。另一方面,也有可能血氧濃度上升到可能造成傷害的程度時,血氧飽和度卻沒有明顯的改變。另一個重點是,脈氧計並沒有提供有關血中酸鹼值及二氧化碳濃度的資訊。於是病畜如果有二氧化碳濃度升高,造成嚴重的酸血症,脈氧計並不能偵測出來。所以醫療人員不能只用脈氧計來做為呼吸狀態的監測工具。(相關資訊請參考宇麥動物醫療專刊2006秋季號-狗貓的動脈血液氣體分析)
血液的灌流量不足時會影響到血氧飽和度的測定,比如說心輸出較低、血管收縮、以及低溫時,偵測器會感應不到動脈的搏動狀態。

臨床應用
在手術過程中,醫師可以藉由脈氧計來判斷動物是否缺氧,尤其是在緊急的情況時。進行多項檢查時,若缺乏動脈血液氣體分析(Blood Gas)儀器的輔助,脈氧計也可以提供初步的手術前評估的輔助。分娩的過程中,脈氧計可以監測母畜及初生動物的血氧飽和度。在動物呈現瀰留狀態時亦可應用於監控生理狀態,以提早預警方便緊急救治或通知病畜飼主。

二氧化碳計(Capnography)監測潮氣末二氧化碳(etCO2

測定原理:
紅外線吸收光譜以及質譜儀是較常用來測定二氧化碳濃度的方式。二氧化碳的吸收光譜,在波長4280微米處有很強的吸收。紅外線通過要被測定的氣體後,一部份被二氧化碳吸收,剩下的射進偵測器裡,再轉換成電子訊號。二氧化碳的濃度越高,被吸收的光就越多,而射進偵測器的光就越少。這個方法可以即時而連續的偵測二氧化碳濃度,結果的呈現約有0.25秒的信號延遲。質譜儀也可以測定二氧化碳,而且測定結果十分準確,信號的延遲也只有0.1秒,但是價格十分昂貴,無法隨身攜帶。

etCO2測定儀器的種類:
etCO2監測已被美國麻醉醫師協會(ASA)列為術中常規監測項目之一,etCO2監測儀可分為主流型(main stream)(圖3)和側流型(side stream)(圖4)兩種。
主流型分析就放置在呼吸的通路上,經常是在氣管內管的末端與Y型管的中間。因為測定是在呼吸的管路上進行,延遲的時間可以縮到最小,也不會增加呼吸所需要的功,管路不會被痰堵住,適合呼氣潮氣體積不大的小動物。但缺點是分析器的重量較重,有可能造成管路的折彎或是氣管內管的脫落,但現有最新的偵測器已經改善許多。
另一種是側流型分析,呼出氣體經由呼吸通路上的側向管線被吸到分析儀器裡。以吸收光譜或質譜儀來測定。這種方法只會增加一點點重量在管路上,但是側管有可能會被痰給堵住,延遲的時間也會比較久,並且連續測定會使得呼氣的潮氣體積稍稍減少。對於5公斤以下小動物,容易影響其準確率。

etCO2濃度圖形變化的意義:
二氧化碳的濃度圖形可分成三個階段:第一階段是代表從解剖上的無用空間(Dead Space)所排出的氣體,好比說氣管裡的氣體,裡面沒有二氧化碳。第二階段是代表從肺泡裡和無用空間裡排出的混合氣體,
其中的二氧化碳濃度驟然上升。呼氣時會排出越來越多肺泡裡的氣體,二氧化碳的濃度一直上升到高原期,也就是第三階段,代表的是全都是從肺泡裡排出的氣體。在吸氣的時候,二氧化碳的濃度會急速的下降到零。在吸氣期之前,高原期結束的那個點所測得的值稱為PetCO2 (End tidal CO2 concentration 潮氣末二氧化碳分壓)。二氧化碳計的圖形改變也可以清楚的呈現臨床的情況,波形突然消失,可能代表呼吸停

止、自動呼吸器工作故障、呼吸迴路管道脫落或氣道梗阻。另一方面,波形逐漸消失,可能意味著肺栓塞或迴圈驟停導致肺血流的突然減少或中止。etCO2基線突然抬高可能表示CO2吸收劑的耗竭、呼吸活瓣失靈、校正錯誤或紅外線探測室水蒸氣過多等原因。平臺改變可能表示呼出氣流受阻(平臺坡度增大)或由於神經肌肉鬆弛藥作用的消退出現膈肌運動(平臺出現切跡)。總之,etCO2是生理的反應非常靈敏而且反應多面向的黃金指標,同時可提供病畜通氣狀態及麻醉裝置完整性的資訊。

etCO2的臨床應用:
etCO2通常是最迅速反應動物在麻醉狀況下通氣狀況、呼吸及代謝功能、氧合與心肺功能的生理參數,對緊急狀況的處理,有早期預警的優勢。
在二氧化碳計的圖形保持穩定,溫度恆定且心肺功能穩定時,etCO2可以用來估計PaCO2。此外二氧化碳計可以用來確保充足的肺部通氣,偵測肺部血流及無用空間的改變等。
etCO2反應的數值與圖形,可確認氣管內管的位置正確,插管是插進氣管,而不是插進食道,並且幫助醫護人員提早發現呼吸管路的脫落或是阻塞。並可協助監測肺泡的通氣狀態,監測心肺復甦術的進行。當心輸出量和肺部血流量突然減少時,生理的無用空間會增加,etCO2的值也會下降,使得P(a-et) CO2會增加,因此可以用來幫助診斷肺栓塞。

安全指標:
麻醉過程中,依照監控的目的和重要性,可以分為:

主要安全指標:
血氧飽和度(SpO2)與潮氣末二氧化碳(etCO2)。此兩項生理數值所代表的意義為動物體內血液含氧量的重要指標,因為體內含氧量過低時會直接造成腦部缺氧,使動物休克甚至死亡。對動物的傷害是即時性的,因此列為主要安全指標。
SpO2與etCO2之間雖沒有直接的關係,但是其變化趨勢和反應時間不同,也代表不同的臨床狀況。(請參閱附表)

次要安全指標:
這類指標如心跳(HR)、血壓(BP)、心電圖(ECG)等,這些生理數值並非不重要,而是當這些數值過高或過低時,並不會馬上危及動物生命,但也需謹慎處理,儘快將數值調整回安全範圍。

輔助安全指標:
為其他標準麻醉訊號,其價值是輔助麻醉過程中有很好的麻醉品質。

結語:
手術過程中持續監控動物的生理參數是必要的安全措施,在輔助儀器的協助下,精確、穩定、靈敏度高的生理監測器是基本的要求,才不會造成監控過程中反而干擾手術進行的窘境。測定SpO2時,靈敏度是重要指標,可測定儀器是否在短時間內即可搜尋獲得病畜血氧飽和度的數值,這與感應器和主機的效能有關。評估採用主流型或側流型的etCO2測定儀器時,通常主流型的模組搭配完整的生理監視器,擴充能力強,但成本通常也會比側流式的單機高。心電圖(ECG)與呼吸次數(RESP)的波形變化可以評估生理監視器的穩定度和靈敏度,靈敏度高的ECG和RESP測定,在波形上會即時的反應病畜的心電圖和呼吸的強弱、頻率,甚至擁有精確警報ASY、PVC/min、ARR、VF、VT、BRDY等功能。在選擇適合的監控系統若能掌握以上幾個要素,並考慮醫院真正的需求與成本,才能真正達到監控手術過程順利,萬無一失的目的。


 
 
 
 
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