Endtidal Karbondioksit (EtCO2) Kapnografi

Karbondioksit kısmi basıncının ( ETCO₂) solunum verme (ekspiryum) sırasında havayolundan ölçülmesine kapnografi denir. Kapnometri ya da kapnografi aracığılıyla infrared radyasyon kullanılarak özel bir dalga boyunda karbondioksitin absorbsiyonu ölçülür. Klinik olarak ETCO₂ seviyeleri, karbon dioksitin (CO2 ) kanda akciğerlere geri taşınmasını ve nefes verme yeterliliğini, atılmasını yansıtır. Aslında ölçülen değer kardiyak debi ve pulmoner kan akışının bir göstergesidir.

• Başlangıçta da belirtildiği üzere CO2 kısmi basıncının solunum sırasında havayolundan ölçülmesine kapnografi denir.
• Ekspiryum sonunda elde edilen maksimum değer End–Tidal CO2 (ETCO2) olarak isimlendirilir.
• CO2 değerini sayısal olarak bildiren cihazlara kapnometre; zaman veya hacime karşı grafik olarak gösterenlere ise kapnograf denir.
• Kapnograflarla elde edilen grafik ise kapnogram olarak isimlendirilir. Kapnogram ekspiryumla başlayan ve biten bir tidal solunuma karşılık gelir ve kapnogramda dikdörtgen şeklinde bir grafik elde edilir

ETCO₂ ölçümü kapnometri ve kapnografiyi içerir. Kapnometri, ETCO₂ için sayısal bir değer sağlar. Buna karşılık kapnografi ise hem grafik (dalga biçimi) hem de sayısal biçimde görüntülenen daha kapsamlı bir ölçüm sağlar. Bu nedenle kapnografi, şu anda ETCO₂ ‘in izlenmesi için en yaygın olarak önerilen yöntemdir. İlk olarak 50’li yıllarda entübasyon sonrası endotrakeal tüpün yerini doğrulamak amaçlı anestezistler tarafından kullanılmaya başlanmış olsa da ölçümünün kolay uygulanabilir, invazif olmayan, tekrarlanabilen bir tetkik olması nedeniyle günümüzde acillerde ve 112 ambulanslarında da kullanılmaktadır.

Solunum havasında CO2 ölçümünde günümüzde en çok tercih edilen yöntem kızılötesi spektrometre yöntemidir. Kızılötesi sprektomi (infrared) yönteminde bir ışık kaynağından belirli bir dalga boyunda ışık salınır içinden geçirilir ve solunum havasındaki CO₂ bir detektör tarafından saptanır ve ölçüm değeri olarak verilir. Bu yöntemde CO₂ gazını diğerlerinden ayıran özellik, 4.300 nm dalga boyunda bir tepe noktası oluşturmasıdır. Normal atmosferdeki CO₂ miktarı % 0,04’tür. Bu nedenle inspiryum havasındaki CO₂ miktarı 0 olarak kabul edilir. Sensörün yerleşimine göre mainstream ve sidestream olmak üzere iki farklı ölçüm yöntemi vardır.

Mainstream Ölçüm Yöntemi: Sensör hastanın havayoluna yerleştirilir ve ölçüm solunum havasında doğrudan yapılır. Bu yöntem daha ziyade entübe hastalarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır.

Sidestream Ölçüm Yöntemi: Bir kateter yardımıyla solunum havasından bir örnek aspire edilir. Sensör hastanın havayolundan uzağa, monitörün içine yerleştirilmiştir. Aspire edilen örnekten analiz yapılır. Bu yöntem daha ziyade entübe olmayan hastalarda ölçüm yapmak üzere tasarlanmıştır.

Kapnometrik cihazlarda sadece değer ölçülürken, kapnografik cihazlarda ilaveten zamana bağlı EtCO₂ değerindeki değişikliği de gösteren dalga formu da izlenmektedir. Elde edilen bu grafiğe kapnogram ismi verilir.

Makinede ölçülen değer milimetre civa (mm Hg) (PETCO2) ya da yüzde (% CO₂) olarak gösterilmektedir. Yani ekspiryum sırasında dışarıya verilen havadaki karbondioksitin (%) parsiyel basıncını yansıtmaktadır. % konsantrasyon değerinin normal aralığı %4 ile %6’dır. Normal PETCO2 35- 45 mmHg düzeyindedir.

Dolaşımda CO₂ 3 farklı şekilde taşınır

1. HCO3 formunda (%70-%80)
2. Plazma proteinlerine bağlı (%10-%20) (çoğunlukla hemoglobin)
3. Serbest olarak (%5-%10).

Ekspire edilen havadaki CO₂ konsantrasyonu 3 bileşenden etkilenir:

1.  Sistemik metabolizmanın ürettiği CO₂ miktarı
2. Pulmoner kan akımı ve kardiyak output ile belirlenen CO₂ dolaşımı
3. CO₂ atılımından sorumlu olan solunum sistemi

Kapnografik Dalga Formu Analizi

Alışılmış kapnograf trasesinde tidal solunumdaki CO2 değerinin zaman boyutundaki değişimi incelenir. Normal bir kapnogram trasesi bir dikdörtgene benzer ve 4 aşamaya ayrılır. Faz I, II ve III ekspirasyon sırasında, faz IV ise inspirasyon sırasında meydana gelir.

• Faz I: Ekspiryumun başlaması (A noktası) öncelikle CO2 içermeyen distal hava yollarını, trakea gibi anatomik ölü boşluktan havanın atılması sırasında meydana gelir.
• Faz II: Ekspirasyon devam ettikçe CO2’de hızlı bir artış var. Bunun nedeni alveollerden gelen CO2’nin artık üst solunum yoluna ulaşmasıdır. Bu yüzden solunan havada saptanabilen, alveollerden üst solunum yoluna ulaşan CO2’yi gösteren dik bir yukarı eğimi temsil eder.
• Faz III: Alveolar plato fazıdır. Kapnografik eğride en büyük pay alveolar platoya aynlmıştır. Bu platodaki hafif artışın en büyük nedeni ekspirasyonun sonuna doğru kapiller damardan alveollere geçen CO2 konsantrasyonunun artmasıdır. Bu fazda CO2 atlımı pik seviyelere ulaşır. Ekshalasyonun sonu, en yüksek miktarda CO2 atılım seviyesine ulaşıldığı (D noktası) bu seviyede ETCO2 ölçümü olur. Normal EtCO2, 35 ile 45 mm Hg’dir.
• Faz IV: İnhalasyonun başladığı ve CO2 seviyesinin hızla düşmeye başladığı fazdır.

• Endotrakeal tüpün yerinin doğrulanması (Acil serviste en sık Kullanıldığı alan)
• Hasta izlemi/transferi sırasında endotrakeal tüpün yer monitorizasyonu
• Yeterli ventilatör desteğinin izlenmesi: Solunum monitorizasyonu (hipoventilasyon, apne)
• Kardiyopulmoner resüsistasyon kalitesinin incelenmesi, spontan dolaşımın sağlanmasının erken evrede fark edilmesi, resüsitasyon sonlandırma kararının verilmesi
• Kronik obstruktif akciğer hastalığı yönetimi
• Kafa içi basıncı yükselmiş hastaların izlenmesi : İntrakraniyel basınç artışı olan hastalarda hipokarbinin sağlanması amaçlı hiperventilasyonun monitorizasyonu,
• Nöbet geçiren hastanın izlemi
• Sedoanaljezi yapılan hastanın solunumunun monitorizasyonu
• Perkütan trakeostomi yerleştirilmesi sırasında
• Bronkospazm tedavisine yanıtın izlenmesi

gibi birçok alanda kullanılmaktadır.

Endotrakeal Tüp Yerinin Doğrulanması

Tüpün, kordlarını içinden geçtiğinin görülmesi veya tüpte buharlaşma olması, tüpün trakeada olduğunu doğrulamak için yeterli değildir. Aynı şekilde, eşit solunum seslerin olmasada sağ ana bronş entübasyonu olmadığını dışlayamaz ve entübasyondan kısa süre sonra, tüpün uygun derinlikte olduğunu doğrulamak için akciğer grafisi çekilmelidir.

Ekspiryum havasında CO2’nin varlığının saptanamaması tübün özefageal yerleşimini veya uzamış kardiyopulmoner arrest durumunda olduğu gibi bozulmuş vital organ perfüzyonuyla birlikte olan çok düşük alveoler CO2 düzeylerini düşündürür.

Özefageal entübasyon durumunda midedeki az miktarda CO2 gazı aygıt tarafından algılanabilirse de bu birkaç soluk sonrasında kaybolur ve ETCO2 değeri sıfırlanır. Bu nedenle, ventilasyon veya perfüzyon bozukluğu düşünülmeyen hastanın end­tidal CO2 değeri sıfıra yakın bir değeri gösterdiğinde özefageal entübasyondan kuşkulanılmalıdır.

Entübasyondan sonra CO₂‘nin ekspiryum havasında sürekli olarak yüksek değerde saptanması tübün trakeal yerleşimini doğrular. Ancak gözlenen yüksek değerler tüpün hava yolunda olduğunu gösterse de tüpün hava yolundaki derinliği hakkında net bilgi vermez. Özellikle sağ bronş selektif entübasyonunu ekarte ettirmez, entübasyon sonrası mutlaka akciğer grafisi ile tüpün yeri kontrol edilmelidir.

AHA 2020 resüsitasyon rehberinde ise kapnograf kullanımının entübasyonun doğrulanmasında klinik değerlendirmeye ek olarak kullanılacak en geçerli yöntem olduğunu
bildirmiştir.

Girişimsel Sedasyon ve Analjezi Süresince Kapnografi

Girişimsel sedasyon ve analjezi uygulaması, acil servis pratiğinin rutin bir parçası haline gelmiştir. Kullanılan ilaçların sık olarak solunum sistemi üzerinde olumsuz etkileri olabileceği bilinmekte ve bu nedenle hastanın oksijenasyon ve hemodinamik durumunun yakından takibi önerilmektedir. Acil Servislerde hastalara yapılan invaziv girişimler ve sedasyonun izlenmesi ve istenmeyen olayların erken fark edilmesinde yararlı olabilir ve yan etki bulgularının erken tanınmasına olanak sağlar fakat açıkçası yan etkileri önleyemez. Çünkü derin sedasyonda solunum durumunda depresyonu riski arttığı için kapnografi modaret sedasyonda düşünülmeli ve uzun süreli derin sedasyonda ise tavsiye edilmelidir.

Acil serviste sidestream ölçüm yöntemi ile hastanın burnuna yerleştirilecek nazal kanül
yardımı ile ya da maskeye yerleştirilecek ek bir kateter vasıtasıyla hasta entübe değilken de rahatlıkla CO2 ölçümü yapılabilir. Ve eğer bir kapnograf kullanıyorsak hastanın solunumunun sıklığı ve derinliğini sürekli böylece takip edebiliriz.

Kapnogram Anomalileri ve Olası Nedenleri

Hava yolu tıkanması ve bonkospazm gibi durumlarda ise klasik ‘köpekbalığı yüzgeci‘ modeli görülür. Bu dalgaformunda ilk hızlı yükselme eğrisi daha yavaş bir çıkış gösterir, ayrıca plato oluşumu da görülmez. Bunun yerine normal plato fazındakinden daha keskin bir çıkış görülür.

Kapnograf trasesinin son fazı inspire edilen havadaki CO2 değeridir. Eğer ölü boşluk volümü tekrar solunuyorsa inspire edilen CO2 değeri baseline değerin üzerinde bir rakam olacaktır.

Özefageal entübasyon durumunda midedeki az miktarda CO2 gazı aygıt tarafından algılanabilirse de bu birkaç soluk sonrasında kaybolur ve ETCO2 değeri sıfırlanır. Başlangıçta aşağıdaki durumlarda da anlamlı düzeyde CO₂ miktarı ölçülebilir;

• Ölçüm öncesinde ekspiryum havasının mideye gitmesine yol açan hatalı maske ile solunum.
• Kola gibi CO₂ içeren içeceklerin alınması.
• CO₂ oluşumuna neden olan ilaçların alınmış olması.
• Özefegal entübasyonda yapılan birkaç soluktan sonra CO₂  düzeyi düşük olarak ölçülüp ETCO₂  değeri sıfırlanır.

Kardiyak arrest durumunda sistemik metabolizma ve solunum göreceli olarak sabit tutulduğundan; ETCO2 öncelikle akciğer perfüzyonu ve kardiyak outputu yansıtır. Resüsitasyon sırasında EtCO2 değerleri en az 10 mmHg ve ideal olarak >20 mm Hg hedeflemelidir. 10 mmHg altında olması durumunda göğüs kompresyonunun daha efektif yapılması gerektiğini ya da uygulayıcının yorulduğuna işaret eder. Kaliteli göğüs kompresyonu sırasında EtCO2 değerinin 10-20 mmHg civarında tutulması beklenir.

EtCO2 kullanımıyla ekipler, planlanmış bir nabız kontrolünden önce ROSC’yi tanıyabilir. EtCO2’nin normal değerlere (35-45 mm Hg) yükselmesi veya 10 mm Hg’lik bir artış yaklaşık %97 spesifiktir. Bir uyarı, sodyum bikarbonatın geçici olarak EtCO2’yi yükseltebilmesidir, ancak bu ROSC’yi yansıtmaz. ²

• Ventilatör bağlantısının kesilmesi
• Hava yolu yanlış yerleştirilmiş (Ekstübasyon, özofagus entübasyonu)
• Kapnograf devreye bağlı değil
• Kapnografi obstrüksiyonu
• Solunum/Kalp durması
• Beyin ölümü gerçekleşen hastada apne testi

PETCO2 değerinin 45 mm Hg’nın üzerine çıkması hiperkapni adını alır ve aşağıdaki durumlardan biriyle birlikte bulunur.

• Yetersiz mekanik ventilasyon
• Artmış CO2 üretimi: Ateş, Sodyum bikarbonat
• Santral sinir sistemindeki solunu merkezinin depresyonu. Total ventilasyon azalır ve ETCO2 değeri yükselir. (örnek: kafa travması).
• Parsiyel paralizi, nörolojik hastalık, yüksek spinal anestezi, solunum kaslarında zayıflık veya akut respiratuar distres durumlarında.
• Turnike bırakma
• Venöz CO2 embolisi
• Aşırı besleme

Pulmoner Perfüzyon Kaynaklı

• Artan kalp debisi
• Artan kan basıncı

Alveolar Havalandırma Kaynaklı

• Hipoventilasyon
• Bronşiyal entübasyon
• Kısmi hava yolu tıkanıklığı
• Yeniden nefes alma

Cihaz Arızalıları

• Tükenmiş CO2 emici
• Yetersiz taze gaz akışı
• Ventilatör hortumunda sızıntılar
• Ventilatör arızalı

Normalden düşük ETCO2 değerleri en sık olarak hiperventilasyonu gösterir. Fakat normal PaCO2’ye karşın ölü boşluk artışı durumunda da görülebilir. Örneğin akciğerlerin bir bölümü
kanlanmazsa buradan gelen ekspiryum havası CO2’den fakir olacak ve sonuçta ETCO2 değeri düşük bulunacaktır. Benzer şekilde pulmoner embolizm durumunda ETCO2 düşük olur. Kritik hasta izleminde endtidal CO2 değerinin ekspiryum sırasında aniden düşmesi solunum devresinde sürekliliğin bozulduğunu (disconnection) gösterir.

• Hipotermi
• Azaltılmış kalp debisi
• Hipotansiyon
• Hipovolemi
• Pulmoner emboli
• Kalp durması
• Hiperventilasyon
• Apne
• Toplam hava yolu tıkanıklığı (yüksek hava yolu basınçlarına dikkat edin)
• Ekstübasyon

Cihaz arızalı

• Devre bağlantısının kesilmesi (düşük hava yolu basınçlarına dikkat edin)
• Örnekleme tüpünde sızıntılar
• Ventilatör arızalı

• Bükülmüş ET tüpü
• CO2 analizörü arızalı
• Toplam bağlantı kesilmesi
• Ventilatör arızalı

• Vaka 1
• Vaka 2

• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK539754/
• https://cerrahpasamedj.org/Content/files/sayilar/114/114-809.pdf
• https://acilci.net/endtidal-karbondioksit/
• https://turkjemergmed.com/full-text-pdf/269/tur
• https://file.atuder.org.tr/_atuder.org/fileUpload/e8GifRv97QAK.pdf
• https://www.aliem.com/end-tidal-co2-in-cardiopulmonary-resuscitation/
• https://www.capnoacademy.com/2018/10/03/normal-and-abnormal-capnography-waveforms-infographic/
• https://radiopaedia.org/
• https://litfl.com/capnography-waveform-interpretation/
• https://www.ems1.com/ems-products/capnography/articles/5-things-to-know-about-capnography-and-respiratory-distress-6NhW3UN9TSPk4X2I/
• https://www.jems.com/patient-care/how-to-read-and-interpret-end-tidal-capnography-waveforms/

Endotrakeal Entübasyon