کاپنوگراف

دستگاه کاپنوگراف 

کاپنومتری اندازه گیری غلظت کربن دی اکسید وکاپنوگرافی به معنای نمایش این مقادیر اندازه گیری شده به وسیله نمودار است. این کلمه از دو کلمه کاپنو (دی اکسید کربن) و گراف (نمودار) تشکیل شده است. دستگاه کاپنوگراف (Capnograph) که وسیله اندازه گیری مقدار دی اکسید کربن در هوای بازدمی بیمار است. نمودار و مقادیر عددی که از طریق دستگاه کاپنوگراف بدست می آید به پزشک در تعیین روش درمان کمک می کند.
 ETCO2 به سطح دی اکسید کربن گفته می شود که در انتهای بازدم آزاد می شود. سطح ETCO2 نشان دهنده کیفیت انتقال CO2  در خون به ریه ها و بازدم است. بر طبق شواهد موجود اندازه گیری ETCO2 می تواند نشانه ای از بازده قلب و جریان خون ریوی را فراهم کند. روش های غیر تهاجمی برای اندازه گیری ETCO2 شامل کاپنومتری و کاپنوگرافی است. کاپنومتری یک مقدار عددی برای ETCO2 مشخص می کند. در مقابل، کاپنوگرافی اندازه گیری جامع تری دارد که به دو شکل گرافیکی (شکل موج) و عددی نمایش داده می شود. به همین دلیل، در حال حاضر کاپنوگرافی متداول ترین روش برای نظارت بر ETCO2 است.

 

کاربرد دستگاه کاپنوگراف

اتاق عمل و بیهوشی

کاپنوگرافی یکی از ابزارهای مانیتور و کنترل شرایط بیمار حین بیهوشی است که جهت سنجش فشار نسبی کربن دی‌اکسید در هوای بازدمی بیمار (به صورت یک نمودار بر اساس میلی متر جیوه و زمان) به کار می رود. به عبارت دیگر، از دستگاه کاپنوگراف در کنترل سطح هوشیاری و کنترل نحوه تنفس بیمار هنگام عمل جراحی استفاده می شود. برخی مواقع در اتاق عمل از سیستم تنفس مجدد (کربن دی اکسید موجود در بازدم بیمار توسط دستگاه بیهوشی جذب و هوای بازدمی دوباره مورد تنفس بیمار قرار می گیرد.) می شود که می توان از کپنوگراف برای اندازه گیری و اطمینان از میزان دی اکسید کربن در هوایی که بیمار استنشاق می کند بهره برد. کلیدی ترین و اصلی ترین کاربرد دستگاه کاپنوگراف در زمان بیهوشی و در اتاق عمل است، زیرا اطلاعات کافی در مورد میزان  CO2  تولید شده، کیفیت خونرسانی به ریه و الگوی تنفسی بیمار در زمان عمل جراحی و بیهوشی را  نشان می‌دهد.

اورژانس

در خدمات اورژانس (EMS) برای تشخیص و درمان مصدومان از دستگاه کاپنوگراف استفاده می شود. به عنوان مثال برای تعیین محل صحیح لوله برای تنفس مصنوعی از طریق نای و یا زمانی که نیاز به باز کردن راه تنفسی بیمار است، از کاپنوگراف استفاده می‌شود تا محل صحیح لوله گذاری به درستی مشخص شود و لوله به اشتباه در مری بیمار جایگذاری نشود.

مراقبت های پس از جراحی

به طور کلی بیماران پس از عمل جراحی، (به خصوص در افرادی که سابقه آپنه انسدادی در خواب دارند و یا دوزهای بالایی از مواد افیونی را برای کنترل درد دریافت می کنند)، در معرض خطر عوارض جانبی تنفسی هستند. برخی از کارشناسان معتقدند که مانیتور فرآیند دم و بازدم با اندازه گیری ETCO2، علاوه بر پالس استفاده از اکسی متری، می تواند موجب اطمینان خاطر از وضعیت تنفس بیمار باشد.

 مانیتور بیمار به وسیله دستگاه کاپنوگراف پس از عمل جراحی

انواع دستگاه کپنوگراف

روشهای زیادی برای اندازه گیری CO2 در هوا وجود دارد. این روش ها شامل موارد زیر هستند:
•    طیف سنجی مادون قرمز
•    طیف سنجی جرمی
•    طیف سنجی رامان
•    رنگ سنجی شیمیایی
•    کاپنومتری صوتی

از بین این روش ها، طیف سنجی مادون قرمز و رنگ سنجی شیمیایی دو راهکار بسیار مهم و رایج هستند که دستگاه های کاپنوگراف از آن استفاده می کنند.

مشخصات دستگاه کاپنوگراف مجهز به سنسور مادون قرمز برای اندازه گیری میزان CO2 

این دستگاه بر پایه میزان جذب اشعه مادون قرمز توسط گاز کربن دی اکسید کار می کند. در این نوع کپنوگراف اشعه مادون قرمز از هوای تنفسی بیمار (دم و بازدم) عبور داده می شود و در صورت وجود گاز کربن دی اکسید مقداری از این اشعه جذب مولکول های CO2 می شود. بنابراین زمانی که نور فروسرخ به سنسور گیرنده برخورد می کند شدت آن کاهش یافته و دستگاه با محاسبه این اختلاف میزان گاز کربن دی اکسید موجود در دم و بازدم بیمار را محاسبه می کند. البته در صورتی که گاز N2O در ترکیب گازهای استنشاقی باشد، میزان جذب اشعه فروسرخ را تغییر می‌دهد.

به طور کلی اجزای دستگاه کاپنوگراف که از طریق طیف سنجی مادون قرمز کار می کند، شامل موارد زیر است:

1)    یک دیود ساطع کننده نور، که در حالت ایده آل نور نزدیک به IR (مادون قرمز) را به صورت یک طیف باریک تولید می کند
2)    یک سنسور اشعه مادون قرمز حساس به نور که میزان جذب نور در این طیف را اندازه گیری می کند.
3)    نوعی مدار که با استفاده از یک جدول مقادیر کالیبراسیون، میزان جذب IR را به غلظت CO2 مرتبط می کند.
4)    یک دستگاه خروجی برای نشان دادن داده ها و مقادیر خروجی دستگاه

برای کاپنومتری به روش طیف سنجی مادون قرمز، دو روش اصلی وجود دارد.

دستگاه کاپنوگراف جریان اصلی (Mainstream): مانیتور جریان اصلی ردیاب را مستقیماً در مسیر حرکت گازهای تنفسی قرار می دهد.

 کاپنوگراف قابل حمل Mainstream

دستگاه کاپنوگراف جریان جانبی (Sidestream): مانیتور جریان جانبی از مقدار کمی از گازهای تنفسی بیمار به وسیله یک مجموعه لوله اضافی، نمونه برداری می کند تا توسط سنسور دستگاه که در فاصله از بیمار تعبیه شده، تجزیه و تحلیل گردد.

 کاپنوگراف Sidestream

 مقایسه ساختار و عملکرد کاپنوگراف Mainstream و Sidestream

مشخصات دستگاه کاپنوگراف مجهز به سیستم رنگ سنجی شیمیایی (colorimetric):

کاربرد این دستگاه بیشتر در مواقع التهاب ریوی و یا جایگذاری لوله تنفسی می باشد. CO2 به افزایش غلظت یون های هیدروژن در محلول و کاهش PH (اسیدیته) آن تمایل دارد. وقتی کربن دی اکسید در آب حل می شود PH آب کاهی یابد و بنابراین می توان از شاخص های مختلف شیمیایی برای اندازه گیری pH استفاده کرد. 
 دستگاه کاپنوگراف کلری متریک که با تغییر رنگ غلظت تقریبی CO2 را نشان می دهد