Wat is koolstofdioxide?
Allereerst, de stof koolstofdioxide… wat is het nu eigenlijk en waar komt het vandaan?
Koolstofdioxide (CO2) is het eindproduct van de omzetting van vetten, suikers en eiwitten in energie. Dit proces vindt plaats in de cellen van alle doorbloede weefsels; in de mitochondriën.
CO2 is een afvalstof van het lichaam. Transport van CO2 vanuit de perifere weefsels, zoals spieren en organen, wordt op drie manieren gedaan: als CO2-gas opgelost in het bloed, gebonden aan hemoglobine, en voor het grootste gedeelte als bicarbonaat (HCO3-). Aangezien CO2 een afvalstof is, is het CO2-gehalte veneus hoger dan arterieel (45-48 mmHg (6-6,4 kPa) vs. ca. 40 mmHg (5,3 kPa) .
CO2 wordt vooral via de longen uitgescheiden: het diffundeert vanuit het bloed naar de alveoli en wordt vervolgens uitgeademd. Dit proces verloopt snel en verandert direct bij aanpassing van de ventilatie. Daardoor is ETCO2 een belangrijke en bruikbare parameter in de acute zorg.
De nieren spelen eveneens een rol, maar indirect en veel trager. Zij reguleren vooral het zuur-base-evenwicht door bicarbonaat vast te houden of zuren uit te scheiden. In tegenstelling tot de longen is dit proces niet direct beïnvloedbaar tijdens acute zorgsituaties. Dat onderstreept waarom ETCO2 vooral geschikt is om snelle veranderingen in ventilatie te monitoren.
Wat is Capnografie?
Capnografie is een niet-invasieve monitoringtechniek die het kooldioxidegehalte (CO2) in de uitgeademde lucht van een patiënt meet. Het biedt een grafische en numerieke weergave van de CO2-concentratie gedurende de ademhalingscyclus, bekend als een capnogram. Een normaal capnogram ziet eruit als volgt: een snelle stijging, vervolgens een plateau fase, en weer een snelle daling, met een korte fase waarbij de curve een aantal seconden op de nul blijft. Dit is het moment van inademing. De End-Tidal CO2 (EtCO2) is de hoeveelheid CO2 dat wordt gemeten aan het einde van de uitademing.
Hoe werkt Capnografie?
Capnografie werkt door de CO2-niveaus in de uitgeademde lucht te meten. De technologie maakt gebruik van infraroodspectroscopie, waarbij infraroodlicht door de uitgeademde lucht wordt gestuurd. CO2-moleculen absorberen specifieke golflengtes van dit licht, en door de hoeveelheid geabsorbeerd licht te meten, kan de CO2-concentratie worden bepaald. De resulterende data wordt weergegeven als een capnogram, een grafiek die CO2-niveau’s over de tijd toont. Met andere woorden, je kijkt naar de hoeveelheid CO2 die wordt gemeten (Y-as) in de tijd (X-as) in de uitgeademde lucht van de patiënt.
Verschillende capnografiesystemen
Er zijn twee hoofdtypen capnografiesystemen: sidestream en mainstream. Beide systemen hebben voor- en nadelen. De verschillende systemen hebben een andere sensorplaatsing. De sidestream meet letterlijk vertaald de zijstroom en de meting gaat buiten het beademingssysteem om. De sensor bij de mainstream, letterlijk vertaald hoofdstroom, is direct geplaatst in de luchtstroom van de beademingsslang.
Sidestream Capnografie
Bij sidestream capnografie wordt een kleine hoeveelheid uitgeademde lucht via een dunne slang naar een analyseapparaat (de patiëntmonitor) geleid dat zich buiten het beademingssysteem van de patiënt bevindt. Dit type capnografie heeft enkele voordelen en nadelen:
Voordelen:
- Lichtgewicht en eenvoudig te integreren in bestaande systemen.
- Geschikt voor langdurig gebruik en transport
Nadelen:
- Condensatie of verstopping van de slang kan de nauwkeurigheid van de meting verminderen, met name wanneer de cuvette niet achter het filter is geplaatst. Daarbij bestaat ook het risico dat bloed of maaginhoud in de sensor terechtkomt. Dit geldt eveneens voor mainstream-cuvettes.
- Kan een vertraging van enkelen seconden in de metingen hebben.
Mainstream Capnografie
Bij mainstream capnografie bevindt de CO2-sensor zich direct in het beademingssysteem dat aan de patiënt is aangesloten, meestal tussen de endotracheale tube en de ademhalingsslang idealiter achter een filter. Dit heeft de volgende voor- en nadelen:
Voordelen:
- Directe en real-time metingen zonder vertraging
- Geen risico op condensatie of verstopping
Nadelen:
- Kan bij spontaan ademende patiënten, met name bij langdurig gebruik, minder comfortabel zijn.
- In de praktijk kan het systeem daarnaast minder gebruiksvriendelijk zijn tijdens verplaatsen of transport, doordat de bekabeling en aansluitingen op de cuvette kwetsbaar zijn voor losraken, wat de meting kan verstoren.
Toepassingen van Capnografie
Capnografie is veel meer dan alleen een maat voor ventilatie. De gemeten end-tidal CO2 (EtCO2) wordt beïnvloed door drie factoren: ventilatie, perfusie en metabolisme. Daardoor geeft capnografie niet alleen een getal, maar ook via de vorm van het capnogram waardevolle informatie over de toestand van de patiënt. Binnen de acute zorg kan capnografie daarom goed worden toegepast binnen de ABCD-benadering.
A – Airway
Capnografie is een belangrijk hulpmiddel bij het beoordelen en bewaken van de luchtweg. Een van de bekendste toepassingen is de bevestiging van correcte tubepositie. De aanwezigheid van een capnogram met passende CO2-waarden ondersteunt dat de tube zich in de trachea bevindt. Ook kan het capnogram helpen om problemen met de luchtweg vroegtijdig te signaleren, bijvoorbeeld wanneer de curve plots verdwijnt of verandert door dislocatie, obstructie of loskoppeling van het systeem.
B – Breathing
Capnografie geeft direct informatie over de ventilatie van de patiënt. Veranderingen in ademhaling zijn daardoor vaak veel sneller zichtbaar op de capnograaf dan op de saturatiemeter. Dat is een groot voordeel: bij een probleem in de luchtweg of ventilatie zie je vaak onmiddellijk verandering in het EtCO2 of in de vorm van het capnogram, terwijl een daling van de saturatie pas later optreedt. Capnografie maakt het daardoor mogelijk om sneller in te grijpen bij respiratoire verslechtering.
C – Circulation
Naast ventilatie geeft capnografie ook informatie over de perfusie en indirect over de cardiac output. Bij een gelijkblijvende ventilatie kan een stijgende EtCO2 bijvoorbeeld wijzen op een toename van de cardiac output, terwijl een dalende EtCO2 juist kan passen bij afname van de circulatie. Daarom is capnografie ook waardevol bij het monitoren van de kwaliteit van de reanimatie. Een verandering in EtCO2 kan dan een aanwijzing geven over de effectiviteit van thoraxcompressies of over herstel van spontane circulatie.
KAP = CAPNO 