危重病医学-血液气体监测.ppt

血液气体监测BloodGasMonitoring 赣南医学院重症医学科朱宏泉主讲 危重病医学 之第六章 概述 血液气体监测的主要用途 全面了解患者的呼吸功能状态 了解患者的酸碱平衡状况 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 内容提要 血气的物理与化学知识 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 血气监测的参数及临床意义 血气监测与呼吸生理 血气监测的临床应用 知识更新 血气的物理学知识 气体的分压 按照Dalton定律 几种互相不起反应的混合气体的压力等于组成该混合气体的各气体所占容积的压力的总和 也就是各个气体分压的总和 空气是一咱由N2 O2 CO2及H2O组成的混合气体 其压力 PB 应为这些气体分压的总和 即 PB PN2 PO2 PH2O PCO2 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 各个气体的分压等于总压力乘该气体所占的VOL 而求得 即PB f f为各气体的VOL 其中fN2 70 8 f02 20 95 fCO2 0 03 在人体中 当空气被吸入肺泡时 由于受体温的影响 已达饱和状态 因此在计算人体中各气体的分压时 必须减去饱和水蒸气压后再乘以各自的VOL 以氧为例 1ATM 760mmHg f02 20 95 则PIO2 PB PH2O f02 760 47 20 95 149 5mmHg 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 血气的物理学知识 气体的溶解 Henry法则指出 在温度恒定时 气体溶于液体中的量 与该气体在气相中的分压呈正比 用公式表示 C P 760 其中 为Bunsen系数 C为气体的容解量 P为溶解气体气相时的分压 所谓Bunsen系数是指在标准温度干燥状态下 PB 760mmHg时 在1ml液体中所溶解的气体量 在人体中 温度是影响溶解的一个重要因素 体温升高 降低 反之亦然 O2在温度为37 时 为0 0238 若PAO2 100mmHg 是1ml血中溶解的氧量为 ml ml 0 0238 100 760 0 00315 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 血气的化学知识 血气监测的参数及临床意义 血氧分压 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 血氧饱和度 二氧化碳分压 气体交换效率指标 反映气体血液运输和组织呼吸的指标 血氧分压partialpressureofoxygen PO2 氧分压的概念临床上常用的氧分压指标动脉血氧分压 PaO2 经皮氧分压 PtcO2 混合静脉血氧分压 PvO2 氧分压的临床意义 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 氧分压的概念 血氧分压 PO2 系指溶解在血浆中氧所产生的压力 张力 根据Henry法则 氧在血中溶解的量与PIO2呈正比例 而PIO2又决定于吸入气 肺泡气 中的氧分量 FIO2 在吸入空气的情况下 以溶解状态存在于血液中的氧是很少的 每100ml血液中仅能溶解氧约0 3ml 血液气体监测 BloodGasAnalysis 临床上常用氧分压指标 动脉血氧分压 PaO2 这是临床上最常用的氧分压指标 由于多种生理上的原因 PaO2与PAO2的值是不相同的 PaO2正常值为80 100mmHg 且随年龄增长而略有减少 其关系也可用以下公式表示 即PaO2 mmHg 102 0 33 年龄 岁 但正常时不应低于70mmHg 血液气体监测 BloodGasAnalysis 经皮氧分压 PtcO2 经患者完整皮肤表面检测氧分压 用以反映动脉血氧分压变化的方法 称为无创性经皮氧分压监测 其优点是不必采血即可连续无创性监测氧分送分压 健康成年人PtcO2与PaO2相关性良好 PtcO2一般比PaO2低10mmHg 婴幼儿皮肤菲薄 透过性好PtcO2与PaO2更接近 血液气体监测 BloodGasAnalysis 临床上常用氧分压指标 混合静脉血氧分压 PvO2 即肺动脉血的血氧分压 它也是反映全身氧供与氧耗平衡的综合指标 可通过肺动脉导管从肺动脉抽取混合静脉血样测定PvO2 PvO2正常值是37 42mmHg 平均值为40mmHg左右 低于35mmHg即可认为存在组织缺氧 血液气体监测 BloodGasAnalysis 临床上常用氧分压指标 它是反映机体氧合的指标 PaO2 80mmHg 正常PaO2 80 70mmHg 轻度缺氧PaO2 70 60mmHg 中度缺氧 PaO2 60mmHg 重度缺氧或低氧血症 血液气体监测 BloodGasAnalysis 氧分压的临床意义 PaO2与组织供氧直接相关 而与SaO2无直接关系 因为氧从毛细血管向组织方向弥散的动力乃是这两者的分压差 Pa tO2 当PaO2 20mmHg时 组织就失了从血液中摄取氧的能力 血液气体监测 BloodGasAnalysis 氧分压的临床意义 血氧饱和度saturationofoxygen SO2 血氧饱和度的概念临床上常用的血氧饱和度动脉血氧饱和度 SaO2 脉搏血氧饱和度 SpO2 混合静脉血氧饱和度 SvO2 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis SO2的概念 血氧饱和度 SO2 系指血红蛋白被氧饱和的程度 以百分比表示 指血液标本中血红蛋白实际结合的氧量与最大结合氧量的百分比 即血红蛋白的氧含量与氧容量之比乘以100 即血氧饱和度 SO2 Hb氧含量 Hb氧容量 100 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 动脉血氧饱和度 SaO2 通过采集动脉血由血气分析仪测定而得 正常值95 99 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 是反映机体氧合的指标 SaO2与Hb的量无关 而与PaO2及Hb与O2的亲和力有关 SaO2与PaO2的相关性构成氧离曲线 ODC Hb与O2的亲和力可以从该当曲线上反映出来 曲线左移 Hb与O2亲和力增加 曲线右移 Hb与O2的亲和力下降 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 动脉血氧饱和度 SaO2 氧离解曲线 ODC 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 脉搏血氧饱和度 SpO2 概述 脉搏血氧饱度仪 pulseoximetry 测定SpO2始于上个世纪80年代 是现代麻醉学监测进展之一 它主要根据血红蛋白的光吸收特性而设计的 由于能连续无创 经皮监测SaO2 因而广泛用于临床 尤其在临床麻醉和ICU中 被看作是每个病人必备的常规监测手段之一 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 工作原理 pulseoximetry包括光电感受器 微处理机和显示部分 其依据光电比色原理 利用不同组织吸收光线的波长差异设计而成 HbO2吸收可见红光 660nm HHb可吸收红外光 940nm 一定量的光线传到分光光度计探头 随着动脉搏动吸收不同光量 光线通过组织而转变为电信号 传至脉膊血氧饱和度仪 经放大及微机处理后 将光强度数据换算成SAT百分值 起到间接测定PO2的作用 SpO2与PaO2之间有一定相关性 见下表 脉搏血氧饱和度 SpO2 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis SaO2与PaO2对照表 SaO2 5060707580909192PaO2 mmHg 2731374044576063SaO2 93949596979899PaO2 mmHg 6669748192110159 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 显示方式 波形和数字 Pleth 即脉搏容积图 它反映交感神经紧张度 末梢灌注 组织器官灌注和有效循环量 正常波形要求波形宽大 振幅高 无随机械而出现呼吸周期的波动 SpO2数值表示的是机体的氧合情况 脉搏血氧饱和度 SpO2 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 脉搏血氧饱和度 SpO2 用途 早期诊断缺氧 了解缺氧程度 了解氧合的变化趋势 对采取的措施有效性做出判断 可与生命体征 PetCO2或BGA联合应用 对缺氧的原因做出迅速分析了解麻醉方法或麻醉药对呼吸的抑制减少BGA检查的次数 不等于代替 减少不必要的用氧 合理节省资金 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 脉搏血氧饱和度 SpO2 使用注意事项 氧饱和度仪是通过两种不同波长的光线由两种Hb吸收而分析氧饱和度 仪器假设血内只存在HbO2及HHb 从ODC可知 SaO2与PaO2在一定范围内呈线性相关当PaO2 100mmHg时 ODC呈平坦 Oxemtry随着动脉搏动吸收光量 当体温低于35 BP 50mmHg或用血管收缩药使搏动幅度减小时 可影响SpO2的准确性 此外不同测定部位 传感器松动 皮肤颜色 外部光源的干扰等均可影响其准确性 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 可经可心导管自肺动脉内取血直接测量 亦可用光导纤维心导管监测系统持续监测 SvO2正常值为65 75 SvO2是反映由心排出量 动脉血氧饱和度 血红蛋白量决定的氧供与氧耗之间平衡关系的指标 氧供减少或氧耗增加都将导致SvO2下降 当动脉血氧饱和度 血红蛋白量和全身氧耗相对恒定时 SvO2的变化主要反映心排出量的改变 混合静脉血氧饱和度 SvO2 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 二氧化碳分压partialpressureofCO2 PCO2 二氧化碳的概念临床上常用的二氧化碳指标动脉血二氧化碳分压 PaCO2 经皮二氧化碳分压 PtcCO2 呼气末二氧化碳分压 etCO2 二氧化碳总量 TCO2 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 二氧化碳分压 PCO2 的概念 是血液中物理溶解的二氧化碳分子所产生的压力 可采动脉血或由血管内电极连续测定 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 动脉血二氧化碳分压 PaCO2 由于PaCO2是肺通气功能与CO2产生量平衡的结果 通常在CO2产生量不变的情况下 PaCO2是反映通气功能和酸碱平衡的重要指标 正常值约为35 45mmHg 反映气体交换总体功能 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 是将电极直接放置于皮肤上连续测定二氧化碳分压 测定方法同PtcO2 监测电极加热至超过正常体温 皮肤血管可发生主动性扩张 当CO2通过皮肤和电极膜向电解质液内弥散时 产生pH变化 然后将pH值转化为相应的PtcCO2值 并以数字的形式连续显示出来 血流动力学改变对其影响较PtcO2轻 在成人和婴幼儿中与PaCO2相关性显著 可反映 aCO2变化趋势 经皮二氧化碳分压 PtcCO2 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 二氧化碳总量 TCO2 二氧化碳总量 TCO2 是指存在于血浆中一切形式的二氧化碳量的总和 当血液pH为7 40 PaCO2为40mmHg 血温为37 时 二氧化碳总量25 4017mmol L 其组成应包括 HCO3 蛋白质氨基甲酸酯 CO32 和 H2CO3 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 气体交换效率指标 肺泡 动脉血氧分压差 A aDO2 氧合指数 PaO2 FiO2 呼吸指数 A aDO2 PaO2 分流率 Qs Qt 死腔率 Vd Vt 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis A aDO2DifferenceofAlveolar arteryOxygen A aDO2 PA aO2 定义 指肺泡气和动脉血之间氧分压的差值 它是判断氧弥散能力的一个重要指标 当大气压为760mmHg 吸入空气时正常值为0 20mmHg 吸入纯氧时正常值为50 25mmHg 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 计算方法 A aDO2 PAO2 PaO2其中 PAO2 PiO2 PaCO2 1 RQ fiO2 PB PH2O PaCO2 1 RQ fiO2 713 PaCO2 1 RQ吸入空气时 PAO2 0 21 713 40 0 8 100mmHg 若测得PaO2为90mmHg 则A aDO2 10mmHg A aDO2DifferenceofAlveolar arteryOxygen A aDO2 PA aO2 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis A aDO2DifferenceofAlveolar arteryOxygen A aDO2 PA aO2 临床意义 在肺泡气中 N2与H2O的压力是相对恒定的 相对易为的是O2与CO2 肺泡中的O2与CO2具有此长彼消的逆向关系 即PACO2增加时 PAO2必然下降 因此 在吸入空气的情况下 当发生通气功能障碍时 PACO2的升高必然伴有PAO2下降 而A aDO2不变 当肺换气功能障碍时 由于O2的弥散障碍 PaO2下降的同时 A aDO2必然升高 因此A aDO2是鉴别通气障碍还是换气障碍的一个重要指标 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis PaO2 FiO2 主要根据FiO2和动脉血气分析计算 该值计算方便 动态观察可了解病情变化和对治疗的反应 正常值范围430 560mmHg 当FiO2变化时PaO2 FiO2反映氧气交换状况 肺弥散功能正常时 随FiO2增加PaO2也相应升高 否则提示肺弥散功能障碍或不同程度的肺内分流 如PaO2 FiO2为400 500 提示肺氧交换效率正常 300提示肺的氧弥散能力受损 病人存在急性肺损伤 ALI 200提示发生急性呼吸窘迫综合征 ARDS ARDS患者低氧血症的主要原因即为分流 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis A aDO2 PaO2 利用PaO2和A aDO2作为肺氧合能力的指标 正常值1 表明氧合功能明显减退 2常需机械通气 呼吸衰竭者在一般氧治疗情况下 如PaO2仍低于60mmHg 亦即呼吸指数 RI A aDO2 PaO2 仍超过2时 必须插管 呼吸指数和肺泡 动脉血氧分压差是判断肺心病呼吸衰竭程度 病情监测及预后的重要指标 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 分流率 Qs Qt 指每分钟从右心排出的血中未经肺内氧合直接进入左心的血流量占心排出量的比率 监测Qs Qt可经Swan Ganz导管抽取混合静脉血按下式计算 Qs Qt CcO2 CaO2 CcO2 CvO2 式中 CcO2为肺泡毛细血管末端血氧含量 CaO2为动脉血氧含量 CvO2为混合静脉血氧含量 CcO2可由下式计算 CcO2 1 39 Hb SaO2 0 0031 PaO2 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 意义 正常人存在少量混合静脉血不经肺循环直接进入体循环而形成解剖分流 以及由于血液流经肺组织而未进行气体交换的肺内分流 约占心排出量的5 如Qs Qt 10 说明有异常分流 Qs Qt 30 即使吸入高浓度氧低氧血症也难以改善 因此对于顽固性低氧血症患者监测分流可协助诊断 分流率 Qs Qt 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 死腔率 Vd Vt 生理无效腔由解剖无效腔和肺泡无效腔组成 常人解剖无效腔约150ml 肺泡无效腔极小 可忽略不计 健康人在静息状态下 生死无效腔约占潮气25 30 即死腔率 如患者原无慢性肺疾患 Vd Vt值的持续升高往往提示预后不良 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 意义 Vd Vt增大直接影响通气效率 如不增加通气量将导致PaCO2升高 Vd Vt值的预后意义大于诊断意义 其计算方法如下 Vd Vt PaCO2 PetCO2 PaCO2 死腔率 Vd Vt 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 反映气体血液运输和组织呼吸的指标 氧含量 C O2 氧供 DO2 氧耗 VO2 氧摄取率 O2ER P50动 静脉血氧分压差 Pa vO2 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 氧含量contentofoxygen C O2 指物理溶解的和与Hb结合的氧量 单位是vol 或ml 它主要取决于Hb的质 量及PaO2 当PaO2 100mmHg时 与Hb结合的O2的量不再随PaO2的增长而升高 此时全血氧含量的增加与血浆溶解的O2量增加呈平行关系 它是反映机体氧合的指标 通过CaO2可以计算DO2 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 氧容量 指100ml血液中的Hb在PaO2 150mmHg PaCO2 40mmHg 体温 38 时所结合氧的ml数 1gHb可结合1 34ml氧 故 C O2 1 34 Hb SaO2 PaO2 0 00315 氧含量contentofoxygen C O2 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 氧供deliveryofoxygen transportofoxygen DO2 是机体通过循环系统在单位时间内向外周组织提供氧的量 也就是动脉血单位时间内运送氧的速率 其数值为心脏指数与动脉血氧含量的乘积 即DO2 CI CaO2 10ml min m2 从这公式中可以看出 决定向组织供氧量多少的因素有三类 循环因素 呼吸因素和血液因素 正常值为520 720ml min m2 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 氧耗oxygenconsumption oxygenuptake VO2 定义 氧耗是指单位时间全身组织消耗氧的总量 它决定于机体组织的功能代谢状态 正常值为110 180ml min m2 正常生理状态下 DO2与VO2相互匹配维持组织氧供需平衡 计算方法 1 通常用反向Fick公式 VO2 CaO2 CvO2 CI 10ml min m2计算 2 也可用代谢监测仪测定 根据公式VO2 VE FiO2 FeO2 计算 两种方法有一定差别 其正常值为110 160ml min m2 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 氧摄取率oxygenextractionratio O2ER 氧摄取率是指全身组织氧的利用率 它反映组织从血液中摄取氧的能力 正常值为0 22 0 30 计算方法 O2ER VO2 DO2 100 O2ER CaO2 CvO2 CaO2 100 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis P50thePO2 atwhichtheHbis50 saturated 概念 指正常人在pH 7 40 PaCO2 40mmHg BE 0 体温 37 时 50 Hb被氧饱和时的氧分压 正常值为26 6mmHg 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 临床意义 由于P50位于氧离曲线的陡直部位 因此它的变化可反映氧离曲线位移方向 若P50减小 则氧离曲线左移 说明氧与血红蛋白亲和力增加 氧就不易从血红蛋白释放 此时血氧饱和度虽正常 组织细胞仍有缺氧的可能 若P50增大 则氧离曲线右移 说明氧与血红蛋白亲和力降低 氧易从血红蛋白中释放 虽然此时血氧饱和度偏低 组织细胞仍可能无明显缺氧 ODC P50thePO2 atwhichtheHbis50 saturated 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis P50thePO2 atwhichtheHbis50 saturated 影响因素 常见的有pH 体温 2 3 DPG PaCO2 其中2 3 DPG对氧离曲线影响较大 缺氧时 2 3 DPG含量增多 引起曲线右移 Hb与氧条和力下降 pH与PaCO2对Hb与O2亲和力的影响称为Bohr效应 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 动静脉血氧分压差 Pa vO2 作为组织摄取氧能力的重要指标 当Pa vO2减小时 说明组织从血流中摄取的氧减少 当VO2明显增加时 可发生因氧耗过多而导致的缺氧 此时可伴Pa vO2值增加 而PaO2可在正常范围之内 由于PaO2下降造成缺氧时 应当注意 当PaO2下降到一定程度时组织细胞的VO2就可随之减少 可以这样认为 Pa vO2反映了该静脉所引流区域组织细胞表面氧分压之平均值 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 血气监测与呼吸生理 呼吸的三个过程外呼吸与血气监测气体运输与血气监测组织呼吸与血气监测 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 外呼吸与血气监测 肺通气功能与血气监测PaCO2PaO2Vd Vt肺换气功能与血气监测气体的弥散肺换气功能障碍的原因及表现反映指标 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis PaCO2 根据VA VCO2 100 CO2可知 VA与VCO2成正比 而与单位时间内呼出气中CO2浓度 CO2 成反比 由于PCO2 CO2 K 故VA VCO2 PaCO2 K或PaCO2 VCO2 K VA 因此 在VCO2恒定不变或变化较小的情况下 PaCO2反映着病人的通气功能状态 PaCO2升高 则表示通气不足 PaCO2下降则表示通气过度 麻醉与重症治疗中通气参数的调节均以PaCO2作为主要指标 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis PaO2 肺泡通气与PAO2有一定关系 当通气不足时 PAO2随VA下降而下降 但过度通气时 尽管VA明显增加 PAO2却不能有明显相应升高 此部分曲线比较平坦 由于存在肺泡膜 血气屏障 PAO2与PaO2之间有一定差别 特别是当有换气功能障碍时 对PaO2影响更明显 因此 以PaO2作为反映通气功能的指标有一定局限性 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis PaO2 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 通气效率 Vd Vt 乃无效腔量与潮气量的比值 反映通气效率 也是肺通气功能状态的一个重要指标 正常值为0 2 0 35 计算方法如下 Vd Vt PaCO2 PetCO2 PaCO2 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 气体的弥散 肺的换气功能是指肺泡膜两侧的气体交换 在正常状态下 单位时间内气体弥散量Vgas P T A S d MV其中 P为膜双侧分压差 T为温度 在人体可忽略 A为交换面积 S为该气体溶解度 d为扩散距离 MV为该气体分子量的平方根 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 肺换气功能障碍的原因及表现 肺换气功能障碍主要原因有肺泡膜病变和V Q比例失调 其结果均造成PaO2下降 因此低氧血症 Hypoxemia 常是肺换气功能障碍的主要早期征象 与此同时 A aDO2升高 Qs Qt分流率升高 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 反映指标 反映指标 A aDO2和Qs Qt A aDO2是对通气或换气功能衰竭进行鉴别的重要指标之一 Qs Qt也是反映肺换气功能衰竭的重要指标 但必须排除不正常的A V交通 心脏性右向左分流等情况 其正常值为3 5 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 血气监测与气体运输 氧输送 包括外呼吸 肺通气和肺换气 血液与氧的结合 循环系统输送及氧在组织的释放共四个阶段 其中任何一个阶段发生障碍 都会引起缺氧 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 肺通气与肺换气 肺通气PAO2 FiO2 PB PH2O PACO2 RQPACO2 VCO2 VA K肺换气Vgas P T A S d MV 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 气体在血液中的运输 氧合 oxygenation Hb与O2结合的过程 氧含量 C O2 1 34 Hb SaO2 0 00315 PO2氧供或氧运输 DO2 CaO2 CI 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 血气监测与组织呼吸 P50 反映组织缺氧程度指标 Pa vO2 反映组织对氧的利用情况 SvO2 反映由心排出量 动脉血氧饱和度 血红蛋白量决定的氧供与氧耗之间平衡关系的指标 氧需求 Oxygendemand 机体组织维持有氧代谢所需氧的总量 氧耗量 VO2 氧摄取率 O2ER 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 麻醉手术前应用 麻醉前测定病人的血气值 有助于对病情的判断 PetCO2不仅可用来判断病人的通气量异常与否 而且结合病史可对病人心肺功能作出合理的估价 利用血气分析计算呼吸指数 对病人呼吸功能的判断亦有帮助 第六章血液气体监测 BloodGasAnalysis 麻醉手术中应用 判断硬膜外麻醉对呼吸功能的影响