血气分析实用方法

血气分析 内容一 血气分析的概念二 血气标本的采集和注意事项三 血气分析指标的正常参考值及意义四 血气分析的临床应用 一 血气分析的概念 血气分析 Bloodgasanalysis 系指用血气分析仪测定血中所存在的进行气体交换的氧和二氧化碳以及有关酸碱平衡指标的参数而言 考核肺功能多以动脉血为分析对象 了解组织代谢和内呼吸功能则需配合静脉血或混合静脉血进行分析 机体不断地从外周环境摄取氧和排出二氧化碳的气体交换 称为呼吸 respiration 由三个环节组成 外呼吸 是指外界与血液在肺部进行的气体交换 它包括肺通气即外界空气与肺之间的气体交换过程 和肺换气即肺泡与肺毛细血管之间的气体交换 气体在血液中的运输 内呼吸 即血液和组织之间的气体交换过程 缺氧 O2 低张性缺氧 血液性缺氧 循环性缺氧 组织性缺氧 肺泡中O2 血液中O2 外呼吸 肺通气 外呼吸 肺换气 物理溶解 HbO2 与血液中Hb结合 O2 血液循环 HbO2 O2 O2 组织利用 二 血气标本的采集和注意事项 1 动脉采血部位的选择原则 部位应该足够大 表浅易于触及 穿刺方便 与大静脉和神经离得尽可能远 穿刺区皮肤不能有破溃 感染 硬结 皮肤病等 2 常用部位 3 标本采集时注意事项 Allen试验 血气分析的影响因素 病人状态的稳定性 病人若心理状态不稳定 在短时间内可以影响病人的呼吸状态 从而影响血液中pH值 PaCO2 PaO2等不稳定参数的结果 治疗因素 吸氧及浓度会对PaO2有直接的影响 采血前 应停止吸氧30min 如果病情不允许 采血时要记录给氧浓度和时间 当改变吸氧浓度时 要经过15min以上的稳定时间再采血 同样 机械通气病人取血前30min呼吸机设置应保持不变 含脂肪乳剂的血标本会严重干扰血气电解质测定 还会影响仪器测定的准确性和损坏仪器 应尽量在输注乳剂之前取血 或在输注完脂肪乳剂12h后采血在血气申请单上必须注明病人使用脂肪乳剂及输注结束时间 血气分析所使用的动脉血标本必须抗凝 肝素溶液对血气测定值的影响主要是稀释 稀释对PaCO2 HCO3 测定值影响最大 抗凝 血液中含有可呼吸的活性细胞 白细胞 网织红细胞 它们在取样后仍然继续消耗氧气产生CO2 一般动脉血样本体外37 保存 每10minPaCO2增加1mmHg pH减少0 01 室温下 30分钟后全血中的乳酸就升高了0 3 0 5mmol L 因此 抽血后应立即送检 标本的存放 温度会影响pH PaCO2 PaO2的测定值 因此 在化验单上注明患者的实际体温 患者的体温 完全排除 死腔 气体 采血过程中 针筒后端孔石设计形成独特的自动排气装置可在动脉压作用下将针头和针筒内部残余气体迅速安全地自动排出 解决了以往的动脉血气标本采集工具无法解决的 死腔 气体对结果的干扰 高质量抗凝剂 针筒内预置足量固体钙平衡肝素锂抗凝剂 不仅抗凝快速完全 而且避免了液体抗凝剂对血标本的稀释作用 采用独特的钙平衡技术处理的肝素锂抗凝剂 完全避免了传统抗凝剂对钠离子等电解质检测结果的干扰 超薄壁针头 缩短进血时间 减少凝血机会 其他因素 动脉血气针 潘玉嫦 谢运娣 黄玉娥 BD预设型动脉采血器与普通注射器抽取动脉血的临床效果比较 护理实践与研究 2010 7 15 1 3 三 血气分析指标的正常参考值及意义 1 酸碱平衡调节机体代谢产生固定酸和挥发酸 但是由于体内 化学缓冲系统 细胞内外电解质的交换 肺肾的生理调节机制允许pH值在7 35 7 45狭窄范围内变动 保证人体组织细胞赖以生存的内环境的稳定 缓冲系统 碳酸氢盐缓冲系 NaHCO3 H2CO3 磷酸盐缓冲系 Na2HPO4 NaH2PO4 血浆蛋白缓冲系血红蛋白缓冲系其中最重要的是碳酸氢盐缓冲系统 缓冲能力大 占全血缓冲总量50 血浆缓冲量的35 它通过CO2与肺 通过HCO3 与肾相关联 NaHCO3 H2CO3的比值决定pH值 细胞内外液电解质交换 酸中毒 细胞外液2Na 1H 进入细胞内 细胞的3k 进入细胞外 碱中毒 低血钾或高血钾原理相同 呼酸时还出现一种变化 红细胞内产生H2CO3增多 解离的HCO3 与细胞外液Cl 进行交换 缓解细胞外酸中毒 肺肾的生理调节机制当固定酸和非固定酸增加时NaHCO3 脑脊液的H 增加 呼吸中枢兴奋 呼吸加深加快 CO2排出增加 使NaHCO3 H2CO3比值仍在20 1 pH值保持在正常范围 肺调节到达完全代偿所需时间约3 6h 呼酸时H2CO3 肾脏通过下列途径代偿 使NaHCO3 确保NaHCO3 H2CO3比值仍在20 1 pH值在正常范围 通过泌H 排酸 泌氨中和酸 以及HCO3 再吸收调节 肾调节到达完全代偿所需时间5 7d 2 血气分析主要指标参考值及意义 检测参数 pH PO2 PCO2 Hct Na K Ca2 Glu Lac计算参数 HCO3 HCO3 std Ca2 7 4 SaO2 TCO2 BE ecf BE B THbc A aDO2 1 pH指体液内氢离子浓度的反对数即pH log1 H 反映体液总酸度的指标 受呼吸和代谢因素共同影响 pH7 50机体内酶系统活动开始受损 人可生存的最高酸度为pH6 9 最高碱度为pH7 7 正常值 动脉血pH7 35 7 45 平均值7 40 静脉血pH较动脉血低0 03 0 05 pH 7 35时为酸血症 pH 7 45时为碱血症 2 氧分压 PO2 血浆中物理溶解氧分子所产生的张力 正常范围12 6 13 3kPa 低于同年龄人正常值下线为低氧血症 降至8 0kPa 60mmHg 以下为呼吸衰竭 1kPa 7 5mmHg 正常值 PO2 100 年龄 3 5mmHg 3 二氧化碳分压 PCO2 血浆中物理溶解CO2分子所产生的张力 正常值35 45mmHg 平均40mmHg PCO2代表肺泡通气功能 1 当PaCO2 45mmHg为肺泡通气不足 见于呼吸性酸中毒 型呼衰 2 当PaCO2 35mmHg为肺泡通气过度 为呼吸性碱中毒 也可见于 型呼衰 呼吸性的核心指标 酸派为主 4 碳酸氢根 HCO3 包括实际碳酸氢 AB 和标准碳酸氢 SB AB 是在实际条件下测得血浆的HCO3 含量 正常22 26mmol L 平均24mmol L SB 是在动脉血37 PaCO240mmHg SaO2100 条件下 所测血浆的HCO3 含量 代谢性酸碱紊乱时AB SB 呼酸时AB SB 呼碱时AB26mmol L时 可为代谢性碱中毒 代谢性的核心指标 碱派为主 5 剩余碱 baseexcess BE 指在T37 PCO240mmHg SaO2100 的标准条件下 血浆或全血的pH滴定至7 4时所需要的酸或碱的量 正常值为 3mmol L 正值增加一般提示为代谢性碱中毒 负值增加为代谢性酸中毒 代谢性酸碱失衡的重要指标 BE可分为BEb和BEecf两种 BEb指全血的BE 即实际测得的BE 它反映全血的剩余碱 BEecf指细胞外液的剩余碱 又称为标准的剩余碱 SBE 它是经过纠正的BE 因组织间液是机体细胞所处的内环境 而且血液Hb发生变化时 对BEecf的影响小 因而使用BEecf更理想 6 肺泡 动脉氧分压差 P A a O2 P A a O2 PB 47 FiO2 PaCO2 R PaO2正常年轻人一般不超过15 20mmHg 2 2 7kP 随年龄增长而增加 但一般不超过30mmHg 4Kp P A a O2增加见于肺换气功能障碍 7 血氧饱和度 SO2 是指血红蛋白实际上所结合的氧含量被全部血红蛋白能够结合的氧除得的百分率 动脉血氧饱和度以SaO2表示 正常范围为95 99 8 总CO2量 TCO2 化学结合CO2量 24mmol L 物理溶解的CO2量 0 03 40 1 2mmol L 正常值 24 1 2 25 2mmol L其意义同HCO3 值 9 乳酸 Lac 乳酸是糖无氧氧化 糖酵解 的代谢产物 乳酸产生于骨胳 肌肉 脑和红细胞 经肝脏代谢后由肾分泌排泄 血乳酸测定可反映组织氧供和代谢状态以及灌注量不足 血乳酸水平的动态演变对于判断预后也有重要作用 乳酸增高还可见于老年性糖尿病 维生素B1缺乏 细菌感染 动脉硬化性心脏病 酒精中毒 白血病 肝病 严重贫血 饥饿 正常值 0 5 2 2mmol L 10 离子钠Na 是维持细胞外液容量和渗透压 缓冲盐 神经肌肉应激性 正常值 134 145mmol L 钾K 维持细胞的新陈代谢 保持神经 肌肉应激性 兴奋 对心肌的作用 维持酸碱平衡 正常值 3 4 4 5mmol L 钙Ca2 其主要功能是对心肌作用 神经肌肉应激性 参与磷的代谢 正常值 2 25 2 75mmol L 1 15 1 35mmol L 11 血糖和血红蛋白葡萄糖Glu 3 3 5 3mmol L 红细胞压积Hct 经过离心沉淀后下沉的红细胞与全血的体积之比称为红细胞压积 HCT增多见于血液浓缩时 HCT减少见于各种贫血 正常值 35 51 总血红蛋白THbc 血红蛋白主要功能为运输氧和二氧化碳 但同时又是很重要的缓冲物质 血红蛋白与氧结合呈S形曲线 此曲线受到多种因素的影响发生左移和右移 在计算BEb BEecf SB SaO2等参数时 与血红蛋白值均有关系 正常值 成年男性120 160g L 成年女性 110 150g L 12 阴离子间隙 aniongap AG 是血浆中未测定的阴离子 UA 与未测定的阳离子的差值 UC UC K Ca2 Mg2 UA 乳酸 酮体 SO42 HPO42 蛋白质等 Na UC Cl HCO3 UAAG Na Cl HCO3 正常值是8 16mmol L AG升高代表高AG型代酸 体内有机酸 如乳酸根 丙酮酸 磷酸根 增多 必定取代HCO3 多见乳酸酸中毒 尿毒症 酮症酸中毒 16mmol L 应考虑高AG代酸的存在 20mmol L 酸中毒可能性大 30mmol L肯定有酸中毒存在 四 血气分析的临床应用 判断酸碱失衡类型判断呼吸功能状态判断组织氧合情况 一 判断酸碱失衡类型 1 酸碱失衡分析一般流程 Andrewsmith chrisTaylor Analysisofbloodgasesandacid basebalance Basicscience 2008 86 90 2 单纯性酸碱失衡酸碱失衡代偿必须遵循下述规律 1 HCO3 PCO2任何一个变量的原发变化均可引起另一个变量的同向代偿变化 即 原发HCO3 升高 必有代偿的PCO2升高 原发HCO3 下降 必有代偿PCO2下降 反之亦相同 方程式 pH pKa log HCO3 0 03 pCO2mmHg pKa在37oC时等于6 1 2 原发失衡变化必大于代偿变化根据上述代偿规律 可以得出以下三个结论 原发失衡决定了pH值是偏碱抑或偏酸 HCO3 和PCO2呈相反变化 必有混合性酸碱失衡存在 PCO2和HCO3 明显异常同时伴pH正常 应考虑有混合性酸碱失衡存在 牢记上述代偿规律和结论 对于正确判断酸碱失衡是极重要的 根据上述的代偿规律和结论 一般地说 单纯性酸碱失衡的pH是由原发失衡所决定的 如果 pH 7 40 提示原发失衡可能为酸中毒 pH 7 40 提示原发失衡可能为碱中毒 分析 PaCO229mmHg 40mmHg 可能呼碱 HCO3 20 24mmol L 可能代酸 但因pH7 48 7 40偏碱 结论 呼碱 举例 pH7 48 HCO3 20mmol L PaCO229mmHg 分析 PaCO260mmHg 40mmHg 可能呼酸 HCO3 28 24mmol L 可能代碱 但因pH7 35 7 40偏酸 结论 呼酸 举例 pH7 35 HCO3 28mmol L PaCO260mmHg 分析 PaCO248mmHg 40mmHg 可能呼酸 HCO3 32 24mmol L 可能代碱 但因pH7 46 7 40偏碱结论 代碱 举例 pH7 46 HCO3 32mmol L PaCO248mmHg 举例 pH7 30 HCO3 15mmol L PaCO230mmHg 分析 PaCO230mmHg 40mmHg 可能为呼碱 HCO3 15 24mmol L 可能代酸 但因pH7 30 7 40偏酸 结论 代酸 代酸一定要区分AG正常还是AG升高的代酸 AG Na Cl HCO3 正常值是8 16mmol L 根据AG将代谢性酸中毒分为2类 高AG正常血氯型代谢性酸中毒 多见乳酸酸中毒 肝肾功能衰竭 糖尿病酒精或酮症酸中毒 横纹肌溶解 正常AG高血氯型代谢性酸中毒 恶心呕吐胃肠道丢失碱 输盐水过多 肾小管酸中毒 举例 pH7 49 PaCO247mmHg HCO3 35mmol L Na 139mmol L K 3mmol L Cl 89mmol L结论 单纯代谢性碱中毒 代谢性碱中毒合并呼吸性酸中毒 3 混合性酸碱失衡 1 应用酸碱失衡预计代偿公式来确认是单纯性酸碱失衡还是双重性酸碱失衡 正确使用酸碱失衡预计代偿公式必须要遵从以下步骤 必须首先通过动脉血pH PCO2 HCO3 三个参数 并结合临床确定原发失衡 根据原发失衡选用合适公式 将公式计算所得结果与实测HCO3 或PCO2相比作出判断 凡落在公式计算代偿范围内判断为单纯性酸碱失衡 落在范围外判断为混合性酸碱失衡 若为并发高AG代酸的混合性酸碱失衡 则应计算潜在HCO3 将潜在HCO3 替代实测HCO3 与公式计算所得的预计HCO3 相比 举例 pH7 37 PaCO275mmHg HCO3 42mmol L分析 PaCO275明显大于40mmHg HCO3 42明显大于24mmol LpH7 37在正常范围内 提示有混合性酸碱失衡的可能 用单纯性酸碱失衡公式判断 PaCO275 40mmHg 提示有呼酸可能 用公式计算 HCO3 0 35 PaCO2 5 58 0 35 75 40 5 58 12 25 5 58预计HCO3 24 12 25 5 58 36 25 5 58 41 83 30 67实测HCO3 42 41 83mmol L 提示代碱存在 结论 呼酸并代碱 HCO3 PaCO2 0 35 5 58 73 40 0 35 5 58 33 0 35 5 58 11 55 5 58 预计HCO3 24 11 55 5 58 35 55 5 58 41 13 29 97 实测HCO3 26 29 97mmol L 提示代酸存在 结论 呼酸并代酸 PaCO2 HCO3 0 9 5 39 8 24 0 9 5 15 8 0 9 5 14 22 5 实测PaCO251mmHg在上述预计范围内 预计PaCO2 40 14 22 5 54 22 5 59 22 49 22 结论 单纯代碱 PaCO2 HCO3 1 5 8 2 12 6 24 1 5 8 2 11 4 1 5 8 2 17 1 8 2 9 1 2 实测 PaCO233mmHg在上述代偿范围内 预计PaCO2 40 9 1 2 30 9 2 28 9 32 9 结论 单纯代酸 2 根据酸碱失衡预计代偿公式中代偿极限来确认是单纯性酸碱失衡还是双重性酸碱失衡 举例 pH7 12 HCO3 28mmol L PaCO288mmHg 结论 呼酸 是否合并代碱 不用公式计算怎么确定 呼吸性酸中毒合并代碱 急性代偿极限HCO3 30mmol L慢性代偿极限HCO3 45mmol L 3 根据AG来判定三重性混合性酸碱失衡 诊断步骤 根据病史和PaCO2变化决定是呼吸性酸中毒还是呼吸性碱中毒 计算AG值 AG 16mmol L即表示有AG升高的代酸 若为并发高AG代酸的混合性酸碱失衡 则应计算潜在HCO3 根据呼酸或呼碱代偿公式计算预计HCO3 若潜在HCO3 大于预计HCO3 考虑存在代谢性碱中毒 呼吸性酸中毒合并AG增高型代谢性酸中毒 代谢性碱中毒 呼吸性碱中毒合并AG增高型代谢性酸中毒 代谢性碱中毒 当高AG性代酸时 AG的升高数恰好等于HCO3 的下降值时 即 AG HCO3 于是由AG派生出一个潜在HCO3 的概念 潜在HCO3 AG 实测HCO3 当潜在HCO3 预计HCO3 提示有代碱存在 AG Na HCO3 Cl 正常 AG Na HCO3 Cl AG正常代酸高血氯型 AG Na HCO3 Cl AG升高代酸正常血氯型 潜在HCO3 例1 呼酸型 呼酸 代酸和并代碱 某肺心病 呼吸衰竭合并肺性脑病者 用利尿剂和激素等治疗 血气电解质为 pH7 43 PaCO261mmHg HCO3 38mmol L Na 140mmol L Cl 74mmol L K 3 5mmol L 按前述3步骤 原发性变化定呼酸 AG为28定代酸 AG 28 16 12 计算潜在HCO3 12 38 50mmol L50 36 93定代碱预计值HCO3 24 PaCO2 0 35 5 58 24 7 35 5 58 25 77 36 93 例2 呼碱型 呼碱 代酸和并代碱 某冠心病左心衰患者合并肺部感染 呼吸困难3天而住院 血气电解质为 pH7 7 PaCO216 6mmHg HCO3 20mmol L Na 120mmol L Cl 70mmol L 按前述3步骤 原发性变化定呼碱 AG为30定代酸 AG 28 16 12 计算潜在HCO3 12 20 30mmol L预计值HCO3 24 PaCO2 0 49 1 72 24 11 47 1 72 10 81 14 25mmol L30 14 25定代碱 4 结合临床表现 病史综合判断动脉血气分析虽对酸碱失衡的判断甚为重要 但单凭一张血气分析报告单作出的诊断 有时难免有错误的 为使诊断符合病人的情况 必须结合临床 其它检查及多次动脉血气分析的动态观察 举例 pH7 45 PaCO252mmHg HCO3 35mmol L分析 根据动脉血气分析结果 判断为 HCO3 35 24mmol L 可能为代碱PaCO252 40mmHg 可能为呼酸pH7 45 7 40 偏碱结论 代碱若按代碱公式计算 预计PaCO2 正常PaCO2 PaCO2 40 0 9 35 24 5 49 9 5 44 9 54 9mmHg实测PaCO252mmHg在此代偿范围内 结论 代碱 结合病史 此病人系肺心病人 原有血气分析示呼酸 经使用呼吸机和积极抗感染改善通气治疗后 病情有明显改善 故应判断为呼酸并代碱 也可称之CO2排出后碱中毒 posthypercapnicakalosis 例1 败血症并发感染中毒性休克患者的血气指标为 pH7 32 PaO280mmHg PaCO220mmHg HCO3 10mmol L 预计PaCO2 HCO3 1 5 8 2 23 2实测PaCO2 预计PaCO2诊断 代酸合并呼碱 例2 肺心病合并心衰者 其血气为 pH7 52 PaCO258 3mmHg HCO346mmol L 慢性 HCO3 PaCO2 0 4 3 58 3 40 0 4 3 7 3 3预计HCO3 24 HCO3 24 7 3 3 31 3 3预计HCO3 45mmol L极限 例3 过度换气8天者 不能进食 每日输葡萄糖和盐水 血气为 pH7 59 PaCO220mmHg HCO3 23mmol L 按慢性 HCO3 PaCO2 0 5 2 5计算 预计HCO3 14mmHg预计HCO3 实测HCO3 诊断 呼碱合并代碱 二 判断呼吸功能状态常用参数包括氧分压 PO2 二氧化碳分压 PCO2 血氧饱和度 SaO2 等 1 氧分压 PO2 血浆中物理溶解氧分子所产生的张力 正常范围12 6 13 3kPa 低于同年龄人正常值下线为低氧血症 降至8 0kPa 60mmHg 以下为呼吸衰竭 1kPa 7 5mmHg 2 二氧化碳分压 PCO2 动脉血中物理溶解CO2分子所产生的压力 正常值35 45mmHg 平均40mmHg PaCO2代表肺泡通气功能 1 当PaCO2 50mmHg为肺泡通气不足 见于呼吸性酸中毒 型呼衰 2 当PaCO2 35mmHg为肺泡通气过度 为呼吸性碱中毒 也可见于 型呼衰 3 血氧饱和度 SaO2 动脉血氧与血红蛋白的结合程度 是单位血红蛋白含氧百分数 正常值95 98 P50 SaO2为50 时的PaO2 代表Hb与O2的亲和力 正常值26 6mmHg 3 55kP P50升高时 Hb与O2的亲和力下降 氧离曲线右移 P50降低时 Hb与O2的亲和力增加 氧离曲线左移 4 氧合指数氧合指数 PaO2 FiO2 正常值为400 500mmHg 如 300mmHg 提示呼吸衰竭 5 肺泡 动脉氧分压差 P A a O2 P A a O2 PB 47 FiO2 PaCO2 R PaO2正常年轻人一般不超过15 20mmHg 2 2 7kP 随年龄增长而增加 但一般不超过30mmHg 4Kp P A a O2增加见于肺换气功能障碍 CO2 V 0 86 三 判断组织氧合情况 组织氧合状态的监测技术可以分为全身性监测和局部氧合监测两大类 混合静脉血氧饱和度 SvO2 就是反映全身氧合状态的一个很好的指标 组织氧合的全身性测定指标 DO2 VO2 O2ER SvO2 ScvO2 1 氧输送 DO2 即每分钟心脏组织向外周组织输送的氧量 氧输送包括肺通气 肺换气 氧在血液中的运输及氧在组织的释放共四个阶段 DO2 CO CaO2 CO 1 34 Hb SaO2 0 0031 PaO2 10正常基础状态为520 720ml min M2 2 氧耗量 VO2 即每分钟机体实际的耗氧量 VO2