血气分析与酸碱平衡

血气分析与酸碱平衡 上海第二医科大学附属仁济医院麻醉科陈杰 概述 重要性历史现状 原理和方法 监测原理微量动脉血或混合静脉血注入血气分析仪 借pH CO2和O2三个电极系统测定出pH PCO2和PO2 再通过电子计算机显示其他血气和酸碱平衡参数 一 pH电极系统 即指示电极和参比电极 将血液的pH转换成电势 得血液的pH值 二 PCO2电极系统 外溶液与测量室的血样由硅胶膜隔开 硅胶膜仅允许CO2透过 而H 甚难透过 电极外溶液pH值的变化与PCO2呈线性关系 经仪器转换而显示PCO2值 三 O2电极系统 用聚丙烯薄膜与血样隔开 血样中的氧分子透过薄膜 电解产生与氧浓度成比例的电解电流 经放大由仪器显示PO2值 血样采集 注意事项采血方法肝素液抗凝排除气泡加塞封闭 以避免空气进入而影响测定的结果暂不送检 应置于4 以下冰箱保存 测量方法 注意事项1 电极保养 对于免保养电极 应注意适时的更换 2 测量时首先预热仪器 3 温度校正 常用参数及意义 一 氧分压 PO2 定义 PO2是指血液中物理溶解氧的张力 动脉血氧分压 PaO2 在海平面呼吸空气 氧21 时的PaO2 正常值为80 97mmHgPaO2 102 年龄 3 轻度低氧 70 80mmHg中度低氧 61 70mmHg重度低氧 61mmHg危险 小于50mmHg生命极度危险 小于30mmHg 低氧原因 FIO2过低 如高原 误吸或其它气体的吸入浓度过高 N2O NO N2 CO2等 肺泡通气量的不足 如阻塞性的通气障碍等 肺泡 动脉氧分压差 A aDO2 增大 如肺泡弥散障碍 肺内分流增加或通气血流比例失调等 混合静脉血氧分压 PvO2 正常值 40 60mmHg PvO2反映组织细胞的呼吸功能 小于40mmHg组织摄氧低于30mmHg细胞缺氧 动静脉氧分压差 Pa vO2 正常值 吸空气 20 60mmHg 反映组织对氧的利用能力 差值说明组织摄氧能力增加 差值则为组织摄氧能力受到损害 如氰化物中毒 二氧化碳分压 PCO2 定义 指物理溶解在血浆中的二氧化碳张力 正常值35 45mmHg PaCO245mmHg属高碳酸血症 反映肺泡通气不足 意义 高碳酸血症和低碳酸血症对机体的影响 氧饱和度 SO2 定义 氧饱和度 SO2 指血红蛋白被氧合的百分比 亦即血红蛋白的实际氧含量与能结合的氧总量 氧容量 之百分比 1 动脉血氧饱和度 SaO2 的正常值为92 98 2 混合静脉血氧饱和度 SvO2 的正常值为64 70 SO2与PO2呈氧离曲线关系 血氧含量 C O2 定义 血液中所含氧量的总和 溶解氧 血红蛋白结合氧 以容积 或ml dl为单位 每1g血红蛋白如完全与氧结合 可结合氧1 34ml 如果按血红蛋白150g L计算 则可携带氧201ml L C O2可按公式计算 血氧含量 Vol 1 34 Hb SO2 0 023 PO2kPa C O2与PO2存在一定关系 当血PO2超过100mmHg 13 3kPa 后 SO2几达100 与血红蛋白相结合的氧量已不随PO2的增高而有所增加 此时全血C O2与血浆中物理溶解氧量的增加却呈现平行的比例关系 PO2每上升7 5mmHg 1kPa 每dl血中可溶解0 023ml氧 动脉血氧含量 CaO2 正常值为15 23ml dl 混合静脉血氧含量 CaO2 为11 18ml dl动静脉氧含量差 Ca vO2 为4 6ml dl 意义 1 CaO2低于正常 多为低氧血症 2 PaO2大于61mmHg 8 1kPa SaO2大于90时 每增加血红蛋白10g L 每dl动脉血CaCO2增加1 2ml 3 氧供取决于CaO2与心排血量 CO 的乘积 五 P50 P50是指血红蛋白50 被氧饱合时的氧分压数 代表了Hb与氧亲和力的状况 是观察氧离曲线是否向左 右偏移的指标 正常人在pH 7 4 PCO240mmHg BE 0 37 体温下 P50值是26 3mmHg 意义 P50升高 氧离曲线右移 氧与Hb亲和力降低 Hb易释放氧 P50降低时 尽管SO2较高 而实际上组织同样缺氧 P50 5 33 PO2C PO2SPO2C 校正氧分压 按pH7 40 T37 校正后的PO2 血红蛋白对氧的亲和力的影响因素 肺泡 动脉血氧分压差 A aDO2 A aDO2是判断肺换气功能正常与否的一个依据 在心 肺复苏中 A aDO2是反映预后的一项重要指标 正常值 20mmHg以下 吸空气 随着年龄的增长而增大 60 80岁时可达24mmHg 但一般不会超过30mmHg 肺泡 动脉血氧分压差 A aDO2 年龄参考公式A aDO2 2 5 0 21 年龄 mmHg 吸纯氧后 A aDO2可达50mmHg 6 67kPa 左右 A aDO2 PAO2 PaO2PAO2 mmHg PB 47 FiO2 100 PaCO2 kPa 1 R式中 PB 大气压 FIO2 吸入氧浓度 R 呼吸商 以0 8计算 47 水蒸气压 mmHg 37 时 影响A aDO2的因素 FiO2氧耗量心排血量弥散功能氧离曲线部位Qs Qt 解剖分流 V Q 通气血流比例 A aDO2病理性增大原因 V Q失调Qs Qt增加肺泡 毛细血管屏障的弥散障碍 七 a A比例 PaO2 PAO2 a A正常值约为0 75 全麻下大于0 5可视为正常 在不同FiO2下 a A比例保持相对不变 仍可进行比较 a A比例下降反映肺换气功能和肺内分流增加 a A比例可用作测定FiO2变动后病人的PaO2数值 八 PaO2 FiO2 正常值 398 503mmHg 临床意义与a A比例相同 但计算更为简便 PaO2 FIO2小于300mmHg提示肺的换气功能降低或肺内分流增加 PaO2 FiO2也可用于测定FiO2变动后的PaO2值 此指标受大气压和PaCO2的影响 所计算的PaO2可能会出现误差 九 呼吸指数 RI RI A aDO2 PaO2 正常值为0 0 3 RI可作为肺内氧合力的指标 不受FiO2的影响 即使用不同FiO2所求得RI仍可进行比较 有利于统计分析 RI与ARDS病人的存活率呈反比 据统计 RI小于1 0 95 存活 RI小于4 73 存活 RI大于6 只有12 存活 二 酸碱平衡的参数 一 酸碱度 pH pH即氢离子活性 H 的负对数 是判断血液偏酸或偏碱的指标 正常动脉血pH为7 40 7 35 7 45 静脉血pH低0 05 二氧化碳分压 PCO2 定义 是指物理溶解在血浆中的CO2张力 PCO2可直接影响到pH的变化 正常值 动脉血的PCO235 45mmHg 45mmHg为高碳酸血症 意义 三 二氧化碳总量 TCO2 定义 TCO2是指血浆中所有各种形式CO2含量的总和 其中95 为HCO 3结合形式 5 为物理溶解CO2 另有极少量是以碳酸 蛋白质氨基甲酸酯的形式存在 TCO2在体内受代谢与呼吸两种因素的影响 但主要是代谢性因素 正常值为28 24 32 mmol L TCO2增加提示CO2潴留或HCO 3增加 TCO2减少则提示CO2减少或HCO 3减少 当呼吸性酸中毒 CO2潴留 伴有代谢性酸中毒 HCO 3减少 时 虽然pH严重下降 但TCO2却在正常范围 二氧化碳结合力 CO2 CP 定义 指血浆中以HCO 3形式存在的CO2含量 即25 室温时 全血所能结合的CO2量 可取静脉血测试正常参考值为25 22 31 mmol L 与TCO2一样受代谢与呼吸两种因素的影响 代谢性酸中毒时CO2 CP下降 呼吸性酸中毒时CO2 CP升高 若呼吸与代谢性酸中毒同时存在 则CO2 CP可能为正常 但pH明显下降 四 实际与标准碳酸氢根 AB与SB AB是指血浆中HCO 3的实际含量SB是指体温37 时 PCO2在40mmHg Hb在100 氧饱合条件下所测得的HCO 3含量 也就是排除了呼吸因素变化的影响 故又称标准碳酸氢根 正常值 正常时AB和SB值很接近 为24 22 27 mmol L 意义 AB受呼吸和代谢的双重影响 临床分析时应把AB与SB两者结合起来考虑 当两者均低于正常值 考虑为代谢性酸中毒 两者均高于正常时 为代谢性碱中毒 AB大于SB时为呼吸性酸中毒 AB小于SB为呼吸性碱中毒 五 缓冲碱 BB BB是指全血内所有具缓冲作用的阴离子总和 包括 HCO 3 Pr 血浆蛋白阴离子 血红蛋白阴离子以及磷酸根等 正常参考值43 8 45 50 mmol L BB反映了机体对酸碱失衡的总缓冲能力 BB意义 若BB降低而SB正常 说明碳酸缓冲系的碱储备正常 而其他碱储备不足 如血浆蛋白降低 营养不良 或血红蛋白低 严重贫血 由于该指标受到血浆蛋白 Hb及电解质等多种因素的影响 因此其确切的临床价值还有赖于对其它参数的综合评估 六 剩余碱 BE 定义 在标准条件下 37 一个大气压 PCO240mmHg Hb完全氧合 用酸或碱把1升血液的pH滴定到7 40所需加入的酸或碱量 正常参考均值 3 3mmol L BE是反映代谢性酸碱状态的重要指标 当BE是正值时 称减超 说明缓冲碱增加 而负值时 称减缺 说明缓冲碱减少 在血红蛋白浓度正常时 BE和SB保持一定的比例 即BE 1 2 SB SB为SB的实际值与正常值之差 有学者认为 BE不能代表全部细胞外液的碱或酸的超缺程度 而将Hb为150g L BE 作为细胞外液的BE 称为SBE 标准BE 七 阴离子间隙 AG 定义 AG是指血清中所能测定的阳离子与阴离子总数之差 即AG mmol Na Cl HCO 3 反映血中未测定的阴离子浓度 意义 AG是提示代谢性酸碱失调的重要指标 同时在鉴别不同类型的酸碱失衡中极有价值 正常值为12mmol L 8 16mmol L 临床意义 AG增高提示存在代谢性酸中毒 但应注意离子浓度测定的精确性 遇有AG升高的情况 在分析时还应结合pH HCO 3的变化进行综合判断 以避免误差 AG降低 在酸碱平衡分析中意义不大 八 非呼吸pH pHNR 是指假定将血标本的PCO2调至5 3kPa 40mmHg 时的pH值 pHNR的计算公式为 pHNR 6 1 logSB0 03 40 用以代表单纯代谢分量失常时pH的实际数值 其用途是 在各种酸碱失常用呼吸治疗将PaCO2调整至40mmHg时 预知其pH将为多少 九 非代谢pH pHNM 是指将BE调至 0 时的pH 代表排除代谢性异常后 单纯性呼吸因素所致的pH值 pHNM 6 1 log24 0 226 PaCO2 了解pHNM值有助于指导代谢性酸碱失常的治疗 临床应用 酸碱平衡 pH PCO2 BB SB BE 偏酸或偏碱酸碱紊乱的性质是代谢性或呼吸性 酸碱紊乱的程度代偿情况呼吸性和代谢性因素互相代偿 碳酸缓冲系以外的碱储情况 血气分析 血气分析的判断 一 肺的通气肺通气功能PaCO2反映着肺的通气功能 通气效率 VD VT 死腔量与潮气量的比值 VD VT PaCO2 PECO2 PaCO2 PECO2为混和呼出气CO2分压 正常值是0 2 0 35