氧供需平衡1ppt课件

氧供需平衡的监控 山西医科大学第二医院麻醉科牟晓杰 大纲要求 1 掌握氧供的概念 氧输送的监测 2 熟悉氧耗的概念 氧耗的监测 3 了解氧治疗 O2 O2 O2 Hb O2 O2 供氧过程 利用氧 低张性缺氧 血液性缺氧 循环性缺氧 组织性缺氧 生理情况下 机体细胞正常活动有赖于持续不断的氧供给 当细胞内氧的利用发生障碍时 会导致机体出现一系列的功能 代谢和形态的改变 甚至危及生命 恰当的氧供给取决于心 肺及血液系统功能的协调 机体的氧代谢主要包括摄取 输送和消耗三个环节 防止和纠正机体缺氧始终是危重病人治疗中的核心问题之一 于上世纪70 80年代所提出的考察病人氧消耗 OxygenConsumption VO2 与氧供 OxygenDelivery DO2 关系的方法是指导危重病人循环治疗十分有用的工具 由此所带来的治疗理念的进步已成为一项有突出意义的临床进展 目前认为 在重症监护领域内最基本的目标之一 就是在脏器组织代谢中 确切地为其提供充分而必要的氧 以防止组织细胞损伤和细胞死亡 第一节氧供 一 氧输送及氧供的定义 氧输送 oxygentransport 空气中的氧输送到细胞内利用氧的部位 线粒体的过程 氧输送的环节 肺通气肺换气氧在血液中的运输氧在组织的释放氧输送的氧是指由心脏泵入到体循环中的氧量 氧供 oxygendelivery DO2 A又称整体氧供 globaloxygendelivery 是指单位时间内循环系统向全身组织输送氧的总量 指经过毛细血管输送到机体组织为新陈代谢所利用的氧量 二 氧输送的监测 一 氧吸入的监测 二 氧转运的监测 三 氧释放的监测 四 氧供及相关指标的监测 一 氧吸入的监测 即外呼吸过程的监测 包括肺通气和肺换气两个阶段 主要指标如下 1 动脉血氧分压 PaO2 2 氧合指数 PaO2 FiO2 3 肺泡 动脉血氧分压差 P A a O2 4 肺内分流率 Qs Qt 1 动脉血氧分压 氧合状态的指标A判断低氧血症的唯一标准正常值 80 100mmHg 2 氧合指数 通气 灌注指数呼吸衰竭指数正常值 400 500mmHg 一 氧吸入的监测 2 氧合指数 PaO2 FiO2正常状态下 是一个相对恒定的数值异常情况下 比例失调 数值降低 通气 换气 一 氧吸入的监测 3 肺泡 动脉血氧分压 P A a O2 差值 正常状态下10mmHg吸入纯氧 60mmHg差值的变化的分析 若PaO2下降 P A a O2升高 若PaO2下降 P A a O2正常 一 氧吸入的监测 3 肺泡 动脉血氧分压 P A a O2 公式 PAO2 FiO2 PB 47 PaCO2 R 关系 一 氧吸入的监测 肺泡 动脉血氧分压P A a O2反映肺氧交换效率的损害较其他参数早 它是早期反映肺换气功能不全的敏感指标 4 肺内分流量 Qs Qt 单位时间中混合静脉血流经肺循环后未经氧合即进人体循环的血量与心排量之比 一 氧吸入的监测 4 肺内分流量 Qs Qt 反映肺泡通气与血流比值是否正常正常状态下 分流量占3 若分流量增大 低氧血症越明显临床多见心和肺疾病 肺部感染 分流量达到30 时氧疗无效 若存在通气血流比值严重降低 Qs Qt 一 氧吸入的监测 二 氧转运的监测 反映氧转运 oxygentransfer 功能的指标主要有 1 氧容量 2 动脉血氧含量 3 血红蛋白 Hb 4 氧合血红蛋白 O2Hb 1 氧容量 oxygencapacity CO2max 为100ml血液中Hb所能结合的最大氧量 即CO2max 1 38 Hb 二 氧转运的监测 CO2max取决于血液中Hb的质和量 反映血液携氧的能力 正常值约为20ml 100ml 二 氧转运的监测 2 动脉血氧含量 CaO2 为l00ml血液中实际的携氧量 主要是Hb实际结合的氧和极小量溶解于血浆的氧 CaO2取决于氧分压和氧容量 正常值约为19ml 100ml 二 氧转运的监测 CaO2用下式计算 CaO2 1 38 Hb SaO2 0 0031 PaO2 1 38 Hb SaO2CaO2是决定氧供的主要因素之一 二 氧转运的监测 P50血液pH值为7 40 PaCO2为40mmHg 温度为37 条件下 SaO2为50 时的PaO2意义在于 大致反映解离曲线的位置 即反应Hb与氧的亲和力 三 氧释放的监测 2 P50A血红蛋白氧饱和度为50 时的氧分压称为P50 是反映Hb与O2亲和力的指标 正常情况下为26 27mmHg 26 5mmHg P50增大 氧解离曲线右移 促进O2Hb解离 向组织释放氧 P50减小 Hb与O2亲和力增加 氧释放减少 三 氧释放的监测 1 P50 四 氧供及相关指标的监测 1 氧供 DO2 2 血乳酸浓度 3 胃肠粘膜内pH pHi 1 氧供 DO2 氧供可由下面公式计算 DO2 CI CaO2CaO2用下式计算 CaO2 1 38 Hb SaO2 0 0031 PaO2 1 38 Hb SaO2DO2 CI 1 38 Hb SaO2 四 氧供及相关指标的监测 即适当的心输出量是将氧输送到组织的重要因素 血红蛋白总量 SaO2或CO的单项降低 均可导致DO2的下降 但是 SaO2或血红蛋白总量减少时 心输出量可作出迅速的代偿反应 相反 如果心输出量降低 那么其代偿反应相当缓慢 这可能与血红蛋白的生长缓慢和血红蛋白氧解离曲线的形态处于正常氧分压的平坦部位有关 氧供正常值为520 720ml min m2 氧供反映了循环系统的运输功能 同时也受肺通气及肺换气功能的影响 CO Hb SaO2中的任何一个发生变化均会影响氧供 A 四 氧供及相关指标的监测 氧供能力的潜力 正常静息情况下 大约每分钟有1000ml的氧运送到组织中 Qt为5L min CaO2为20ml dL 其中约250mL为机体所消耗 即平时组织氧利用只相当于氧供能力的四分之一 剩余的75 可见于混合静脉血 因此有关的参数非常复杂和重要 2 血乳酸浓度 当组织氧供减少到临界值以下时 氧供需失衡 发生组织缺氧 导致无氧代谢 四 氧供及相关指标的监测 乳酸产生的生化机制 乳酸是通过糖代谢的替代途径产生的 当缺氧导致过量的还原性的3 磷酸甘油醛脱氢酶 NADH 蓄积时就激活了此代谢通道 当足够的氧保持3 磷酸甘油醛脱氧酶 NAD 与NADH适当比例时 丙酮酸就转变为乙酰辅酸A 乙酰辅酶A进入三羧酸循环 每一分子糖完全氧化产生38个ATP分子 在缺氧的情况下 NADH蓄积 抑制了乙酰辅酶A的形成 使丙酮酸通过无氧代谢形成乳酸 结果每一分子糖的代谢仅产生2个ATP分子 过量的乳酸产生并由组织释放到血液中 因此过量的乳酸蓄积是缺氧严重程度的敏感 早期 定量指标 血乳酸浓度正常值约为1mmol L当超过1 5 2 0mmol L时 应考虑组织氧合不足 四 氧供及相关指标的监测 3 胃肠粘膜内pH intramucosalpH pHi 正常生理状态下 胃肠道氧供可满足组织代谢的需要 pHi在正常范围内 pHi正常低限为7 32 四 氧供及相关指标的监测 一些临床研究表明 pHi作为组织缺氧指征比血乳酸更敏感 指导危重患者的治疗以增加组织氧供 使pHi维持在7 35以上 可提高存活率 作为判断预后的指标 一些报道认为优于代谢指标血乳酸及氧代谢参数 DO2 VO2 甚至有人认为pHi是入院24小时预告多器官功能不全病死率的唯一可靠指标 pHi反映胃肠粘膜血液灌注及氧合状况 直接敏感出现早对危重病人发生多器官功能不全并发症 疾病的转归等有重要意义 四 氧供及相关指标的监测 三 缺氧 定义 当组织氧供不足或发生氧利用障碍 引起组织细胞出现代谢 功能 甚至形态结构的异常变化 这一病理过程称为缺氧 hypoxia 动脉血氧分压 PaO2 低于同龄人下限时称为低氧血症 hypoxemia 只有当PaO2低于50mmHg时才能导致组织缺氧 但组织缺氧不一定伴有低氧血症 三 缺氧 三 缺氧 病因及分类 1 低张性缺氧 hypotonichypoxia 2 血液性缺氧 hemichypoxia 3 循环性缺氧 circulatoryhypoxia 4 组织性缺氧 histogenoushypoxia 缺氧的类型原因和发病机制 低张性缺氧 hypotonichypoxia 由于动脉血氧分压降低 使氧含量减少 导致供氧不足 原因 吸入气中氧分压过低外呼吸功能障碍 肺泡通气不足 弥散功能障碍静脉血分流入动脉 机制 氧的弥散速度下降 弥散量少 血氧指标的变化 PaO2CaO2SaO2皮肤粘膜 发绀 氧的释放量减少 HbFe2 HbFe3 OH Hb CO HbCO 血液性缺氧 hemichypoxia 由于血红蛋白数量减少或性质改变 使血氧含量降低或血红蛋白释放氧不足 引起的供氧障碍 原因 贫血 携带氧的数量减少 一氧化碳中毒 HbCO无携氧能力氧与Hb结合数量减少Hb释放氧减少 高铁血红蛋白血症 丧失携带氧的能力HbFe2 O2的亲和力增高 Hb与氧的亲和力增加 血氧指标的变化 PaO2CaO2皮肤粘膜 少发绀 樱桃红色 肠源性紫绀 循环性缺氧 circulatoryhypoxia 由于组织器官血流量减少或血流速度减慢而引起的供氧不足 原因 全身性血流量减少 局部性血液循环障碍 机制 单位时间内从毛细血管流过的血量少 弥散到组织细胞内的氧减少 血氧指标的变化 PaO2CaO2皮肤粘膜 紫绀 氰化物中毒 组织性缺氧 histogenoushypoxia 由于组织细胞利用氧的能力障碍引起的缺氧 原因 组织中毒 细胞损伤 呼吸酶合成障碍 CN 与线粒体中氧化型细胞色素氧化酶上的铁原子结合 使其不能还原 失去传递电子的功能 呼吸链中断 线粒体损伤 线粒体功能障碍 血氧指标的变化 PaO2CaO2皮肤粘膜 各种缺氧的血氧变化 注 降低 升高N正常 三 缺氧 诊断低张性缺氧可根据PaO2及SaO2来划分低氧血症的严重程度 轻度 无发绀 PaO2 50mmHg SaO2 80 中度 有发绀 PaO230 50mmHg SaO260 80 重度 显著发绀 PaO2 30mmHg SaO2 60 三 缺氧 处理原则 1 消除缺氧的原因 积极治疗原发疾病 2 对各种类型的缺氧均可予氧治疗 3 对于氧疗改善低氧血症不明显者 应行呼吸机机械通气治疗 4 降低机体耗氧量 5 维持血流动力学稳定和水 电解质及酸碱平衡 第二节氧耗 一 氧耗的定义 氧需求 oxygendemand DO 机体组织维持有氧代谢所需氧的总量 当氧需求超过氧耗时 就会发生无氧代谢 氧需求随机体各组织代谢速度改变而变化 机体可调节呼吸系统 循环系统及微循环系统以满足机体代谢的需要 一 氧耗的定义 氧耗 VO2 又可称整体氧耗 globaloxygenconsumption 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 1 m 2 正常生理状态下 DO2与VO2相互匹配维持组织氧供需平衡 在发热 感染 器官功能增强或高代谢状态时 组织细胞氧摄取量增加 氧耗也随之增加 判断心功能及储备的重要量化指标 一 氧耗的定义 一 氧耗的定义 氧摄取率 oxygenextractionratio O2ER 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 是组织利用氧能力的定量指标 正常值为0 22 0 30其计算公式为 O2ER VO2 DO2 CaO2 CvO2 CaO2 O2ER0 30 氧需求增加 输送到组织的氧不能满足细胞代谢的需要 一 氧耗的定义 二 氧耗的监测 一 测定方法1 反向Fick法根据Fick原理 任何物质由器官摄取或释放的总量是达到该器官的血量与动 静脉血中此物质的浓度差的乘积 可用下式表示 VO2 CI CaO2 CvO2 CI l 38 Hb SaO2 SvO2 CvO2 1 38 Hb SvO2 0 0031 PvO2 1 38 Hb SvO2 二 氧耗的监测 二 氧耗的监测 一 测定方法2 直接法测定的基本原理是单位时间内吸入气中的氧含量与呼出气中的氧含量之差即为氧耗 可表示为 VO2 FiO2 Vi FeO2 Ve FiO2 FeO2为吸入气和呼出气的氧浓度 Vi Ve为每分吸入气量和每分呼出气量 二 氧耗的监测 二 氧耗的监测 二 监测氧耗的指标1 混合静脉血氧饱和度 SvO2 2 混合静脉血氧分压 PvO2 通过纤维光导肺动脉导管可连续监测SvO2 以判断危重症患者氧释放和组织从血液中摄取氧的能力等 因此 临床上普遍将测量SvO2作为组织氧合监测方法 目前常经Swan Ganz导管抽取肺动脉血作为测试标本 由于这是全身静脉回流血液 能反映全身组织氧合的总体情况 SvO2和PvO2变化的常见原因 三 影响氧耗的因素及其调控 一 影响氧耗的因素细胞代谢率决定整体氧耗 使氧耗增高的因素 1 温度 体温每增高1 耗氧量增加10 15 2 感染或全身炎症反应综合征 SIRS 3 烧伤 创伤或手术4 交感神经兴奋 疼痛 寒战或癫痫发作等5 2受体激动剂 苯丙胺和三环类抗抑郁药等6 护理 吸痰 叩背等 理疗7 高代谢状态或摄入高糖饮食等 三 影响氧耗的因素及其调控 一 影响氧耗的因素降低细胞代谢率 可使机体氧耗降低 使氧耗降低的因素 应用镇静剂应用止痛药应用肌肉松弛药等 三 影响氧耗的因素及其调控 二 氧供与氧耗的关系1 生理性氧供依赖2 病理性氧供依赖 1 生理性氧供依赖 在正常情况下 机体输送到全身组织的氧供量超过组织的氧耗 DO2与VO2相互匹配以维持组织细胞能量代谢平衡 1 生理性氧供依赖 当DO2在正常范围波动时 VO2可维持恒定 随着DO2的逐渐降低 组织仍可通过提高O2ER来维持VO2相对恒定 即非氧供依赖关系 当DO2降至某临界值时 O2ER的增加不再能满足组织对氧的需求 VO2已无法再维持恒定 该临界值称为临界氧供 criticalDO2 cDO2 当DO2低于临界值时 VO2将随DO2的降低而减少 二者呈线性关系 于是发生组织缺氧 这种现象称为生理性氧供依赖 physiologicalsupplydependency 2 病理性氧供依赖 危重病人的DO2虽处于正常或超常范围 但O2ER处于较低水平 组织丧失了对O2ER的调控 导致VO2随DO2的增减而变化 呈线性依赖关系 这种现象称为病理性氧供依赖 pathologicalsupplydependency 多见于 ARDS COPD 肺动脉高压 脓毒症 低血容量性休克和心力衰竭病理性氧供依赖是组织灌注不足 组织缺氧的表现 是细胞的氧需求增加 而氧摄取和利用发生障碍的结果 三 影响氧耗的因素及其调控 三 氧供与氧耗的调控危重病人存在病理性氧供依赖时 VO2随DO2呈线性变化 理论上 通过增加DO2至超常范围 应可使组织VO2增加 改善组织缺氧 实践中 由于病人的个体差异及氧供与氧耗的复杂性 目前对DO2应调整至多少及超常DO2的有效性仍存在争议 三 影响氧耗的因素及其调控 三 氧供与氧耗的调控调控的主要方法 1 降低氧需求 即降低氧耗 2 增加氧供 1 增加心输出量 2 提高红细胞数量和血红蛋白浓度 3 提高SaO2 三 影响氧耗的因素