动脉血气分析的临床应用

,动脉血气分析的临床应用,动脉血气采集要求：,动脉血(桡动脉、肱动脉、股动脉)隔绝空气海平面大气压(101.3kPa,760mmHg)安静状态下肝素抗凝,血气分析的基本理论,在生理条件下，血液气体主要包括O2、N2、CO2三种气体，此外，血液中尚含有微量氩、CO及稀有气体。外呼吸:外界的空气通过肺泡和肺毛细血管进行气体交换，血液从肺泡中摄取O2，并将从组织中带来的CO2排出，这一过程称之为外呼吸。,内呼吸:血液中的气体通过细胞膜与组织进行气体交换,氧被释放供组织利用，并将组织细胞的代谢产物CO2带走,这一过程称为内呼吸。目前判断酸碱平衡往往是在血气分析的基础上进行的，血气分析主要指标包括PaO2、SaO2、PaCO2等。酸碱平衡的主要指标包括PH、BE、HCO3，与作为呼吸性因子指标的PaCO2等。,血气分析涉及到气体的物理性能和气体定律一、气体定律：1.波义耳（Boyle）定律：当温度不变时，气体的容积与压力成反比，P1V1=P2V2如果气体的容积被压缩，其压力也就越大，但当温度接近某气体的沸点时，液气体就不服从本定律,2.查理（Charles)定律:当压力不变时，气体的容积与温度成正比，V1/V2=T1/T23.道尔顿分压定律：混合气体的总压力等于各个气体的分压之和，以空气为例，由空气重量形成的大气压，在海平面约为760mmHg,空气的组成从地面到100公里左右的高度是不变的。,如氮气的气体浓度为79.01%，氧气为20.95%，CO2为0.04%，浓度百分比气体浓度100，各自气体分压大气压气体浓度故：PBPN2PO2PCO2，但在人体内受温度和饱和水蒸气的影响，在海平面时，肺泡气含6.2%的水蒸气，其分压为47mmHg(6.3Kpa)。,举例：P760mmHg,体温37时，吸入气体的氧分压为：PIO2=(760-47)0.2095=149.4mmHg(19.9kpa),4.亨利气体溶解定律：如温度不变，气体溶解于溶媒中的气体量与该气体的分压成正比，其比例的常数表示该气体在溶媒中的溶解度，当温度升高时，溶解度便下降，一种气体的溶解度不受同时存在的其他气体的影响。混合气体中的各个气体均依据自身分压和溶解系数而溶解。,一般习惯计算溶解于血液中的气体为容积百分数（每100毫升血液所溶解气体的百分数），以mmHg（或kPa）表示压力。即毫升百分数mmHg血液中氧的溶解量与其分压成正比，即含氧0.003毫升100毫升血液mmHgPO2,不论PO2升高或降低，这个比例都是不变的，,例如：当病人吸入高浓度氧混合气体时，PO2增至600mmHg（29.8kpa），溶解的氧为1.8毫升。如在3个大气压下吸入氧气时，PaO2为2000mmHg(266kPa)，如100毫升血液溶解的氧为6毫升。,从空气到线粒体，氧降低所经过的步骤称氧降阶梯：159（大气的）149（气管）105（肺泡）100（肺毛细血管）95（动脉血）到全身毛细血管逐渐释放氧40（混合静脉血）。,血液气体分析和酸碱测定一人体酸碱的来源：酸挥发性酸：碳酸。非挥发性酸：固定酸(硫酸、磷酸、乳酸、丙酮酸)，每日约50100mmol/L。碱有机酸盐：蔬菜、水果(柠檬酸盐、苹果酸盐),二人体的缓冲系统：H过剩1.细胞外液缓冲作用：血浆：NaHCO3/H2CO3=HCO3/PCO2、红细胞：KHb/HHb、KHbO2/HHbO2细胞内缓冲作用：3H+、K+、2Na+交换骨的矿物质、软组织的组织蛋白、肝的缓冲,2.肺调节作用：调节CO2呼出量，维持血HCO3、PaCO23.肾调节作用：肾排H+，泌NH3，重吸收HCO3，维持细胞外液HCO3,肾小球滤液中HCO3重吸收，肾小管酸化，肾小管内可滴定酸的形成、排出(结果仍是排出H),三.血浆电解质的电中性原则阴阳离子的平衡：阳离子阴离子Na140mmol/LCl103mmol/LHCO325mmol/LAG12mmol/L,四.血电解质与酸碱失衡的关系：血Na+与Cl的关系-Na/Cl平衡：Na+:Cl1.4:1Cl变化与pH、水代谢均有关，Na+代谢仅与水有关.Na+:Cl失调提示酸碱失衡假如Cl-HCO3必然相应Cl-HCO3相应,(由于Cl转移，以及Cl与HCO3负相关的缘故)。ClNa+提示代碱；ClSB，诊断为呼吸性酸中毒，AB代偿变化推论1：HCO3-/PaCO2相反变化必有混合性酸碱失衡推论2：超出代偿极限必有混合性酸碱失衡，或HCO3-/PaCO2明显异常而PH正常常有混合性酸碱失衡推论3：原发失衡的变化决定PH偏向,例1：血气pH7.32，PaCO230mmHg，HCO3-15mmol/L。判断原发失衡因素。例2：血气pH7.42，PaCO229mmHg，HCO3-19mMol/L。判断原发失衡因素。,三个概念定义：AG血浆中未测定阴离子(UA)未测定阳离子（UC)根据体液电中性原理：体内阳离子数阴离子数，Na+为主要阳离子，HCO3-、CL-为主要阴离子，Na+UCHCO3-+CL-+UAAGUAUCNa+-（HCO3-+CL-）参考值：816mmol,意义：1）16mmol，反映HCO3-+CL-以外的其它阴离子如乳酸、丙酮酸堆积，即高AG酸中毒。2）AG增高还见于与代酸无关：脱水、使用大量含钠盐药物、骨髓瘤病人释出过多本周氏蛋白3）AG降低，仅见于UA减少或UC增多，如低蛋白血症,例：PH7.4，PaCO240mmHg，HCO3-24mmol/L，CL-90mmol/L，Na+140mmol/L分析单从血气看，是“完全正常”，但结合电解质水平，AG=26mmol，16mmol，提示伴高AG代谢性酸中毒,潜在HCO3-定义：高AG代酸（继发性HCO3-降低）掩盖HCO3-升高，潜在HCO3-=实测HCO3-+AG，即无高AG代酸时，体内应有的HCO3-值。意义：1）排除并存高AG代酸对HCO3-掩盖作用，正确反映高AG代酸时等量的HCO3-下降2）揭示被高AG代酸掩盖的代碱和三重酸碱失衡中代碱的存在,例：pH7.4，PaCO240mmHg，HCO3-24mmol/L，CL-90mmol/L，Na+140mmol/L分析：实测HCO3-24mmol/L似乎完全正常，但因AG=26mmol16mmol，提示存在高AG代酸，掩盖了真实的HCO3-值，,几个有关概念：,几个有关概念：1.PH与H+:体液酸碱度可用PH或H+形式来表示，正常PH7.357.45;H+为3644mmol/L。PH是H+的负对数形式，即PH=log1/H+,两者间呈负相关。在PH7.1-7.5范围内，有人提出在PH7.40和PH7.40时,PH每变化0.1单位所得的H+分别为换算因子0.8和1.25乘以原有H+,实例介绍：Eg1.PH7.46比7.40增加0.06，故H+应比40nmol/L下降6nmol/L,即H+为34nmol/LEg2.PH7.31比7.40下降0.09，故H+应比40nmol/L增加9nmol/L,即H+为49nmol/LEg3.PH7.30,用“0.81.25”法估计，H+=40*1.25=50nmol/L。Eg4.PH7.50,用“0.81.25”法估计，H+=40*0.8=32nmol/L。,2.PH、HCO3-和PCO2之间的关系：PH、HCO3-和PCO2之间的关系可用H-H公式来表示：H2CO3与被溶解在体液内的浓度成正比。PHPka+logHCO3-/HCO3=6.1+log24/1.2=6.1+1.301=7.401,酸碱失衡的判断方法,现主要介绍使用PH、PCO2、HCO3指标的判断方法。1.首先要核实结果结果是否有误差：PH、PCO2和HCO3三个变量一定要符合H-H公式，若报告所示的：PH、PCO2和HCO3代入H-H公式等式不成立，必表明化验有误差，可不必分析。H-H公式涉及了对数形式，在实际应用中较繁琐，因此Kassier和Bleich提出了用Henderson公式来判断，,既:H24PCO2HCO3通过上述介绍的PH和H的换算关系，现将PH换算成H,然后将H、PCO2、HCO3三个变量代入Henderson公式来判断，方法简便，便于临床应用。,Eg5.PH7.4、HCO324mmol/L、CO240mmHg.判断：H40nmol/L，将数值代入代入Henderson公式:40=24*40/24,等式成立，表明此结果是正确的。Eg6.PH7.35、HCO336mmol/L、PCO260mmHg.判断：PH7.35较PH7.4降低了0.05单位,故H应比40nmol/L高5nmol/L,即H=45nmol/L,，将数值代入代入Henderson公式，45246036，表明此结果有误。,（二）分清原发和继发（代偿）变化:根据上述的代偿规律和结论，一般的说，单纯性酸碱失衡的PH是由原发失衡所决定的。如PH7.40，原发失衡可能为碱中毒。,例.PH7.34、HCO3-15mmol/LPaCO228mmHg。分析：PaCO228mmHg40mmHg，可能为呼吸性碱中毒；HCO3-15mmol/L24mmol/L，可能为代谢性酸中毒，但因PH7.347.40偏酸，结论：代谢性酸中毒。,例.PH7.47、HCO3-14mmol/L、PaCO220mmHg。分析：PaCO220mmHg7.40偏碱，结论：呼吸性碱中毒。,（三）分清单纯性和混合性酸碱失衡1.PaCO2升高同时伴HCO3-下降，肯定为呼吸性酸中毒合并代谢性酸中毒。例：PH7.22、PaCO250mmHgHCO3-20mmol/L。2.PaCO2下降同时伴HCO3-升高，肯定为呼吸性碱中毒合并代谢性碱中毒。例：PH7.57、PaCO232mmHgHCO3-28mmol/L。,3.PaCO2和HCO3-明显异常，同时伴PH正常，应考虑有混合性酸碱失衡的可能。4.单纯性酸碱失衡预计代偿公式的判断：目前，临床上直接应用各型单纯性酸碱失衡预计代偿公式来判断。常用的各型单纯性酸碱失衡预计代偿公式：,代谢性酸中毒:原发HCO3,继发PCO2,预计代偿公式:PCO2=1.5*HCO3+82,代偿时限:1224小时,代偿极限:10mmHg代谢性碱中毒:原发HCO3,继发PCO2,预计代偿公式PCO2=0.9*HCO35,代偿时限:1224小时,代偿极限:55mmHg,呼吸性酸中毒:原发PCO2继发HCO3-急性：代偿引起HCO3-升高34mmol/L,代偿时间:几分钟,代偿极限:30mmol/L慢性：代偿公式:HCO3-=0.35*PCO25.58代偿时间35天,代偿极限:4245mmol/L,呼吸性碱中毒:原发PCO2,继发HCO3-急性：代偿公式:HCO3-=0.2*PCO22.5,代偿时间:几分钟,代偿极限:18mmol/L慢性：代偿公式:HCO3-=0.5*PCO22.5代偿时间35天,代偿极限:1215mmol/L,例.PH7.34、HCO3-15mmol/L、PaCO228mmHg。分析：PaCO228mmHg40mmHg，可能为呼吸性碱中毒；HCO3-15mmol/L24mmol/L，可能为代谢性碱中毒，但因PH7.3540mmHg，可能为呼吸性酸中毒；HCO3-32mmol/L24mmol/L，可能为代谢性碱中毒，但因PH7.457.40偏酸，结论：代谢性碱中毒。,例：PH7.24、PaCO260、HCO3-27mmol/L，结合病史可诊断急性呼吸性酸中毒。例：PH7.34、PaCO260、HCO3-31，HCO3-0.35（60-40）5.5875.58HCO3-2475.58315.58=25.4236.58实测HCO3-31mmol/L落在25.4236.58mmol/L范围内。结论：结合病史，可诊断为慢性呼吸性酸中毒。,例：PH7.48、PaCO229mmHg、HCO3-23mmol/L，HCO3-0.2（2940）2.52.22.5预计:HCO3-242.22.5=21.282.5=19.324.3mmol/L实测HCO3-23mmol/L落在此范围内，结论：结合病史可诊断急性呼吸性碱中毒。,例：PH7.42、PaCO229mmHg、HCO3-19mmol/L，HCO3-0.5（2940）2.55.52.5HCO3-245.52.518.52.5=1621mmol/L实测HCO3-19mmol/L落在1621mmol/L范围内。结论：结合病史可诊断慢性呼吸性碱中毒。,例：PH7.32、PaCO230mmHg、HCO3-15mmol/L，PaCO21.5158222.58230.52实测PaCO230mmHg落在此范围内，结论：代谢性酸中毒。,例：PH7.49、PaCO248mmHg、HCO3-36mmol/L，PaCO20.9（3624）510.85预计:PaCO2=正常PaCO2PaCO2=40+10.8550.85实测PaCO248mmHg落在此范围内，结