动脉血气分析：解读指南上

动脉血气分析：解读,山东滨州欧阳修河,资料来源于医维达,对动脉血气分析结果的错误解读可能导致治疗决策失误。一个简单的方法，有助于您正确判读动脉血气分析结果。,酸碱平衡紊乱,存在四种主要的酸碱平衡紊乱：呼吸性酸中毒代谢性酸中毒呼吸性碱中毒代谢性碱中毒这些平衡紊乱常常伴有代偿性改变这些改变很少可以完全代偿原发性平衡紊乱对于慢性疾病，代偿的幅度会更大，从而更好地维持pH值临床提示在解读血气结果时，一定要参照临床表现。,控制血液的pH值,血液的pH值略偏酸性（7.35到7.45之间）。为保持正常的功能，人体将血液的pH值维持在7.4左右。通过以下三个机制，人体可以将血液酸碱平衡维持在这个狭窄的范围之内：细胞内和细胞外缓冲系统肾脏的调节作用肺的调节作用,控制血液的pH值,最重要的pH缓冲系统包括血红蛋白，碳酸（是CO2溶解后形成的弱酸）和碳酸氢盐（其对应的弱碱）缓冲系统。碳酸氢盐缓冲系统作用效果好，因为其各组分的浓度可以独立调节。这一缓冲系统包括两个重要组分，即CO2和HCO3-.肺通过调节肺泡通气量对血液中的CO2分压(pCO2)进行调节肾脏通过调节碳酸的排泄和碳酸氢盐的重吸收调节HCO3-的浓度,控制血液的pH值,Henderson-Hasselbalch公式血气分析仪可直接测量pH值和pCO2。HCO3-的浓度可根据Henderson-Hasselbalch公式算出。从公式中可以看出，pH值取决于HCO3-的浓度与pCO2的比值，并非由两者之一单独决定。pH=pK(6.1)+logHCO3-0.03xpCO2以下是该公式的一个简化形式，它明确地表示了三个值之间的关系。如果您能够记住这个简化公式，它有助于您理解本单元后面所讲到的代偿性改变部分。pHHCO3-pCO2,定义,酸血症当血液的pH值7.45时，称为碱血症。,定义,酸中毒这是一个使酸性物质在体内蓄积的过程但并不一定导致pH值异常从Henderson-Hasselbalch公式中可以看出，HCO3-浓度的降低或pCO2的升高均可以诱发酸中毒：pHHCO3-pCO2当两种情况只发生一种时，可以导致酸血症如果在酸中毒的同时发生碱中毒，那么最后的pH值可能等于、高于或低于正常值,定义,碱中毒这是一个使碱性物质在体内蓄积的过程但并不一定导致pH值异常从Henderson-Hasselbalch公式中可以看出，HCO3-浓度的升高或pCO2的降低均可以诱发碱中毒：pHHCO3-pCO2当两种情况只发生一种时，可以导致碱血症如果在碱中毒的同时发生酸中毒，那么最后的pH值可能等于、高于或低于正常值,定义,碱剩余发生酸中毒时，负性的碱剩余提示存在代谢性酸中毒。碱剩余是指当pCO2恒定保持在5.3kPa时将1升血的pH值滴定到7.4所需要的碱量或酸量。,为什么要测量动脉血气？,确定酸碱平衡确定氧合作用（动脉pO2可以帮助我们了解气体交换的效率）诊断和确立呼吸衰竭的严重程度（pCO2可以帮助我们了解通气情况）指导治疗，比如，当对慢性阻塞性肺病(COPD)患者进行氧疗或无创通气治疗时，或者对糖尿病酮症酸中毒患者进行治疗时。四种主要的酸碱平衡紊乱是：呼吸性酸中毒代谢性酸中毒呼吸性碱中毒代谢性碱中毒。,采用分步式方法解读动脉血气结果,解读动脉血气结果的五步法第一步是否存在酸血症或碱血症？第二步原发性酸碱平衡紊乱是呼吸性的还是代谢性的？第三步如果是代谢性酸中毒，阴离子间隙是否升高？第四步是否存在代偿？如果有，代偿是否适度？第五步肺泡动脉氧梯度是多少？查看动脉pO2时，要结合吸入氧浓度和动脉pCO2,分步式方法解读动脉血气,首先，您需要熟知正常值（表2）。,分步式方法解读动脉血气,第一步：是否存在酸血症或碱血症？查看pH值，如果pH值：7.45，则患者存在碱血症如果pH值正常，则查看pCO2和HCO3-浓度，如果一项或两项异常，则患者可能存在混合型酸碱平衡紊乱。第二步：原发性酸碱平衡紊乱是呼吸性的还是代谢性的？查看pH、pCO2以及HCO3-浓度。如果pH值7.45，则说明碱中毒导致了碱血症，并且：如果pCO2降低，则说明存在原发性呼吸性碱中毒如果HCO3-浓度升高，则说明存在原发性代谢性碱中毒。,分步式方法解读动脉血气,第一步：该患者存在碱血症。第二步：她的pCO2降低，从而判断这是原发性呼吸性碱中毒。该患者有原发性呼吸性碱中毒。,鉴别诊断应包括肺栓塞和医院获得性肺炎。,分步式方法解读动脉血气,第一步：该患者存在碱血症。第二步：他的HCO3-浓度升高，说明存在原发性代谢性碱中毒。该患者在呕吐时从胃肠道丢失氢离子，导致了原发性代谢性碱中毒。患者还存在低钾血症，可能也与代谢性碱中毒有关。第三步：如果是代谢性酸中毒，阴离子间隙是否升高？确定酸中毒的类型有助于将潜在病因范围缩小。,阴离子间隙是什么？,在人体内，阳离子和阴离子的数目是相等的。化验血液时可以测出大部分的阳离子，但只能测出少量的阴离子。因此，把所测得的阴离子和阳离子各自相加，两者的差值即为未测出的阴离子（如血浆白蛋白）量。因为Na+是主要测得的阳离子，而Cl-和HCO3-是主要测得的阴离子，则阴离子间隙的计算公式为：阴离子间隙=Na+-(Cl-+HCO3-)阴离子间隙的正常值为：8-16mmol/l。有些医院在计算阴离子间隙时将K+也计算在内。因此：阴离子间隙=(Na+K+)-(Cl-+HCO3-)如果计算时包括K+，阴离子间隙的正常值为12-20mmol/l。,正常阴离子间隙酸中毒(8-16mmol/l)的主要病因一般和血浆Cl-的增加有关，如表4所示。,对于低白蛋白患者，如何纠正阴离子间隙在阴离子间隙(8-16mmol/l)中，11mmol/l往往由白蛋白组成。所以，白蛋白浓度的下降可以降低阴离子间隙的基础值。如果患者的白蛋白浓度低，当出现酸碱平衡紊乱时，反而会表现为正常的阴离子间隙，因为酸碱平衡紊乱通常会导致阴离子间隙升高。白蛋白浓度每下降10g/l，阴离子间隙就会降低2.5mmol/l。,从而看出，该患者存在高阴离子间隙代谢性酸中毒。鉴于患者存在高乳酸血症和低血压，所以该酸中毒可能继发于A型乳酸酸中毒（见表3）。,A型为组织灌注不足或急性缺氧所致，如癫痫发作、抽搐、剧烈运动、严重哮喘等可以造成高代谢状态，组织代谢明显过高;或者在休克、心脏骤停、急性肺水肿、CO中毒、贫血、严重低氧血症等时组织供氧不足，这些情况都可使NADH不能转化为NAD，从而大量丙酮酸转化为乳酸，产生乳酸性酸中毒。,B型为一些常见病、药物或毒物及某些遗传性疾病所致。如肝脏疾病，以肝硬化为最常见。由于肝实质细胞减少，乳酸转变为丙酮酸减少，导致乳酸性酸中毒。这型乳酸性酸中毒发展常较慢，但如果在合并有组织灌注不足等情况时，酸中毒可十分严重;如存在慢性酒精中毒则更易出现，可能是饮酒使肝糖原再生减少，乳酸利用障碍所致。在恶性肿瘤性疾病时，特别为巨大软组织肿瘤时常常可有不同程度的乳酸性酸中毒，这是肿瘤组织生长十分旺盛、厌氧代谢明显以及全身情况下降、营养障碍等综合因素作用的结果。如果肿瘤向肝脏转移，病情可以更为加重。化疗使肿瘤缩小或手术切除以后，乳酸性酸中毒可得到明显好转。部分药物包括双胍类降糖药物、果糖、甲醇、水杨酸以及异烟肼类等服用过多可造成本病，其机制是通过干扰组织对氧的利用、糖代谢紊乱等。少数先天性疾病，包括型糖原贮积病、果糖-1，6二磷酸酶缺乏、丙酮酸脱氢酶缺乏等，都因为糖酵解障碍、能量代谢不足，从而乳酸产生过多。,D型乳酸性酸中毒见于空-回肠短路手术或小肠切除后等。乳酸杆菌寄生于小肠下部，需要利用葡萄糖及淀粉生长，产生D型乳酸。正常情况下该两种原料在小肠上部均已被吸收，因此产生的D型乳酸很少。该种手术后肠道常产生大量D型乳酸，体内乳酸脱氢酶并不能将D型乳酸转化为丙酮酸，因此在手术后D型乳酸大量进入体内，患者常在餐后特别进食大量碳水化合物以后出现一些神经系统症状，包括头晕、语言障碍、记忆丧失等类似醉酒症状。,实例4一名20岁的男性自感不适，诉口渴并进饮大量液体。他的动脉血气结果如下：葡萄糖：30mmol/lpH:7.32pO2:11.5kPapCO2:3.0kPaHCO3-:18mmol/lNa+:148mmol/lK+:3.5mmol/lCl-:100mmol/l。该患者存在哪种酸碱平衡紊乱？,第一步：该患者存在酸血症。第二步：他的HCO3-浓度降低，则说明存在原发性代谢性酸中毒。第三步：阴离子间隙=(Na+-(Cl-+HCO3-)148-118=30mmol/l。阴离子间隙升高。该患者存在高阴离子间隙代谢性酸中毒，很可能是由糖尿病酮症酸中毒引起的。,实例5一名44岁的男性溃疡性结肠炎患者，剧烈腹泻两天。他的动脉血气结果如下：肌酐：200mol/l尿素氮：17mmol/lpH:7.31pO2:12.5kPapCO2:4.0kPaHCO3-:16mmol/lNa+:136mmol/lK+:3.1mmol/lCl-:121mmol/l。该患者存在哪种酸碱平衡紊乱？,第一步：该患者存在酸血症。第二步：他的HCO3-浓度降低，则说明存在原发性代谢性酸中毒。第三步：阴离子间隙=(Na+-(Cl-+HCO3-)136-121=15mmol/l。此结果正常。该患者存在正常阴离子间隙代谢性酸中毒，很可能是由于剧烈的腹泻导致HCO3-丢失而引起的。第四步：是否存在代偿？代偿是指人体为纠正酸碱平衡紊乱而进行的一系列应答。正常的代偿途径包括：缓冲系统，其中包括血红蛋白、血浆蛋白、碳酸氢盐以及磷酸盐。这一应答可在数分钟内发生呼吸应答，可在数分钟到数小时内发生肾脏应答，可能需要一周的时间。,为什么识别代偿如此重要？,通过识别代偿可以帮助您将原发性酸碱平衡紊乱和继发的动脉血气改变区分开来。例如，当患者存在代谢性酸中毒时，他可能会出现过度通气，其唯一目的是通过降低pCO2来代偿代谢性酸中毒，从而产生部分代偿性代谢性酸中毒，而不可将其误认为原发性代谢性酸中毒和原发性呼吸性碱中毒。对于存在单一酸碱平衡紊乱的患者，如果酸碱平衡紊乱不严重，则可以完全代偿，最终也可以获得一个正常的pH值(7.35-7.45)。尽管pH值正常，但HCO3-和pCO2异常，也会提示您考虑混合型酸碱平衡紊乱。如果某一参数的变化超出了预期的代偿程度，则很可能是混合型酸碱平衡紊乱,代谢性代偿,代谢性代偿需要数天时间。它分为两步：细胞缓冲作用，数分钟到数小时内发生。这只能导致血浆碳酸氢盐(HCO3-)轻度升高肾脏代偿作用，发生在3到5天内。因而，急性和慢性酸碱平衡紊乱可出现不同的代偿反应。呼吸性酸中毒时，肾脏对碳酸的排泄以及对碳酸氢盐的重吸收增多。呼吸性碱中毒时，肾脏通过减少碳酸氢盐的重吸收及氨的排泄发挥代偿作用。,呼吸性代偿,呼吸性代偿需要数小时。代谢性酸碱平衡紊乱的呼吸性代偿最长可达12到24个小时。此代偿反应在酸碱平衡紊乱出现后一小时开始，经过12到24个小时后终止。代谢性酸中毒时，控制呼吸的中枢性和周围性化学感受器受到刺激后，可以导致肺泡通气量的增加。这也继而导致代偿性呼吸性碱中毒代谢性碱中毒很难通过减少通气量来代偿。而且通气不足还可以降低氧合作用。因此呼吸系统很少将pCO2保持在7.5kPa以上。如果pCO2超过这一数值，则说明存在混合型酸碱平衡紊乱，也即代谢性碱中毒合并呼吸性酸中毒，而不是代偿性代谢性碱中毒。,混合型酸碱平衡紊乱,混合型酸碱平衡紊乱是指同时出现不只一种的原发性酸碱平衡紊乱。这在住院患者中常见。熟知代偿机制和代偿程度有助于您辨别这些酸碱平衡紊乱。当出现以下情况时，您应该考虑混合型酸碱平衡紊乱：代偿反应出现，但存在代偿不足或代偿过度pCO2和HCO3-浓度出现异常，且两者变化方向相反（一者升高，一者降低）。单一酸碱平衡紊乱时，代偿反应的方向和初始异常变化的方向始终一致pH值正常，但pCO2或HCO3-浓度异常。单一酸碱平衡紊乱时，代偿反应很少将pH值恢复到正常水平，如果代偿后的pH值恢复正常，则考虑存在混合型酸碱平衡紊乱。就经验而言：当pCO2升高且HCO3-浓度降低时，呼吸性酸中毒和代谢性酸中毒同时存在当pCO2降低且HCO3-浓度升高时，呼吸性碱中毒和代谢性碱中毒同时存在。,请注意，呼吸性碱中毒和呼吸性酸中毒不可能同时存在。,实例6一名30岁有抑郁症病史的女性患者服用了过量的苯二氮卓类药物。她的动脉血气结果如下：pH:7.3pO2:11kPapCO2:8kPaHCO3-:25mmol/l。她患有哪种酸碱平衡紊乱？,第一步：该患者存在酸血症。第二步：患者的pCO2升高，从而判断这是原发性呼吸性酸中毒。第四步：患者的HCO3-浓度是正常的，说明没有代偿。这是因为患者起病急，代谢性代偿需要数天时间。患者由于服用了过量的苯二氮卓类药物，使呼吸中枢受抑制而导致急性呼吸性酸中毒。,实例7一名78岁的男性患者，患有重症慢性阻塞性肺病(COPD)，其动脉血气结果如下：pH:7.34pO2:9.0kPapCO2:7.9kPaHCO3-:32mmol/l。他患有哪种酸碱平衡紊乱？,第一步：该患者存在酸血症。第二步：他的pCO2和HCO3-浓度均升高。这是属于：a.慢性呼吸性酸中毒伴有适度的代谢性代偿？b.代谢性碱中毒合并呼吸性代偿？c.混合型的呼吸性酸中毒和代谢性碱中毒？,第四步：a.pCO2高出正常值2.6kPa。代偿性改变的方向和初始变化的方向始终一致。慢性呼吸性酸中毒时，预期的代偿性改变为：HCO3-每升高7.0mmol/l，pH值降低0.06（即pH为7.34，而HCO3-浓度为32mmol/l）。b.由于呼吸系统很少将pCO2保持在7.5kPa以上，且该患者的pH值低于7.35，其病史也不符合原发性代谢性碱中毒的特征。c.该病例中pH值呈酸性，且代谢性代偿符合pCO2的变化。由此看出，患者存在继发于严重COPD的慢性呼吸性酸中毒。,实例8一名20岁男性进行性肌营养不良患者，因尿路感染收入院，其体温是39C。患者自感发热，其周围血管扩张，血压为90/60mmHg。自1个小时前开始导尿，现已排尿5ml。他的动脉血气结果如下：pH:7.28pO2:10.8kPapCO2:6.0kPaHCO3-:18mmol/lNa+:146mmol/lK+:4.5mmol/lCl-:101mmol/l。患者存在哪种酸碱平衡紊乱？,第一步：该患者存在酸血症。第二步：他的pCO2升高且HCO3-浓度降低。第三步：其阴离子间隙升高(146-101+18)=27mmol/l。第四步：如果是代谢性酸中毒，pCO2应该降低。如果是呼吸性酸中毒，HCO3浓度应该升高。因而可见，他存在混合型酸碱平衡紊乱。可以肯定他患有高阴离子间隙代谢性酸中毒合并呼吸性酸中毒，前者很可能由感染性休克引起，后者则由进行性肌营养不良导致。,第五步：肺泡动脉血氧梯度（A-a梯度）是什么？A-a梯度是指肺泡pO2计算值和动脉pO2测量值之间的差值。动脉pO2是一个关于气体交换和吸入空气中的O2浓度分数(FiO2)的函数。因而，其正常值并非恒定不变。通过计算A-a梯度，您可以确定某一动脉血氧测量值对患者的以下情况而言是否正常：海拔吸入氧浓度呼吸频率。这为评估气体交换提供了一个途径，且可以在床边进行。您还可以用它计算氧气从肺泡内弥散到动脉循环时的效率。肺泡pO2永远高于动脉pO2。对于正常人，A-a梯度介于2到4kPa之间。该梯度的升高意味着气体交换不足，当它超过4kPa时即为不正常。,计算A-a梯度当在海平面水平呼吸空气时，吸入的氧分压是21kPa。进入气道后，由于上呼吸道的水蒸气饱和作用，吸入氧分压（即PiO2）降为20kPa。到达肺泡后，肺泡细胞摄取O2，取而代之的是CO2，从而进一步降低肺泡pO2，变为13到14kPa。pCO2产量和pO2消耗量的比值由呼吸商决定。据估算，该比值为0.8。因此，肺泡pO2等于PiO2和肺泡pCO2的差值。pCO2的值通过除以呼吸商稍微增加。肺泡pO2=吸入pO2-肺泡pCO2/0.8=吸入pO2-肺泡pCO2x1.2因为肺泡pCO2约等于动脉pCO2，所以：肺泡pO2=吸入pO2-动脉pCO2x1.2。因为A-a梯度是肺泡pO2计算值和动脉pO2测得值的差值，所以，从动脉pO2计算值中减去肺泡pO2，即可得出A-a梯度：肺泡pO2=PiO2-动脉pCO2x1.2A-a梯度=肺泡pO2-动脉pO2PiO2=有效吸入pO2。,实例9一名21岁女性患者，已知患有焦虑症，因呼吸短促来急症科就诊。她的胸部x射线检查正常，呼吸频率为20次/分。未吸氧时，其动脉血气结果如下：pH:7.46pO2:10.4kPapCO2:3.7kPaHCO3-:25mmol/l。请问该患者的目前症状是由惊恐发作引起，还是有其它更严重的病因？计算出的肺泡pO2=PiO2-1.2xpCO2=20-(1.2x3.7)=20-4.44=15.56kPaA-a梯度=15.56-10.4=5.16kPa(n=2-4kPa)。A-a梯度升高。这表明患者存在气体交换不足，氧气没有有效地从肺泡弥散到动脉循环。这意味着相对于患者的呼吸频率而言，所测得的动脉血氧气值太低。您应该怀疑患者患有肺栓塞。,四种常见酸碱平衡紊乱的病因,呼吸性酸中毒呼吸性酸中毒是一种因肺泡通气不足（即呼吸衰竭）而引发的临床疾病。呼吸衰竭可以导致动脉pCO2迅速升高。主要病因见表6。,呼吸性碱中毒呼吸性碱中毒是一种因肺泡过度通气而引发的临床疾病。呼吸性碱中毒可以急性发病，也可以慢性发病。主要病因见表7。,代谢性酸中毒代谢性酸中毒是以体内酸性物质总量相对增多为特征的临床疾病。代谢性酸中毒的出现标志着机体存在其它基础疾病，您要考虑到这一点。确定这一基础病变对采取恰当的治疗方案至关重要。代谢性酸中毒分为两类：阴离子间隙增高型正常阴离子间隙型。代谢性碱中毒代谢性碱中毒是一种相对常见的临床疾病，其主要特征是高碳酸氢盐血症。主要病因见表8。,一名65岁男性患者到您的诊所就医，他患有脊柱后凸多年，其主诉为间歇性劳累性气促。患者的肺野清晰，其动脉血气结果如下：pH:7.35pO2:7.5kPapCO2:7.9kPaHCO3-:33mmol/l。患者存在哪种类型的酸碱平衡紊乱？急性呼吸性酸中毒慢性呼吸性酸中毒混合型的急性呼吸性酸中毒和代谢性碱中毒,您在急症科接诊一名20岁的女性患者，患者患有急性重症哮喘。她言语断续，不能完整说完一句话。急症室已给予氧气袋面罩吸氧，氧流量为15l/min。她的动脉血气结果如下：pH:7.47pO2:11.2kPapCO2:3.7kPaHCO3-:25mmol/l。患者存在哪种类型的酸碱平衡紊乱？急性呼吸性碱中毒慢性呼吸性碱中毒代偿性代谢性酸中毒,该患者进行了持续雾化吸入和静脉滴注氨茶碱治疗，但是30分钟后，患者仍不见好转。在氧气袋面罩吸氧的情况下，复查患者动脉血气，结果如下：pH:7.32pO2:8.8kPapCO2:6.2kPaHCO3-:25mmol/l。请问患者现在的酸碱平衡紊乱是哪一种？急性呼吸性酸中毒慢性呼吸性酸中毒急性代谢性酸中毒,名30岁男性患者，患有型糖尿病，因腹痛和呕吐就诊，其动脉血气结果如下：pH:7.32pO2:12.1kPapCO2:3.2kPaHCO3-:18mmol/lNa+:134mmol/lK+:5.8mmol/lCl-:96mmol/l.患者存在哪种类型的酸碱平衡紊乱？混合型代谢性酸中毒和呼吸性碱中毒部分代偿性代谢性酸中毒部分代偿性呼吸性碱中毒,一名30岁男性患者患有持续性癫痫发作，已从静脉输入20mg安定，并给予苯妥英静脉滴注。给患者氧气袋面罩吸氧（氧流量为15l/min）的同时进行动脉血气分析，其结果如下：pH:7.28pO2:15.0kPapCO2:8.0kPaHCO3-:16mmol/lNa+:140mmol/lK+:4.0mmol/lCl-:98mmol/l乳酸浓度：5.0IU/l。患者存在哪种类型的酸碱平衡紊乱？代偿性代谢性酸中毒代偿性呼吸性