实验诊断学：血气分析电解质

1、血气分析blood gas analysis 教学目的： 掌握血气分析与酸碱平衡中各项指标及意义; 对常见血气与酸碱紊乱能迅速准确作出判断; 能应用酸碱平衡预计代偿公式，对非单纯性 酸碱紊乱能作出正确判断; 了解酸碱紊乱判断的进展, 能应用AG的概念, 对复杂型酸碱紊乱进行正确的分析和判断。 一、血气分析指标 血气分析标本-动脉血或静脉血 动脉血气分析指标中，只有PaO2、 PaCO2 及血液中 H+ 浓度是直接测定的数值。血气分析主要指标 血pH值 动脉血氧分压PaO2动脉血二氧化碳分压（PaCO2）肺泡-动脉氧分压差P(A-a)O2缓冲碱碳酸氢 AB SB剩余碱 BE动脉血氧饱和度混合静脉

2、血氧分压血浆CO2含量阴离子间隙1. 动脉血氧分压 ( PaO2 )定义: 血液中物理溶解的氧分子所产生的压力正常值: 9.9813.97 kPa (75105 mmHg) 年龄预计公式: PaO2 = 13.3kPa-年龄0.04 (100mmHg-年龄0.33)临床意义: 1）判断有无缺氧及其程度 2）有无呼吸衰竭 PaO2 8.0 Kpa (60 mmHg) - 呼吸衰竭 PaO2 2.67 kPa (20 mmHg) - 严重缺氧,脑细胞有氧 代谢停止呼吸膜相关指标及意义: 肺泡-动脉血氧分压差 P(A-a)O2 是换气（摄氧）功能指标 成人 2.0 kPa ( 15mmHg )高龄者

3、 6.67kPa(50mmHg) b) 判断有无呼吸性酸碱紊乱 c) 判断代谢性酸碱紊乱的代偿反应 d) 判断肺泡通气状态4 pH 值定义: 血液中 H+ 的负对数(-log10H+, H+=24H2CO3/HCO3-)正常值: 7.357.45 临床意义: pH 7.45 碱血症, 存在失代偿性碱中毒 pH SB 呼吸性酸中毒； HCO3-, ABSB 呼吸性碱中毒; HCO3-, AB=SB正常值 代谢性碱中毒。6. 动脉血氧含量( CaO2 )定义: 单位全血含氧量。包括与Hb结合的及物理溶解的O2。正常值: 8.559.45 mmol/L (1921ml/dl )。7. 阴离子间隙（a

4、nion gap, AG）定义: AG = Na+ - ( HCO3- + Cl- ) 反映了未测定阳离子和未测定阴离子之差正常范围: 714mmol/L AG升高数= HCO3-下降数AG代谢性酸中毒常见原因: 体内存在过多的有机酸，如乳酸根、丙酮酸根、磷酸根等。 AG在体内堆积，必定要取代HCO3-，使HCO3-， 产生高AG代谢性酸中毒。AG可用于判断以下六型酸碱失衡：高AG代酸代碱并高AG代酸混合性代酸呼酸并高AG代酸呼碱并高AG代酸三重酸碱失衡 （triple acid base disorders,TABD） 二、酸碱平衡及其判定 代谢性酸中毒1固定酸生成过多： 缺氧致乳酸增加（如

5、低氧血症、微循环功能障碍等）； 脂肪分解增加、酮体产生过多（如糖尿病酮症和饥饿酮症、 以及各种原因引起的组织分解代谢亢进等）。 2肾排酸障碍： 肾衰，酸性代谢产物（磷酸、硫酸、乙酰乙酸等）排出障碍； 肾小管上皮细胞排泌H+和NH4+的功能障碍； 肾近曲小管重吸收HCO3- 障碍。 3碱质丢失过多： 严重腹泻、肠道痿管或肠道引流； 肾上腺皮质功能不全（醛固酮分泌减少）等。代谢性酸中毒代偿变化体液缓冲系统：H+浓度增加，致HCO3-减少， BHCO3/H2CO3比值 低于 201，pH 代谢性酸中毒肺： 肺泡通气量增加，PaCO2下降。肾： 排H+、NH4及回收HCO3增加。血液缓冲系统、细胞内外

6、离子交换等。 使BHCO3/H2CO3比值重新恢复至201，维持pH正常 （代偿性/失代偿性）血K+=、Cl-=、Na+=代谢性碱中毒固定酸丢失过多（严重呕吐、胃肠减压等使酸性胃液丧失过多）碱性物质（碳酸氢钠等）摄入过多引起原发碱质增加低K+、（肾泌氢增强）、低Cl-（常见原因）代偿变化HCO3-增加或相对增多，BHCO3/H2CO3比值高于 201， pH ，代谢性碱中毒。肺：肺泡通气量下降，PaCO2增加。肾：排H+、NH4及回收HCO3减少。血液缓冲系统、细胞内外离子交换等 使BHCO3/H2CO3比值重新恢复至 201，保持pH在正常范围。 （代偿性/失代偿性）血K+、血Cl-、血Ca

7、2+。呼吸性酸中毒呼吸功能障碍-PaCO2升高-H+浓度增加- pH 常见：COPD、哮喘、呼吸肌麻痹、气道狭窄 胸廓畸形等致肺泡通气量 血气特点： PaCO2 、 pH 、 AB正常呼吸性碱中毒肺泡通气过度，使CO2排出过多而引起低H2CO3血症。 （机械呼吸、高热、甲亢、中枢神经系统疾病、癔症等），代偿变化 CO2减少，致H2CO3下降，HCO3/H2CO3比值高于201， pH ，呼吸性碱中毒。肾：排H+、NH4及回收HCO3减少。血液缓冲系统、细胞内外离子交换等， 使BHCO3/H2CO3比值重新恢复至201，保持pH在正常范围。 （代偿性/失代偿性）肾代偿充分发挥需数h至数d，急性呼

8、碱时往往来不及代偿。血K+、血Ca2+、血Cl-=酸碱平衡的判断：二大规律、三大推论1、第一大规律：HCO3-、PaCO2同向代偿 由于机体通过调节以维持血液和组织液pH于7.40.05（ HCO3- /PaCO2=20：1）的生理目标，因此， HCO3- 、PaCO2任何一方的改变，机体必然通过代偿引起另一方发生相应代偿变化，其变化具有规律性，即PaCO2、 HCO3-代偿的同向性；同时这种代偿也必然具有极限性，也即HCO3-原发性变化所产生的PaCO2继发性代偿有其极限，如最大代偿后的PaCO2在1055mmHg；反之也然，PaCO2原发性变化所产生的HCO3-继发性代偿极限为1245mm

9、ol/L。 H2O +CO2 = H2CO3=H+ HCO3-单纯性酸碱失衡预计代偿公式 原发失衡 原发改变 代偿反应 预计代偿公式 代偿时限 代偿极限呼酸 PaCO2 HCO3 急性HCO3=PaCO2*0.071.5 数min 30mmol/L 慢性HCO3=PaCO2 * 0.355.58 35d 45mmol/L 呼碱 PaCO2 HCO3 急性HCO3=PaCO2 * 0.22.5 数min 18mmol/L 慢性HCO3=PaCO2 * 0.51.72 35d 12mmol/L 代酸 HCO3 PaCO2 PaCO2= HCO3*1.5+82 1224h 10mmHg 代碱 HCO

10、3 PaCO2 PaCO2= HCO3*0.95 1224h 55mmHg 根据HCO3-、PaCO2代偿的同向性和极限性规律可得出二个推论： 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。第二大规律：原发失衡的变化代偿变化HCO3-、PaCO2任何一方的原发性变化所产生的另一方继发性代偿，其原发性因素变化程度必大于继发性代偿因素的程度。根据原发失衡的变化代偿变化规律可得出如下推论： 推论3：原发失衡的变化决定pH偏向。表1 常见单纯性酸碱紊乱的判断代谢性酸中毒代谢性碱中毒呼吸性

11、酸中毒呼吸性碱中毒PHHCO3（AB） * *PaCO2 * * 原发化学变化 PH HCO3-（mmol/L） PaCO2（mmHg） 判断 例1 7.30 18 34 例2. 7.29 28 59 例3. 7.51 37 47 例4. 7.52 21 22表2 常见二重型酸碱紊乱的判断代酸+呼碱代酸呼酸代碱呼酸代碱呼碱PH HCO3 （AB） PaCO2 : 基本正常 PH HCO3-（mmol/L） PaCO2（mmHg） 判断 例1 7.21 19 56 例2 7.56 34 29 例3 7.42 17 26 例4 7.41 35 59三、酸碱平衡预计代偿公式的临床应用 70年代开始酸

12、碱失衡预计代偿公式应用于酸碱失衡领域，使酸碱失衡判断由定性进入定量判断。判断方法简便、精确、临床实用价值大。 代谢性酸碱失衡主要经肺脏代偿，时间快，无急慢性之分。呼吸性酸碱失衡病人主要是肾脏代偿，因肾脏最大代偿能力发挥需35天，因此在临床上对呼吸性酸碱失衡按时间小于3天或大于3天，分成急慢性呼酸和呼碱。 正确使用预计代偿公式的步骤：首先通过pH、PaCO2、HCO3-三个参数， 并结合临床确定原发失衡；根据原发失衡选用公式，将公式计算得结果与实测HCO3-或PaCO2相比作出判断。急性呼酸预计代偿公式： 预计HCO3- = 24 + 0.07(实测PaCO240)1.5mmol/L 例：急性呼

13、酸病人 pH 7.3 , PaCO2 50 mmHg , HCO3-预计值 = 24 + 0.07(5040)1.5 = 24.71.5 mmol/L 如: 实测HCO3-值 预计值 - 急性呼酸 实测HCO3-值 预计值 - 急性呼酸 + 代碱 实测HCO3-值 预计值 - 急性呼酸 + 代酸 HCO3-代偿极限：30 mmol/L 代偿时限：数分钟 慢性呼酸预计代偿公式： 预计HCO3- = 24 + 0.35(实测PaCO240)5.58mmol/L 例：慢性呼酸病人 pH 7.3 , PaCO2 55 mmHg , HCO3-预计值 = 24 + 0.35(5540)5.58 = 29

14、.255.58 mmol/L 如: 实测HCO3-值 预计值 - 慢性呼酸 实测HCO3-值 预计值 - 慢性呼酸 + 代碱 实测HCO3-值 预计值 - 慢性呼酸 + 代酸 HCO3-代偿极限：42 mmol/L 代偿时限：3 5天 急性呼碱预计代偿公式：预计HCO3- = 24+0.2( 实测PaCO2 40)2.5mmol/L例：急性呼碱病人 pH 7.52 , PaCO2 25 mmHg , HCO3-预计值 = 24+0.2(2540)2.5 = 212.5mmol/L 如：实测HCO3-值 预计值 - 急性呼碱 实测HCO3-值 预计值 - 急性呼碱 + 代碱 实测HCO3-值 预

15、计值 - 急性呼碱 + 代酸 HCO3-代偿极限：18 mmol/L； 代偿时限：数分钟 。 慢性呼碱预计代偿公式：预计HCO3- = 24 + 0.49(实测PaCO240)1.72 mmol/L例：慢性呼碱病人 pH 7.50 PaCO2 28 mmHg HCO3-预计值 = 24 + 0.49(2840)1.72 = 18.11.72 mmol/L如 实测HCO3-值 预计值 - 慢性呼碱 实测HCO3-值 预计值 - 慢性呼碱 + 代碱 实测HCO3-值 预计值 - 慢性呼碱 + 代酸 HCO3-代偿极限：1215 mmol/L 代偿时限：35天 代酸预计代偿公式 ： 预计PaCO2

16、= 1.5 实测HCO3- + 8 2mmHg 例：代酸病人 pH 7.28 HCO3- 18 mmol/L PaCO2预计值 = 1.518 + 82 = 35 2mmHg 如 实测PaCO2值 预计值 - 代酸 实测PaCO2值 预计值 - 代酸 + 呼酸 实测PaCO2值 预计值 - 代酸 + 呼碱 PaCO2 代偿极限：10mmHg( 1.33kPa) 代偿时限：1224 h 代碱预计代偿公式：预计PaCO2 = 40 + 0.9 ( 实测HCO3- - 24 ) 5 mmHg 例：代碱病人 pH 7.51 HCO3- 32 mmol/L PaCO2预计值 = 40 + 0.9 (32

17、 - 24 )5 = 47.2 5 mmHg 如：实测PaCO2值 预计值 - 代碱 实测PaCO2值 预计值 - 代碱 + 呼酸 实测PaCO2值 预计值 - 代碱 + 呼碱 PaCO2 代偿极限：55mmHg(7.3kPa) 代偿时限：1224 h 病史1:一男性,57岁,脑瘤术后6小时出现呼吸困难.查体:神志不清,R 32次/分,HR 100次/分,两肺呼吸音粗.氧流量6L/分. SpO2 95%.既往有糖尿病史,术前血糖正常.pH 7.11PaCO2 31.3mmHgPaO2 123.4mmHgAB 11.8mmol/LSB 15.6mmol/LBE -8.3mmol/LSaO2 95

18、%病史1:一男性,57岁,脑瘤术后6小时出现呼吸困难.查体:神志不清,R 32次/分,HR 100次/分,两肺呼吸音粗.氧流量6L/分. SpO2 95%.既往有糖尿病史,术前血糖正常.pH 7.11 PaCO2 31.3mmHgPaO2 123.4mmHgAB 11.8mmol/LSB 15.6mmol/LBE -8.3mmol/LSaO2 95%pH 7.357.45PaCO2 3545mmHgPaO2 ABSB 2227mmol/LBE -2.3mmol/LpH 7.11 PaCO2 31.3mmHgPaO2 123.4mmHgAB 11.8mmol/LSB 15.6mmol/LBE -

19、8.3mmol/LSaO2 95%酸中毒,失代偿过度换气:呼碱?PaO2 代谢性酸中毒,合并呼吸性碱中毒?代谢性酸中毒病史1:一男性,57岁,脑瘤术后6小时出现呼吸困难.查体:神志不清,R 32次/分,HR 100次/分,两肺呼吸音粗.氧流量6L/分. SpO2 95%.既往有糖尿病史,术前血糖正常.诊断 代谢性酸中毒, 失代偿 病因 糖尿病酮症酸中毒 (血糖H, 尿酮体+,尿糖+)代谢性酸中毒血气特点 AB,SB,BB下降,pH接近或达到正常,BE负值增大, PaCO2 ; 失代偿时,PaCO2 正常或增高,PH 病史1:一男性,57岁,脑瘤术后6小时出现呼吸困难.查体:神志不清,R 32次

20、/分,HR 100次/分,两肺呼吸音粗.氧流量6L/分. SpO2 95%.既往有糖尿病史,术前血糖正常.电解质electrolytes血清钾参考值：3.5-5.3mmol/L临床意义：1.低钾血症：（1）摄取不足：营养不良、胃肠功能紊乱、长期无钾饮食（2）丢失过度：频繁呕吐、长期腹泻、瘘管引流肾小管功能障碍，尿大量排钾长期大量使用排钾利尿剂肾上腺皮质功能亢进（3）分布异常：葡萄糖和胰岛素同时使用、周期性麻痹和碱中毒，钾转入细胞内2.高钾血症：（1）摄入过多：心、肾功能衰竭补钾过快、过多，输入大量库存血（2）排泄困难：肾衰竭肾上腺皮质功能减退长期大量使用储钾利尿剂长期低钠饮食，使钾不易排出（3

21、）细胞内钾大量释出： 严重溶血、大面积烧伤和挤压综合征呼吸障碍引起缺氧和酸中毒，钾从胞内释放 休克、组织损伤、中毒、化疗（4）细胞外液因失水或休克而浓缩血清钠参考值：137-147mmol/L临床意义：1.低钠血症：（1）摄取不足：营养不良、长期低盐饮食（2）胃肠道失钠失水：呕吐、腹泻、瘘管（3）肾失钠失水：肾小管病变使钠重吸收障碍反复使用利尿剂肾上腺皮质功能减退，钠重吸收减少糖尿病酮症酸中毒，葡萄糖、酮体渗透性利尿，抑制钠重吸收（4）局部失水失钠：烧伤，浆膜腔积液引流，出汗不补钠（5）细胞代谢障碍2.高钠血症：（1）摄入水过少：血液浓缩（2）排尿过多： 大量使用脱水剂导致渗透性利尿大量尿素引起渗透性利尿肾小管浓缩功能不全（3）高热、大汗或甲亢时，皮肤大量失水（4）肾小管对钠重吸收增加，如长期使用ACTH或CSI（5）摄