危重病学（上海交通大学）氧供需平衡的监控

氧供需平衡的监控上海交通大学医学院附属仁济医院麻醉科/SICU皋源内容：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。O2O2O2HbO2O2供氧过程利用氧一、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。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。氧供〔oxygendelivery，DO2〕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〕动脉血氧分压：氧合状态的指标判断低氧血症的唯一标准正常值：80－100mmHg氧合指数：PaO2/FiO2呼吸衰竭指数正常值：400-500mmHg〔一〕氧吸入的监测肺泡－动脉血氧分压差〔P〔A－a〕O2〕正常状态下10mmHg吸入纯氧<60mmHg肺泡－动脉血氧分压差P〔A－a〕O2公式：PAO2=FiO2×(PB-47)-PaCO2/R〔一〕氧吸入的监测差值的变化的分析：假设PaO2下降，P〔A－a〕O2升高？假设PaO2下降，P〔A－a〕O2正常？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。〔一〕氧吸入的监测肺内分流量〔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。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％分流量到达30％时氧疗无效。

〔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〕

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，即反响Hb与氧的亲和力。〔三〕氧释放的监测正常情况下为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。氧离曲线2,3-DPG↑、H＋↑、CO2↑、T↑2,3-DPG↓、H＋↓、CO2↓、T↓〔四〕氧供及相关指标的监测氧供〔DO2〕血乳酸浓度胃肠粘膜内pH〔pHi〕氧供〔DO2〕DO2＝CI×CaO2CaO2＝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；CI、Hb、SaO2中的任何一个发生变化均会影响氧供。〔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(CO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。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丙酮酸乳酸乳酸脱氢酶辅酶I血乳酸浓度正常值约为1mmol／L当超过1.5～2.0mmol／L时，应考虑组织氧合缺乏。〔四〕氧供及相关指标的监测胃肠粘膜内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、缺氧当组织氧供缺乏或发生氧利用障碍，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〕。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〕低张性缺氧〔hypotonichypoxia〕由于动脉血氧分压降低，使氧含量减少，导致供氧缺乏原因：吸入气中氧分压过低外呼吸功能障碍:肺泡通气缺乏;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＋OHHb＋CO—HbCO血液性缺氧〔hemichypoxia〕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缺乏原因：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，使其不能复原，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缺氧类型PaO2SaO2CO2maxCaO2动-静脉氧含量差低张性缺氧血液性缺氧循环性缺氧组织性缺氧↓NNN↓NNNN↓或NNN↓↓或NNN↓或N↓↑↓注：↓降低↑升高N正常氧需求〔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。四、氧耗氧耗〔VO2〕

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-2四、氧耗正常生理状态下，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。判断心功能及储藏的重要量化指标。四、氧耗氧摄取率〔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。

O2ER＝VO2／DO2＝(CaO2－CvO2)／CaO2正常值为0.22～0.30四、氧耗O2ER<0.22：存在氧摄取缺陷，可能是由于心排出量过多、血流灌注分布异常等。O2ER>0.30：氧需求增加，输送到组织的氧不能满足细胞代谢的需要。四、氧耗五、氧耗的监测测定方法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到达该器官的血量与动、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

五、氧耗的监测五、氧耗的监测测定方法2．直接法

测定的根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。

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。五、氧耗的监测五、氧耗的监测监测氧耗的指标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SvO2SvO2（％）PvO2（mmHg）氧供氧耗常见原因>8060～80<60>4431～44<31↑N↓↓N↑CO↑,左向右分流FiO2↑,高压氧,测量错误,脓毒血症低温,全麻,使用肌松药,甲状腺功能低下CO正常,SaO2正常,机体代谢状态正常贫血,低血容量,心源性休克,低氧血症右向左分流,通气血流比值失调发热,抽搐,寒战,疼痛,体力劳动,甲状腺功能亢进SvO2和PvO2变化的常见原因六、影响氧耗的因素及其调控使氧耗增高的因素：1．温度：体温每增高1℃，耗氧量增加10％～15％。2．感染或全身炎症反响综合征〔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．β2受体冲动剂、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六、影响氧耗的因素及其调控使氧耗降低的因素：

1.应用镇静剂

2.应用止痛药

3.应用肌肉松弛药等

4.低温六、影响氧耗的因素及其调控氧供与氧耗的关系1．生理性氧供依赖2．病理性氧供依赖生理性氧供依赖当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。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〕。六、影响氧耗的因素及其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。超常DO2的有效性仍存在争议。六、影响氧耗的因素及其调控氧供与氧耗的调控主要方法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〔