专12血气分析与酸碱平衡紊乱

1、1,第十二章血气分析与酸碱平衡紊乱,掌握 血气分析指标（pH、PCO2、PO2）测定的方法学、评价及注意事项。各型酸碱平衡紊乱的判断。 熟悉酸碱平衡紊乱各诊断指标的意义。 了解血液气体的运输、血气及酸碱平衡的调节；呼吸功能的判断。,2,酸碱平衡：机体将体液酸碱度维持PH在一定的正常范围内， 称为酸碱平衡。,定义：,超出上述正常范围，机体即处于酸碱平衡紊乱状态，包括 酸中毒（acidosis）或碱中毒（alkalosis）,血气分析（analysis of blood gas）与酸碱指标测定是临床 急救和监护病人的一组重要生化指标，尤其对呼吸衰竭和酸碱平 衡紊乱病人的诊断治疗起着关键的作用。,意

2、义：,利用血气分析仪可测定出血液氧分压（PO2）、二氧化碳分 压（PCO2）和pH值三个主要指标，并由这三个指标计算出其它 酸碱平衡相关的诊断指标，从而对病人体内酸碱平衡、气体交换及氧合作用作出比较全面的判断和认识。,3,一、氧的运输,1.Hb与O2的可逆结合,血红蛋白(hemoglobin Hb) 是血液中气体运输的工具。,血浆中PO2的改变会直接影响O2与Hb结合。因此，在血气分析中，PO2成为最有意义的指标之一。,2.血氧饱和度,血液中HbO2的量与Hb总量（包括Hb和HbO2）之比,血氧饱和度=HbO2/（Hb+HbO2）,第一节 气体在血液中的运输,4,3.氧解离曲线（Oxygen

3、dissociation curve）,以血氧饱和度对PO2作图，所得的曲线称为氧解离曲线。,氧解离曲线呈S型具有重要的生理意义: 1.上段平坦，氧分压变化对氧饱和度影响不大。如高原、高空、轻度呼吸系统疾病。 2.中段陡峭，氧分压变化对氧饱和度影响明显，说明Hb与O2亲和力下降。如增加HbO2解离保证组织充足供氧。,P50：指Hb氧饱和度达50%时PO2。,5,影响氧解离曲线的主要因素,（1）H+浓度和PCO2：,Bohr效应：pH对氧解离曲线（或Hb与O2的亲和力）的影响 H+升高，氧解离曲线右移，亲和力下降 H+降低，氧解离曲线左移，亲和力升高,PCO2的增加或降低与H+浓度增减的影响完全

4、一致。,Bohr效应具有重要的生理意义。,6,（2）2,3-二磷酸甘油酸的影响：,COO-PO3H2 COOH CHOH,HC-O-PO3H2 CH2O-PO3H2 CH2O-PO3H2,缺氧可导致体内糖酵解作用加强，红细胞内产生的2,3-DPG增加，有利于释放更多的O2供组织利用。从平原到高原地区或1500m以上高空时，体内红细胞中2,3-DPG浓度增加，使组织能获得足够的O2 以适应高原环境。贫血或肺气肿病人的红细胞亦可代偿性增加2,3-DPG的浓度，以利于组织获得更多的O2 。,7,二、CO2的运输,1. CO2从组织进入血液后的变化过程:,组织细胞代谢不断产生CO2，由组织扩散入血浆，

5、其中少量溶于水中形成H2CO3，绝大部分CO2向红细胞内扩散，在红细胞内碳酸酐酶（carbonic anhydrase， CA）作用下与水结合生成H2CO3 。另有一部分CO2与Hb结合成氨基甲酸血红蛋白（HbNHCOOH）。,CO2的等氢（isohydric）运输：红细胞内H2CO3 迅速解离为等摩尔的H+和HCO3- ， HCO3-顺浓度进入血浆，(等摩尔Cl-进入红细胞，为氯离子转移。) H+和释放出O2的Hb结合。,8,2CO2由肺呼出的变化过程:,pH、PCO2、PO2 呼吸中枢兴奋，排出更多的CO2 pH、PCO2 则减少CO2排出。 H2CO3能通过肺以CO2气体形式排出体外，因

6、而称H2CO3为挥发性酸；而其他不能通过肺排出体外的酸称为固定酸，如H2SO4、H2PO4、乳酸等有机酸。 肺主要调节PCO2 。,9,第二节 血气分析的方法（自学）,一、血液样本的采集和保存 （1）取血前病人的准备：安静舒适状态 （2）抗凝剂选用肝素钠（或肝素锂） （3）标本采集：动脉血的采集；动脉化毛细血管血的采集。 （4）与空气隔绝密封 （5）标本的贮存：放入冰水中保存，不超过2小时。,二、样本的测定,三、血气分析的质量控制 1质控材料： 主要有人造血氟碳化合物乳剂、水溶性缓冲液、经张力平衡的全血等。 使用前应置于室温30分钟以上，并充分振摇使液相与气相平衡方可使用。 2采集合格的血液标

7、本 3控制测定时温度 4严格执行统一的操作规程,10,第三节 血气分析和酸碱平衡常用的指标与参数,1酸碱度（pH） pH表示血液的酸碱度，即血液中H+的负对数。,pH=pKa+log,根据HendersenHasselbalch方程（H-H方程）可计算出血液的pH。,【参考范围】动脉血pH 7.357.45,11,2氧分压,氧分压（partial pressure of oxygen，PO2）是指血浆中 物理溶解的O2所产生的张力。,PO2是缺氧的敏感指标，肺通气和换气功能障碍可造成PO2下降。动脉血氧分压（PaO2）的正常参考范围为75-100mmHg，低于55mmHg时，常见于呼吸衰竭，低

8、于30mmHg可危及生命。,12,3二氧化碳分压 二氧化碳分压（partial pressure of carbon dioxide， PCO2）是指物理溶解在血液中的CO2所产生的张力。临床上PCO2是呼吸性酸碱中毒的诊断指标。,pH=pKa+log,在HH方程中H2CO3代表了呼吸成分，并直接影响pH值，即：,【参考范围】动脉血PCO2：3545mmHg（4.67-6.0kPa）,13,4二氧化碳总量 二氧化碳总量（total carbon dioxide contentTCO2）指血浆中各种形式存在的CO2的总含量，其中大部分（95%）是HCO3-结合形式，少量是物理溶解的CO2（5%）

9、，还有极少量以碳酸、蛋白氨基甲酸酯及CO32-等形式存在。,TCO2（mmol/L）= HCO3-（mmol/L）+PCO2（mmHg）0.03,【参考范围】2328mmol/L,14,5实际碳酸氢盐与标准碳酸氢盐 实际碳酸氢盐（actual bicarbonate，AB）指血浆中HCO3-的实际浓度。即指未接触空气的血液在37时分离的血浆中HCO3-的含量。 【参考范围】2227mmol/L 标准碳酸氯盐（standard bicarbonate，SB）指在37时用PCO2为40mmHg及PO2为100mmHg的混合气体平衡后测定的血浆HCO3-的含量。 【参考范围】2227mmol/L,1

10、5,6缓冲碱 缓冲碱（buffer base ，BB）指全血中具有缓冲作用的阴离子总和，包括HCO3，Hb，血浆蛋白及少量的有机酸盐和无机磷酸盐。 【参考范围】全血缓冲碱（BBb）4652mmol/L 血浆缓冲碱（BBp）4046mmol/L 7碱剩余 碱剩余（base excess，BE）是指在37和PCO2为40mmHg时，将1L全血pH调整到7.40所需强酸或强碱的mmol数。 【参考范围】-2+3mmol/L,16,8阴离子隙 阴离子隙（anion gap，AG）是根据测定出血清阴离子总数和阳离子总数的差值计算而出，它表示血清中未测定出的阴离子数。可用以下公式计算：,AG（mmol/L

11、）=Na+Cl-+HCO3-,【参考范围】 AG：8-16 mmol/L,9潜在碳酸氢根,17,10血红蛋白,血红蛋白（Hb）的主要功能是运输O2和CO2，同时又是血液中很重要的缓冲物质。Hb可用于BE、SB、SO2等参数的计算。因此在血气分析时是一个重要参数。,成年男性 120160g/L 成年女性 110150g/L 新生儿 170200g/L,【参考范围】,18,氧饱和度（oxygen saturation，SO2）指血液在一定的PO2下，氧合血红蛋白（HbO2）占全部Hb的百分比，可表示为：,11氧饱和度,SO2=,100% =,100%,【参考范围】95%-98%,19,12肺泡-动

12、脉氧分压差,肺泡-动脉氧分压差（A-aDO2）是指肺泡气氧分压与动脉血氧分压之间的差值，它是判断肺换气功能的一个指标。,A-aDO2=（,）FIO2-PaCO2,-PaO2,【参考范围】 儿童期5mmHg（0.66kPa） 青年期8mmHg（1.06kPa） 60-80岁24mmHg（3.2kPa）,20,第四节 酸碱平衡紊乱的分类与判断,一、酸碱平衡紊乱的分类,酸中毒：血浆中HCO3-/H2CO3比值20/1，血浆pH则升高或高于正常值上限7.45。 代谢性碱中毒：HCO3-增多造成的碱中毒 。 呼吸性碱中毒 ： H2CO3减少所造成的碱中毒。,21,代偿性酸中毒或代偿性碱中毒：发生酸碱平衡

13、紊乱后，机体 通过缓冲体系、呼吸及肾脏的调节作用，恢复HCO3-/H2CO3比值 在20/1，血液pH维持在7.35-7.45之间,失代偿性酸中毒和失代偿性碱中毒 ：如果病情严重超出了机体能够调节的限度，尽管机体已发挥了对酸碱平衡的调节作用，仍不能使HCO3-/H2CO3比值恢复到正常范围，pH的变化超出7.35-7.45的正常值范围,22,表11-2 酸碱中毒的代偿变化,类型 HCO3-/H2CO3比值 HCO3-与H2CO3值,正常型 正常 正常 代偿型 恢复正常 异常 失代偿型 异常 异常,23,1代谢性酸中毒,各种原因造成的酸性代谢产物在体内积聚，如严重糖尿病造成的酮症酸中毒。 肾功能

14、衰竭造成H+排泄障碍，酸性物质在体内大量积蓄。 碱性物质过多丢失，如严重腹泻或结肠炎造成肠液丢失过多，血液HCO3-浓度降低。,造成代谢性酸中毒的常见诱因有：,（一）单纯性酸碱平衡紊乱,2. 指标 pH HCO3 (原发性) PCO2 (代偿性) AG () 代偿预计值：PCO2=40(24HCO3)1.22 代偿时限：1224 h,24,2代谢性碱中毒,常见原因是由于呕吐造成酸性胃液的大量丢失或治疗溃疡病时碱性药物服用过多。Cl-大量丢失可导致肾近曲小管对HCO3-和Na+重吸收增加，造成低氯性碱中毒。而低钾病人由于肾排K+保Na+能力减弱，排H+保Na+加强，使肾重吸收入血NaHCO3增多

15、，导致碱中毒。,指标 pH HCO3 (原发性) PaCO2 (代偿性) 代偿预计值：PaCO2=40(HCO3 24)0.95 代偿时限：1220 h,25,3呼吸性酸中毒,由于肺部病变，肺排出CO2能力降低，造成CO2在体内潴留，PCO2升高，H2CO3浓度增加，pH下降。临床上常见慢性支气管炎、肺气肿、其它原因造成的肺、胸廓活动受到限制或气道阻塞等。,指标 pH HCO3 (代偿性) PCO2 (原发性) 代偿预计值： 急性呼酸: HCO3=24(PaCO240)0.071.5 代偿时限：几分钟 慢性呼酸: HCO3=24(PaCO240) 0.43 代偿时限：57 d,26,由过度换气

16、引起CO2排出过多、血浆PCO2降低，pH有升高趋势，这一现象为呼吸性碱中毒。造成过度换气的常见原因包括癔病、过度哭喊等精神性因素，或中枢神经系统疾病，如脑炎、脑瘤、脑外伤、颅内手术等。发热、人工机械通气过度也可造成呼吸性碱中毒。,4呼吸性碱中毒,指标 pH HCO3 (代偿性) PCO2 (原发性) 代偿预计值： 急性呼碱: HCO3=24(40PaCO2)0.22.5 代偿时限：几分钟 慢性呼碱: HCO3=24(40PaCO2)0.52.5 代偿时限：23 d,27,酸碱平衡紊乱血气指标的变化,28,29,（二）混合性酸碱平衡紊乱,1. 相加型二重酸碱平衡紊乱 主要生化指标变化的共同特征

17、是pH明显变化，PaCO2和HCO3呈反向变化。 （1）代谢性酸中毒合并呼吸性性酸中毒 病因 见于严重肺心病、心跳骤停或窒息、严重肺水肿和甲醇中毒等。 指标 代酸： pH HCO3 (原发性) PaCO2 (代偿性) AG () 呼酸： pH HCO3 (代偿性) PaCO2 (原发性) 合并： pH HCO3 PaCO2 AG (),30,（2）代谢性碱中毒合并呼吸性碱中毒 病因 见于医院临终前的病人，也可见于严重肝病伴呕吐或利尿失钾者，或见于败血症、中枢神经系统疾病、疼痛伴呕吐或明显利尿者。 指标 代碱： pH HCO3 (原发性) PaCO2 (代偿性) 呼碱： pH HCO3 (代偿性

18、) PaCO2 (原发性) 合并： pH HCO3 PaCO2 ,31,2. 相抵型二重型酸碱平衡紊乱,主要生化指标变化的共同特征是pH变化不定，PaCO2和HCO3呈同向剧烈变化。 （1）代谢性酸中毒伴呼吸性碱中毒 病因 见于水杨酸中毒者、肾功能衰竭或糖尿病酮症伴有高热呼吸过度者或严重肝病或败血症者。 指标 代酸： pH HCO3 (原发性) PaCO2 (代偿性) AG () 呼碱： pH HCO3 (代偿性) PaCO2 (原发性) 合并： pH （） HCO3 PaCO2 AG (),32,（2）呼吸性酸中毒伴代谢性碱中毒 病因 见于慢性肺功能不全病人呕吐、利尿或氯缺乏。 指标 呼酸：

19、 pH HCO3 (代偿性) PaCO2 (原发性) 代碱： pH HCO3 (原发性) PaCO2 (代偿性) 合并： pH （） HCO3 PaCO2 （3）代谢性酸中毒伴代谢性碱中毒 病因 见于肾功能衰竭或糖尿病酮中毒或乳酸中毒病人发生呕吐、胃液引流时。 指标 代酸： pH HCO3 (原发性) PaCO2 (代偿性) AG () 代碱： pH HCO3 (原发性) PaCO2 (代偿性) 合并： pH （） HCO3 （） PaCO2 （） AG (),33,3. 三重性酸碱平衡紊乱 呼吸性酸中毒型：呼吸性酸中毒代谢性碱中毒代谢性酸中毒； 如肺功能不全的病人不但有CO2潴留，又有明显缺

20、氧，再加上强利尿剂失K过多。 呼吸性碱中毒型：呼吸性碱中毒代谢性碱中毒代谢性酸中毒。 如酒精中毒病人有呕吐所致的代谢性碱中毒，乳酸与酮症性酸中毒，肝病所致的呼吸性碱中毒。(肝硬化有腹水及血NH3升高时,肝脏中未代谢的NH3对呼吸中枢的剌激作用,可以出现过度通气；大量腹水使膈肌上抬,也有剌激呼吸的作用,从而引起呼吸性碱中毒),34,二、酸碱平衡紊乱综合分析,基本步骤： 1了解病史 诱发原因，病程，用药，肺、肾功能等。 2指标初步分析 判断原发性,pH,pH7.35为酸中毒，pH7.45为碱中毒 （根据HCO3与PaCO2变化方向和幅度确定原发性变化）,pH正常,HCO3或PaCO2异常 （根据H

21、CO3与PaCO2变化方向和幅度 确定原发性变化）,HCO3和PaCO2正常 （则跳过第三步代偿预估值的分析， 进入第四步AG和电解质的分析）,35,碱平衡紊乱的判断方法,36,3代偿预估值计算及分析 判断是否为混合型 发病时间可用作选择慢性代偿公式，原发呼吸性酸中毒和呼吸性碱中毒分别以72小时和48小时作为选择慢性代偿公式的依据。,（1）测定值在代偿 预估值范围内,病程=代偿所时间，为单纯性酸碱紊乱。,病程代偿所时间，为混合性的酸碱紊乱。,（2）测定值在代偿 预估值范围外,超过代偿预估值范围，为混合性的酸碱紊乱。,未达到代偿预估值范围,病程=代偿所时间， 为混合性的酸碱紊乱。,病程代偿所时间

22、， 为单纯性酸碱紊乱， 部分代偿。,37,4 AG值和电解质分析判断,AG （为高AG代 谢性酸中毒）,AGHCO3，为单纯性高AG代谢性酸中毒。,AGHCO3 即为混合性。,AGHCO3， 即为高AG代谢性酸中毒 代谢性碱中毒。,AGHCO3， 此时Cl浓度也增高， 即为高AG代谢性酸中毒 高Cl性代谢性酸中毒。,38,5三重性酸碱平衡紊乱判断 （1）先确定呼吸性的酸碱平衡紊乱的类型，并计算其代偿预估值。 （2）根据高AG值确定代谢性酸中毒的存在。 （3）代谢性碱中毒的确定。 潜在HCO3实测HCO3AG 如潜在HCO3代偿预估值，则说明同时有代谢性碱中毒的存在。 6动态观察、综合分析,39

23、,病例1慢性肺心病患者，因呼吸困难伴双下肢浮肿住院，住院后经抗感染，强心，利尿3天后双下肢浮肿减轻，但出现恶心，烦躁。血气结果示：pH7.41，PaCO267mmHg，HCO342 mmol/L，血Na140 mmol/L，K2.5 mmol/L，Cl90 mmol/L。 【病案分析】 （1）慢性肺心病且呼吸困难，提示慢性呼吸性酸中毒。利尿后出现低 钾低氯可能同时有代谢性碱中毒。 （2）pH正常，PaCO2和HCO3都异常，但HCO3变化幅度较大，故有代谢性碱中毒。 （3）根据代谢性碱中毒代偿公式，PaCO2代偿范围： PaCO240（4224）0.9551.261.2mmHg 实际测定的PaCO267 mmHg大于代偿范围，说明伴有呼吸性酸中毒。 （4）AG140（9042）8 mmol/L，且低氯说明