血气分析指标及意义
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血气分析指标及意义
1、动脉血氧分压(PaO2)是血液中物理溶解的氧分子所产生的压力。PaO2正常范围100-0.33×年龄±5mmHg(1mmHg=0.133kPa),37℃时血液氧的溶解系数为0.024,故在正常人PaO2100mmHg时,血液内溶解氧量为100/760×0.024×1000=
3.16ml/L。PaO2低于同年龄人正常范围下限者,称为低氧血症(hypoxemia)。PaO2测定的主要临床意义是判断机体有否缺氧[/url](hypoxia)及其程度。P2O2降至6
0mmHg以下,机体已涉临失代偿[/url]边缘,也是诊断呼吸衰竭的标准;PaO2<40mmHg为重度缺氧;PaO2在20mmHg(相应血氧和度32%)以下,由于不同组织器官间氧降阶梯(cascade)消失,脑细胞不能再从血液中摄氧,有氧代谢不能正常进行,生命难以维持。2、肺泡-动脉血氧分压差(P(A-a)O2)肺泡氧分压(PAO2)与动脉血氧分压(PaO2)之差,是反映肺换气(摄氧)功能的指标,有时较P2O2更为敏感,能较早地反映肺部氧摄取状况。PAO2可按下列简化的肺泡气方程式计算:PAO2=PiO2-PaCO2/R=PB-PH2O)×FiO2-PaCO
2/Rﻫ式中PiR2为吸入气氧分压,PaCO2为动脉血二氧化碳分压,R为呼吸交换率,PB为大气压,PH2O为水蒸气压,FiO2为吸入气氧浓度。
大气中干燥气体的氧浓度为20.93%,实际上仅为20.63%,因空气是潮湿的,当吸入空气时,通过上呼吸道,即被湿化,水蒸气将空气稀释,使氧浓度及其分压有所降低。在体温37℃时饱和水蒸气压为47mmHg,因此吸入到中心气道的PiO2=(760-47)×20.93%
=149.4mmHg.
P(A-a)O2=PAO2-PaO2:正常青年人约为15~20mmHg,随年龄增加而增大,但上限一般不超过30mmHg. P(A-a)O2的产生原因主要是肺内存在生理分流,正常支气管动脉血未经氧合而直接流入肺静脉,其次营养心肌的最小静脉血直接进入左心室,也就是说正常自左心搏出的动脉血中,亦有少量静脉血掺杂,约占左心搏出量的3%~5%。ﻫ病理情况下P(A-a)O2增大示肺本身受累所致氧合障碍,主要原因有:①右-左分流或肺血管病变使肺内动-静脉解剖分流增加致静脉血掺杂;②弥漫性间质性肺疾病、肺水肿[/url]、急性呼吸窘迫综合征等致弥散障碍;③V/Q比例严重情况,如阻塞性肺气肿、肺炎、肺不张或肺栓塞[/url]时,因V/Q失调致PaO2下降。上述三种情况,在P(A-a)O2增大同时,均伴有PaO2降低。此外,P(A-2)O2增大同时并不伴有PaO2降低,此种情况见于肺泡通气量明显增加,而大气压、吸入气氧浓度与机体耗氧量不变时。
3、动脉血氧饱和度(SaO2)指动脉血氧与Hb结合的程度,是单位Hb含氧百分数,即SaO2=HbO2/全部Hb×100%=血氧含量/血氧结合量×100%,一般情况下,每克Hb实际结
合0.06mmol(1.34ml)氧,若Hb为150g/L,全部与氧结合,则其血氧结合量为
150×0.06=9.0mmol/L(15×1.34=20ml/dl).由于并非全部Hb都能氧合,且血中还存在其他Hb,如高铁Hb、正铁Hb和其他变性[/url]Hb等,故SaO2难达100%,正常范围为95%~98%。SaO2与PaO2相关曲线称氧合血红蛋白解离曲线(ODC),呈S形(图
4-3-11),分为平坦和陡直段两部分。PaO260mmHg以上,曲线平坦,在此段即使氧分压有大幅度变化,SaO2的增减变化很小;除非PaO2降至57mmHg,SaO2仍可能接近90%,此时可掩盖缺氧的潜在危险、PaO2在此以下,曲线陡直,PaO2稍降,SaO2即明显减少。之所以如此,是与Hb分子结构及其与氧的结合能力有密切关系。
ﻫﻫODC 受pH、PaCO2、温度和红细饱内2 ,3 二磷酸甘油酸(2 , 3 DPG)含量等因素影响而左右移动,并进而影响Hb与O2结合的速度与数量;2,3DPG是影响Hb与O2亲合力的最重要因素。ODC位置受pH影响而发生的移动,称Bohr效应(图4-3-13)。pH 降低,曲线右移,在相同PaO2条件下,SaO2较低,在肺部不利于Hb自肺泡摄氧;但至机体外周,氧合Hb却易释放氧,提高组织氧分压,以保证有氧代谢正常进行。相反,pH值升高,碱中毒时曲线左移,SaO2虽增高,但HbO2不易释氧,在已有缺氧者会更加重组织缺氧。这就是肺心病急性加重期治疗时,一定要防止出现碱中毒(代谢性或呼吸性)的主要原因。ﻫ4、混合静脉血氧分压(PvO2)混合静脉血或称中心静脉血,指全身各部静脉血混合后的静脉血,即经右心导管取自肺动脉、右心房或右心室腔内的血。可分别测其PvO2、氧饱和度(SvO2)并计算氧含量(CvO2)。
PvO2系指物理溶解于上述血中的氧所产生的压力,正常范围PvO235~45mmHg,SvO265%~75%。在无病理性动、静脉分流情况下,PvO2与组织的平均氧分压相近,是衡量组织缺氧程度的指标;颈内静脉血PvO2<20mmHg时,中枢神经系便发生异常变化。PaO2与PvO2之差(P(a-v)O2)反映组织摄取利用氧的能力,正常为60mmHg;P(a-v)O2缩小,说明组织摄
取耗氧能力障碍,利用氧能力降低;相反,P(a-v)O2增大,说明组织需氧、耗氧增加。ﻫ5、动脉血氧含量(CaO2)指每升动脉全血含氧的mmol数或每百毫升动脉血含氧的ml 数,正常范围8.55~9.45mmol/L(19~21ml/dl).它是红细胞和血浆[/url]中含量的总和,包括HbO2中结合的氧和物理溶解氧两部分:
0.0031为
CaO2=Hb(g/dl)×1.34×SaO2+PaO2(mmHg)×0.0031ﻫ
氧在血中的物理溶解系数,单位为ml/dl.mmHg.ﻫ呼吸空气时,血中物理溶解氧仅有0.3ml/dl(3.0ml/L),溶解于血中的氧随氧分压升高而增加。在3个大气压下吸纯氧时,PaO2可达2000mmHg,血中溶解氧量达6.0ml/dl;此时,仅凭血中溶解氧量,即可满足机体组织代谢需要,这就是采用高压氧舱治疗变性血红蛋白血症和碳氧血红蛋白血症(CO 中毒)的机制。如能同时测定组织回流的静脉血氧,则动、静脉血氧含量差即为该组织的实际氧摄取量或耗氧量。正常混合静脉血氧含量(CvO2)约 6.3~6.75mmol/L(14~15ml/dl),则CaO2-CvO2为2.25mmol/L(5ml/dl).ﻫCaO2测定的临床应用价值在于:①自CaO2-CvO2估测组织代谢状况;②据Fick公式测心排血量(QT);③测算肺内右-左分流率对先天性心脏病有右-左分流和急性呼吸窘迫综合征的诊断和预后判断有重要价值。ﻫQs/QT=P(A-a)O2×0.0031/(CaO2-CvO2)+P(A-a)O2×0.0031×100%
6、动脉血二氧化碳分压(PaCO2)是动脉血中物理溶解的CO2分子所产生的压力,正常范围35~45mmHg,平均40mmHg.CO2是有氧代谢的最终产物,经血液运输至肺排出。CO2在血中以三种形式存在:物理溶解、化学结合、水合形成碳酸。其物理溶解量与CO2溶解系数(a)、温度有关,38℃时a为0.0301mmol/L.mmHg,37℃时为0.0308mmol/L.m mHg;故当PaCO2为40mmHg时,溶解的CO2量为1.2mmol/L(2.7ml/dl),相当于动脉全血CO2全部含量的5%。ﻫ测定PaCO2的临床意义是:①结合PaO2判断呼吸衰竭的类型与程度,PaO2<60mmHg、PaCO2<35mmHg或在正常范围,为I型呼吸衰竭,或称低氧血症型呼吸衰竭、换气障碍型呼吸衰竭、氧合功能衰竭;PaO2<60mmHg 、PaCO 2>50mmHg,为II型呼吸衰竭,或称通气功能衰竭;肺性脑病时,PaCO2一般应>70mmHg;当PaO2<40mmHg时、Paco2在急性病例>60mmHg,慢性病例>80mmHg,提示病情严重;②判断有否呼吸性酸碱平衡失调,PaCO2>50mmHg,提示呼吸性酸中毒,PaCO2<35m mHg提示呼吸性碱中毒;③判断代谢性酸碱平衡失调的代偿反应,代谢性酸中毒经肺代偿后PaCO2降低,最大代偿PaCO2可降至10mmHg;代谢性碱中毒经肺代偿后PaCO2升高,最大代偿PaCO2可升至55mmHg;④判断肺泡通气状态,因CO2弥散能力很强,PaCO2与肺泡二氧化碳分压(PACO2)接近,PaCO2反映整个PACO2的平均值。PACO2=VCO2/VA×0.863(Vco2为CO2产生量,VA为肺泡通气量,0.863为换算系数),自公式可知,若Vco2不变,则PaCO2与VA呈反比;PaCO2升高,提示肺泡通气不足,PaCO2降低,提示肺泡通气过度。
7、碳酸氢(bicarbonate,HCO3)是反映机体酸碱代谢状况的指标。包括实际碳酸氢(actual bicarbonate,AB)和标准碳酸氢(standard bicarbonate,SB).AB是指隔绝空气的动脉血标本,在实际条件下测得的血浆HCO3实际含量,正常范围22~27mmol/L,平均24mmol/L;SB是动脉血在38℃、PaCO240mmHg、SaO2100%条件下,所测得的HCO3含量;正常人AB、SB两者无差异。因SB是血标本在体外经过标化、PaCO2正常时测得的,一般不受呼吸因素影响,为血液碱储备,受肾调节,被认为是能准确反映代谢性酸碱平衡的指标。AB则受呼吸性和代谢性双重因素影响,AB升高,既可能是代谢碱中毒,也可能是呼吸性酸中毒时肾的代偿调节反映(在显著慢性呼吸性酸中毒时,肾代偿调节也可使SB有所升高);反之,AB降低,可能是代谢酸中毒,也可能是呼吸性碱中毒时肾的代偿调节表现。慢性呼吸性酸中毒时,AB最大可代偿升高至45mmol/L;慢性呼吸性喊中毒时,AB可代偿性减少至12mmol/L.一般AB与SB的差值,反映了呼吸因素对HCO3的影响程度。呼吸性酸中毒时,