危重病医学 第6章 血液气体监测
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《危重病医学》之第六章
血液气体监测
Blood Gas Monitoring
赣南医学院重症医学科
朱宏泉
主讲
概
述
血液气体监测的主要用途：
全面了解患者的呼吸功能状态；
了解患Байду номын сангаас的酸碱平衡状况。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
内容提要
• 血气的物理与化学知识
• 血气监测的参数及临床意义 • 血气监测与呼吸生理 • 血气监测的临床应用 • 知识更新
血液气体监测（Blood Gas Analysis)
临床上常用氧分压指标
• 经皮氧分压（PtcO2）：经患者完整 皮肤表面检测氧分压，用以反映动脉 血氧分压变化的方法，称为无创性经 皮氧分压监测。其优点是不必采血即 可连续无创性监测氧分送分压。健康 成年人PtcO2与PaO2相关性良好， PtcO2一般比PaO2低10mmHg。婴幼儿 皮肤菲薄，透过性好PtcO2与PaO2更 接近。
血气的化学知识
• 气体的溶解：Henry法则指出：在温度恒定时，气
体溶于液体中的量，与该气体在气相中的分压呈正 比，用公式表示：C=α .P/760,其中α 为Bunsen系 数,C为气体的容解量,P为溶解气体气相时的分压。 所谓Bunsen系数是指在标准温度干燥状态 下,PB=760mmHg时,在1ml液体中所溶解的气体量。 在人体中,温度是影响溶解的一个重要因素。体温
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
脉搏血氧饱和度(SpO2)
•显示方式:波形和数字。
Pleth：即脉搏容积图。它反映交 感神经紧张度、末梢灌注、组织 器官灌注和有效循环量。正常波 形要求波形宽大、振幅高、无随 机械而出现呼吸周期的波动。 SpO2 数值表示的是机体的氧合情 况。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
氧离解曲线（ODC）
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
脉搏血氧饱和度(SpO2)
• 概述:脉搏血氧饱度仪（pulse oximetry）测定SpO2始于上个世纪80 年代，是现代麻醉学监测进展之一。 它主要根据血红蛋白的光吸收特性而 设计的。由于能连续无创、经皮监测 SaO2，因而广泛用于临床，尤其在临 床麻醉和ICU中，被看作是每个病人 必备的常规监测手段之一。
• 气体交换效率指标
• 反映气体血液运输和组织呼吸的指标
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
血氧分压
partial pressure of oxygen,PO2
• 氧分压的概念 • 临床上常用的氧分压指标
动脉血氧分压(PaO2) 经皮氧分压(PtcO2) 混合静脉血氧分压(PvO2)
升高, α 降低,反之亦然。O2在温度为37℃时，α
为0.0238，若PAO2=100mmHg，是1ml血中溶解的氧 量为（ml/ml）：0.0238×100/760=0.00315。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
血气监测的参数及临床意义
• 血氧分压
• 血氧饱和度
• 二氧化碳分压
血液气体监测（Blood Gas Analysis)
临床上常用氧分压指标
• 混合静脉血氧分压（PvO2）：即肺动 脉血的血氧分压，它也是反映全身氧 供与氧耗平衡的综合指标。可通过肺 动脉导管从肺动脉抽取混合静脉血样 测定PvO2。 PvO2正常值是37~42mmHg， 平均值为40mmHg左右，低于35mmHg 即可认为存在组织缺氧。
PB=PN2+PO2+PH2O+PCO2
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
血气的物理学知识
• 各个气体的分压等于总压力乘该气体所占的
VOL%而求得，即PB×f，f为各气体的VOL%，其 中fN2=70.8%、f02=20.95%、fCO2=0.03%。
• 在人体中，当空气被吸入肺泡时，由于受体温
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
SaO2与PaO2对照表
SaO2(%) 50 PaO2(mmHg)27 SaO2(%) PaO2(mmHg) 93 66 60 31 94 69 70 37 75 40 95 74 80 44 96 81 90 57 97 92 91 60 98 110 92 63 99 159
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
脉搏血氧饱和度(SpO2)
• 用途：
早期诊断缺氧； 了解缺氧程度； 了解氧合的变化趋势，对采取的措施有 效性做出判断； 可与生命体征、PetCO2或BGA联合应用， 对缺氧的原因做出迅速分析 了解麻醉方法或麻醉药对呼吸的抑制 减少BGA检查的次数（不等于代替）， 减少不必要的用氧（合理节省资金）。 第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
量平衡的结果，通常在CO2产生量
不变的情况下，PaCO2是反映通气
功能和酸碱平衡的重要指标。正 常值约为35~45mmHg，反映气体交 换总体功能。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
经皮二氧化碳分压（PtcCO2）
• 是将电极直接放置于皮肤上连续测定二氧 化碳分压，测定方法同PtcO2。监测电极加 热至超过正常体温，皮肤血管可发生主动 性扩张。当CO2通过皮肤和电极膜向电解质 液内弥散时，产生pH变化，然后将pH值转 化为相应的PtcCO2值，并以数字的形式连 续显示出来。血流动力学改变对其影响较 PtcO2轻，在成人和婴幼儿中与PaCO2相关 性显著，可反映ＰaCO2变化趋势。
的影响，已达饱和状态。因此在计算人体中各 气体的分压时，必须减去饱和水蒸气压后再乘
以各自的VOL%。以氧为例，1ATM=760mmHg，
f02=20.95%，则PIO2=（PB- PH2O）×f02=（760 －47）×20.95%=149.5mmHg。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
二氧化碳总量（TCO2）
• 二氧化碳总量（TCO2） 是指存在 于血浆中一切形式的二氧化碳量 的总和。当血液pH为7.40、PaCO2 为40mmHg、血温为37℃时，二氧 化碳总量25.4017mmol/L。其组成 应包括：[HCO3-]、[蛋白质氨基甲
血液气体监测（Blood Gas Analysis)
临床上常用氧分压指标
• 动脉血氧分压（PaO2):这是临床上最 常用的氧分压指标。由于多种生理上 的原因，PaO2与PAO2的值是不相同的。 PaO2正常值为80~100mmHg，且随年龄 增长而略有减少，其关系也可用以下 公式表示，即PaO2(mmHg)=1020.33×年龄（岁），但正常时不应低 于70mmHg。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
混合静脉血氧饱和度（SvO2）
• 可经可心导管自肺动脉内取血直接测 量，亦可用光导纤维心导管监测系统 持续监测。SvO2正常值为65%~75%。 SvO2是反映由心排出量、动脉血氧饱 和度、血红蛋白量决定的氧供与氧耗 之间平衡关系的指标，氧供减少或氧 耗增加都将导致SvO2下降。当动脉血 氧饱和度、血红蛋白量和全身氧耗相 对恒定时，SvO2的变化主要反映心排 出量的改变。
• 氧分压的临床意义
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
氧分压的概念
• 血氧分压（PO2）：系指溶解在血浆中 氧所产生的压力（张力）。根据Henry 法则，氧在血中溶解的量与PIO2呈正比 例，而PIO2又决定于吸入气（肺泡气） 中的氧分量（FIO2）在吸入空气的情况 下，以溶解状态存在于血液中的氧是很 少的，每100ml血液中仅能溶解氧约 0.3ml。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
血气的物理学知识
• 气体的分压：按照Dalton定律，几种 互相不起反应的混合气体的压力等于 组成该混合气体的各气体所占容积的 压力的总和，也就是各个气体分压的 总和。空气是一咱由N2、O2、CO2及 H2O组成的混合气体，其压力（PB） 应为这些气体分压的总和，即：
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
二氧化碳分压(PCO2)的概念
• 是血液中物理溶解的二氧化碳分 子所产生的压力，可采动脉血或 由血管内电极连续测定。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
动脉血二氧化碳分压（PaCO2）
• 由于PaCO2是肺通气功能与CO2产生
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
脉搏血氧饱和度(SpO2)
• 工作原理: pulse oximetry包括光电感受 器、微处理机和显示部分。其依据光电比 色原理，利用不同组织吸收光线的波长差 异设计而成。HbO2吸收可见红光 （λ =660nm），HHb可吸收红外光 （λ =940nm），一定量的光线传到分光光 度计探头，随着动脉搏动吸收不同光量， 光线通过组织而转变为电信号，传至脉膊 血氧饱和度仪，经放大及微机处理后，将 光强度数据换算成SAT百分值，起到间接测 定PO2的作用。SpO2与PaO2之间有一定相关 性(见下表)。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
二氧化碳分压
partial pressure of CO2,PCO2
• 二氧化碳的概念 • 临床上常用的二氧化碳指标
动脉血二氧化碳分压（PaCO2) 经皮二氧化碳分压（PtcCO2） 呼气末二氧化碳分压（ＰetCO2）
• 二氧化碳总量（TCO2）
• 血氧饱和度的概念 • 临床上常用的血氧饱和度
动脉血氧饱和度(SaO2) 脉搏血氧饱和度（SpO2) 混合静脉血氧饱和度（SvO2)
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
SO2的概念
• 血氧饱和度（SO2）系指血红蛋 白被氧饱和的程度，以百分比表 示，指血液标本中血红蛋白实际 结合的氧量与最大结合氧量的百 分比，即血红蛋白的氧含量与氧 容量之比乘以100%。即血氧饱和 度（SO2）=Hb氧含量/Hb氧容量 ×100%
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
动脉血氧饱和度（SaO2)
• 通过采集动脉血由血气分析仪测 定而得 ，正常值95~99% 。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
动脉血氧饱和度（SaO2)
• 是反映机体氧合的指标。SaO2与 Hb的量无关，而与PaO2及Hb与O2 的亲和力有关。SaO2与PaO2的相 关性构成氧离曲线(ODC)。Hb与 O2的亲和力可以从该当曲线上反 映出来：曲线左移，Hb与O2亲和 力增加；曲线右移，Hb与O2的亲 和力下降。
血液气体监测（Blood Gas Analysis)
氧分压的临床意义
它是反映机体氧合的指标：
PaO2>80mmHg：正常 PaO2=80~70mmHg： 轻度缺氧 PaO2=70~60mmHg： 中度缺氧， PaO2<60mmHg：重度缺氧或低氧 血症
血液气体监测（Blood Gas Analysis)
氧分压的临床意义
• PaO2与组织供氧直接相关，而与 SaO2无直接关系，因为氧从毛细 血管向组织方向弥散的动力乃是 这两者的分压差(Pa-tO2) 。当 PaO2<20mmHg时，组织就失了从 血液中摄取氧的能力。
血液气体监测（Blood Gas Analysis)
血氧饱和度
saturation of oxygen,SO2
脉搏血氧饱和度(SpO2)
• 使用注意事项：
氧饱和度仪是通过两种不同波长的光线由 两种Hb吸收而分析氧饱和度，仪器假设血 内只存在HbO2及HHb。 从ODC可知，SaO2与PaO2 在一定范围内呈线 性相关当PaO2>100mmHg时，ODC呈平坦 。 Oxemtry随着动脉搏动吸收光量，当体温低 于35℃、BP<50mmHg或用血管收缩药使搏动 幅度减小时,可影响SpO2的准确性。此外不 同测定部位、传感器松动、皮肤颜色、外 部光源的干扰等均可影响其准确性。
血液气体监测
Blood Gas Monitoring
赣南医学院重症医学科
朱宏泉
主讲
概
述
血液气体监测的主要用途：
全面了解患者的呼吸功能状态；
了解患Байду номын сангаас的酸碱平衡状况。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
内容提要
• 血气的物理与化学知识
• 血气监测的参数及临床意义 • 血气监测与呼吸生理 • 血气监测的临床应用 • 知识更新
血液气体监测（Blood Gas Analysis)
临床上常用氧分压指标
• 经皮氧分压（PtcO2）：经患者完整 皮肤表面检测氧分压，用以反映动脉 血氧分压变化的方法，称为无创性经 皮氧分压监测。其优点是不必采血即 可连续无创性监测氧分送分压。健康 成年人PtcO2与PaO2相关性良好， PtcO2一般比PaO2低10mmHg。婴幼儿 皮肤菲薄，透过性好PtcO2与PaO2更 接近。
血气的化学知识
• 气体的溶解：Henry法则指出：在温度恒定时，气
体溶于液体中的量，与该气体在气相中的分压呈正 比，用公式表示：C=α .P/760,其中α 为Bunsen系 数,C为气体的容解量,P为溶解气体气相时的分压。 所谓Bunsen系数是指在标准温度干燥状态 下,PB=760mmHg时,在1ml液体中所溶解的气体量。 在人体中,温度是影响溶解的一个重要因素。体温
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
脉搏血氧饱和度(SpO2)
•显示方式:波形和数字。
Pleth：即脉搏容积图。它反映交 感神经紧张度、末梢灌注、组织 器官灌注和有效循环量。正常波 形要求波形宽大、振幅高、无随 机械而出现呼吸周期的波动。 SpO2 数值表示的是机体的氧合情 况。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
氧离解曲线（ODC）
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
脉搏血氧饱和度(SpO2)
• 概述:脉搏血氧饱度仪（pulse oximetry）测定SpO2始于上个世纪80 年代，是现代麻醉学监测进展之一。 它主要根据血红蛋白的光吸收特性而 设计的。由于能连续无创、经皮监测 SaO2，因而广泛用于临床，尤其在临 床麻醉和ICU中，被看作是每个病人 必备的常规监测手段之一。
• 气体交换效率指标
• 反映气体血液运输和组织呼吸的指标
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
血氧分压
partial pressure of oxygen,PO2
• 氧分压的概念 • 临床上常用的氧分压指标
动脉血氧分压(PaO2) 经皮氧分压(PtcO2) 混合静脉血氧分压(PvO2)
升高, α 降低,反之亦然。O2在温度为37℃时，α
为0.0238，若PAO2=100mmHg，是1ml血中溶解的氧 量为（ml/ml）：0.0238×100/760=0.00315。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
血气监测的参数及临床意义
• 血氧分压
• 血氧饱和度
• 二氧化碳分压
血液气体监测（Blood Gas Analysis)
临床上常用氧分压指标
• 混合静脉血氧分压（PvO2）：即肺动 脉血的血氧分压，它也是反映全身氧 供与氧耗平衡的综合指标。可通过肺 动脉导管从肺动脉抽取混合静脉血样 测定PvO2。 PvO2正常值是37~42mmHg， 平均值为40mmHg左右，低于35mmHg 即可认为存在组织缺氧。
PB=PN2+PO2+PH2O+PCO2
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
血气的物理学知识
• 各个气体的分压等于总压力乘该气体所占的
VOL%而求得，即PB×f，f为各气体的VOL%，其 中fN2=70.8%、f02=20.95%、fCO2=0.03%。
• 在人体中，当空气被吸入肺泡时，由于受体温
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
SaO2与PaO2对照表
SaO2(%) 50 PaO2(mmHg)27 SaO2(%) PaO2(mmHg) 93 66 60 31 94 69 70 37 75 40 95 74 80 44 96 81 90 57 97 92 91 60 98 110 92 63 99 159
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
脉搏血氧饱和度(SpO2)
• 用途：
早期诊断缺氧； 了解缺氧程度； 了解氧合的变化趋势，对采取的措施有 效性做出判断； 可与生命体征、PetCO2或BGA联合应用， 对缺氧的原因做出迅速分析 了解麻醉方法或麻醉药对呼吸的抑制 减少BGA检查的次数（不等于代替）， 减少不必要的用氧（合理节省资金）。 第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
量平衡的结果，通常在CO2产生量
不变的情况下，PaCO2是反映通气
功能和酸碱平衡的重要指标。正 常值约为35~45mmHg，反映气体交 换总体功能。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
经皮二氧化碳分压（PtcCO2）
• 是将电极直接放置于皮肤上连续测定二氧 化碳分压，测定方法同PtcO2。监测电极加 热至超过正常体温，皮肤血管可发生主动 性扩张。当CO2通过皮肤和电极膜向电解质 液内弥散时，产生pH变化，然后将pH值转 化为相应的PtcCO2值，并以数字的形式连 续显示出来。血流动力学改变对其影响较 PtcO2轻，在成人和婴幼儿中与PaCO2相关 性显著，可反映ＰaCO2变化趋势。
的影响，已达饱和状态。因此在计算人体中各 气体的分压时，必须减去饱和水蒸气压后再乘
以各自的VOL%。以氧为例，1ATM=760mmHg，
f02=20.95%，则PIO2=（PB- PH2O）×f02=（760 －47）×20.95%=149.5mmHg。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
二氧化碳总量（TCO2）
• 二氧化碳总量（TCO2） 是指存在 于血浆中一切形式的二氧化碳量 的总和。当血液pH为7.40、PaCO2 为40mmHg、血温为37℃时，二氧 化碳总量25.4017mmol/L。其组成 应包括：[HCO3-]、[蛋白质氨基甲
血液气体监测（Blood Gas Analysis)
临床上常用氧分压指标
• 动脉血氧分压（PaO2):这是临床上最 常用的氧分压指标。由于多种生理上 的原因，PaO2与PAO2的值是不相同的。 PaO2正常值为80~100mmHg，且随年龄 增长而略有减少，其关系也可用以下 公式表示，即PaO2(mmHg)=1020.33×年龄（岁），但正常时不应低 于70mmHg。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
混合静脉血氧饱和度（SvO2）
• 可经可心导管自肺动脉内取血直接测 量，亦可用光导纤维心导管监测系统 持续监测。SvO2正常值为65%~75%。 SvO2是反映由心排出量、动脉血氧饱 和度、血红蛋白量决定的氧供与氧耗 之间平衡关系的指标，氧供减少或氧 耗增加都将导致SvO2下降。当动脉血 氧饱和度、血红蛋白量和全身氧耗相 对恒定时，SvO2的变化主要反映心排 出量的改变。
• 氧分压的临床意义
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
氧分压的概念
• 血氧分压（PO2）：系指溶解在血浆中 氧所产生的压力（张力）。根据Henry 法则，氧在血中溶解的量与PIO2呈正比 例，而PIO2又决定于吸入气（肺泡气） 中的氧分量（FIO2）在吸入空气的情况 下，以溶解状态存在于血液中的氧是很 少的，每100ml血液中仅能溶解氧约 0.3ml。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
血气的物理学知识
• 气体的分压：按照Dalton定律，几种 互相不起反应的混合气体的压力等于 组成该混合气体的各气体所占容积的 压力的总和，也就是各个气体分压的 总和。空气是一咱由N2、O2、CO2及 H2O组成的混合气体，其压力（PB） 应为这些气体分压的总和，即：
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
二氧化碳分压(PCO2)的概念
• 是血液中物理溶解的二氧化碳分 子所产生的压力，可采动脉血或 由血管内电极连续测定。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
动脉血二氧化碳分压（PaCO2）
• 由于PaCO2是肺通气功能与CO2产生
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
脉搏血氧饱和度(SpO2)
• 工作原理: pulse oximetry包括光电感受 器、微处理机和显示部分。其依据光电比 色原理，利用不同组织吸收光线的波长差 异设计而成。HbO2吸收可见红光 （λ =660nm），HHb可吸收红外光 （λ =940nm），一定量的光线传到分光光 度计探头，随着动脉搏动吸收不同光量， 光线通过组织而转变为电信号，传至脉膊 血氧饱和度仪，经放大及微机处理后，将 光强度数据换算成SAT百分值，起到间接测 定PO2的作用。SpO2与PaO2之间有一定相关 性(见下表)。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
二氧化碳分压
partial pressure of CO2,PCO2
• 二氧化碳的概念 • 临床上常用的二氧化碳指标
动脉血二氧化碳分压（PaCO2) 经皮二氧化碳分压（PtcCO2） 呼气末二氧化碳分压（ＰetCO2）
• 二氧化碳总量（TCO2）
• 血氧饱和度的概念 • 临床上常用的血氧饱和度
动脉血氧饱和度(SaO2) 脉搏血氧饱和度（SpO2) 混合静脉血氧饱和度（SvO2)
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
SO2的概念
• 血氧饱和度（SO2）系指血红蛋 白被氧饱和的程度，以百分比表 示，指血液标本中血红蛋白实际 结合的氧量与最大结合氧量的百 分比，即血红蛋白的氧含量与氧 容量之比乘以100%。即血氧饱和 度（SO2）=Hb氧含量/Hb氧容量 ×100%
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
动脉血氧饱和度（SaO2)
• 通过采集动脉血由血气分析仪测 定而得 ，正常值95~99% 。
第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis)
动脉血氧饱和度（SaO2)
• 是反映机体氧合的指标。SaO2与 Hb的量无关，而与PaO2及Hb与O2 的亲和力有关。SaO2与PaO2的相 关性构成氧离曲线(ODC)。Hb与 O2的亲和力可以从该当曲线上反 映出来：曲线左移，Hb与O2亲和 力增加；曲线右移，Hb与O2的亲 和力下降。
血液气体监测（Blood Gas Analysis)
氧分压的临床意义
它是反映机体氧合的指标：
PaO2>80mmHg：正常 PaO2=80~70mmHg： 轻度缺氧 PaO2=70~60mmHg： 中度缺氧， PaO2<60mmHg：重度缺氧或低氧 血症
血液气体监测（Blood Gas Analysis)
氧分压的临床意义
• PaO2与组织供氧直接相关，而与 SaO2无直接关系，因为氧从毛细 血管向组织方向弥散的动力乃是 这两者的分压差(Pa-tO2) 。当 PaO2<20mmHg时，组织就失了从 血液中摄取氧的能力。
血液气体监测（Blood Gas Analysis)
血氧饱和度
saturation of oxygen,SO2
脉搏血氧饱和度(SpO2)
• 使用注意事项：
氧饱和度仪是通过两种不同波长的光线由 两种Hb吸收而分析氧饱和度，仪器假设血 内只存在HbO2及HHb。 从ODC可知，SaO2与PaO2 在一定范围内呈线 性相关当PaO2>100mmHg时，ODC呈平坦 。 Oxemtry随着动脉搏动吸收光量，当体温低 于35℃、BP<50mmHg或用血管收缩药使搏动 幅度减小时,可影响SpO2的准确性。此外不 同测定部位、传感器松动、皮肤颜色、外 部光源的干扰等均可影响其准确性。