动脉血气分析监测的应用与维修

第二节　动脉血气分析监测

血气分析应以动脉血为标准，静脉血受各种因素影响较大。动脉血气分析是指测定动脉血液中所存在的进行气体交换的氧和二氧化碳，以及测定有关酸碱平衡指标的参数，并通过分析而了解肺的通气与换气功能，以及各种酸碱失衡的状况。

一、采集动脉血时应注意的事项

（1）采血前，患者应尽量处于安静状态，如果患者大声呻吟，将导致血中的PaCO2降低。

（2）为了避免肝素溶液对血样的稀释而影响测定结果，应采用肝素化的中空针抽血。

（3）采集动脉血时应注意，当针刺入动脉后，应借助于血液的压力使针芯推动，而不应主动抽取，以 避免产生负压使血中的O2和CO2溢出。

（4）取血1.5～2ml后，将针头拔出并插入橡皮塞中，用双手搓动空针10次，使肝素与血液混匀，以防止凝血，并立即送检。

（5）采血时不能使标本中混入空气气泡，否则会导致血中的PaCO2降低，PaO2升高，pH值升高，影响测定的结果。

（6）样品应在抽取后10min以内进行检验。如果不能立即进行检验，应置于0～4℃的冰箱中保存，可以使血样中的细胞代谢明显降低。放置于冰箱中的样品，应在2h以内进行检验，检验前应在室温中放置几分钟，使样品的温度回升，并充分混匀。

二、反映体液酸碱状态的主要指标

（一）pH值

pH值、HCO3-和PaCO2是反映人体酸碱平衡的3个重要指标。

人体细胞内的pH值为6.9，血浆的pH值为7.35～7.45。因此，pH值的正常参考值：7.35～7.45，平均为7.40。

pH值小于7.35，表明存在酸中毒，且已失代偿。pH值大于7.45，表明有碱中毒，且已失代偿。如果pH值在正常参考值的范围内，也可能存在代偿性的代谢性和呼吸性酸碱失衡。当pH值小于6.8，或pH值大于7.8，生命活动就有停止的危险。一般来说，人体的耐酸能力较耐碱能力更强。

（二）动脉血CO2分压（PaCO2）

正常值为35～45mmHg（4.5～6.5kPa），平均40mmHg。正常人的PaCO2相当稳定，波动范围一般不超过3mmHg。PaCO2反映酸碱变化的呼吸成分。

当PaCO2>45mmHg（即6.5kPa），说明有CO2潴留，可以是原发性的，为呼吸性酸中毒，也可以是继发性的，为代偿代谢性碱中毒而引起的；当PaCO2>45mmHg（即6.5kPa），说明通气过度，可以是原发性的，为呼吸性碱中毒，也可以是继发性的，为代偿代谢性酸中毒而引起的。当PaCO2> 80mmHg（即10.6kPa），会危及生命。

（三）碳酸氢根（HCO3-）

HCO3-反映酸碱变化的代谢成分。正常值为22～27mmol/L。在代谢性酸碱失衡时，HCO3-原发性升高或降低。

根据Henderson-Hasselbalch方程（简称H-H方程），pH值取决于HCO3-/PaCO2的比值。由于机体存在着缓冲调节、离子交换、通气调节和肾脏代偿调节等多种代偿作用，当HCO3-和PaCO2中的任意一项发生原发性变化时，都将引起另一项的代偿性变化，使HCO3-/PaCO2的比值趋向正常，从而使pH值趋向正常。但这种代偿已经不能使pH值完全恢复到原来的正常水平。

（四）剩余碱（BE）

剩余碱（BE）是指在标准条件之下，即在动脉血温度为38℃、PaCO2为5.33kPa、血氧饱和度为100%的条件下，用酸或碱来滴定全血标本，使血的pH值达到7.4，此时所需的酸或碱的量，单位为mmol/L。如果是用酸来滴定使血的pH值达到7.4，则表示血中的碱的量过多，剩余碱（BE）为正值。如果是用碱来滴定使血的pH值达到7.4，则表示血中的碱的量不足，即碱缺失，剩余碱（BE）为负值。

全血的BE值的正常参考值为：-3～＋3mmol/L。一般认为BE不受呼吸因素的影响，是判定代谢性酸碱失衡的指标。代谢性酸中毒时，BE的负值增加，代谢性碱中毒时，BE的正值增加。在呼吸性酸中毒时，由于肾脏的代偿作用，HCO3-代偿性增高，BE的正值增加，呼吸性碱中毒时，则因HCO3-代偿性降低，BE的负值增加。

（五）呼出气CO2

1.呼出气CO2的监测

呼出气CO2监测是一种无创的、持续的肺泡二氧化碳浓度（压力）的测量方法，可以描记出二氧化碳浓度随时间变化的波形。

目前常用的床旁监测仪器，或者是呼吸机内配的测量模块，使用的测量方法是红外线吸收法。根据气体的采样方式，可分为主流法（直接法）和侧流法（旁流法）两种。 目前应用最普遍的是侧流法。

2.潮气末CO2分压

潮气末CO2分压（PET CO2）是最常用的间接表示肺泡二氧化碳平均浓度水平的指标。潮气末CO2分压的测量值与动脉血PaCO2的相关性很好，在正常的机械通气条件下，PET CO2比PaCO2低3～4mmHg，自主呼吸时，二者几乎相等。正常人的PETCO2为5.1kPa（即38mmHg）。

对潮气末CO2分压的监测波形，从幅度、频率、节律、基线位置、形态等方面进行分析，能协助判断通气功能和排除呼吸机故障，还能早期诊断气管插管误入食道和肺栓塞等。波形的高度反映了CO2分压的值，高度突然降低提示呼吸机管路脱开，或者气道阻塞。曲线的频率则反映了呼吸频率。如果基线不在零位水平，而是高于零位水平，说明有二氧化碳重吸入。曲线的形态改变还可提示人机对抗、管路扭曲和积水、气道痰液阻塞等。

呼吸机发生故障或者患者的代谢发生变化时，可通过PETCO2的监测而及时发现。PET CO2与PaCO2的差值，可作为选择最佳PEEP的指标之一，即PETCO2与PaCO2的差值达到最小时的PEEP为最佳PEEP。

三、反映血液氧合状态的主要指标

（一）动脉血氧分压（PaO2）

正常值为80～100mmHg（10.66～13.33kPa）。PaO2与年龄的相关性，通常用经验公式来表示：

PaO2（kPa）＝13.33-0.04×年龄（岁）±0.67

当呼吸空气时，PaO2为80～60mmHg（10.66～8kPa），为轻度缺氧；PaO2为60～40mmHg（8～5.33kPa），为中度缺氧；PaO2<40mmHg（即5.33kPa），为严重缺氧；当PaO2<30mmHg（即4kPa）时，组织已经不能进行气体交换；当PaO2<20mmHg（即2.67kPa）时，脑细胞已经不能从血液中摄取氧，有氧代谢已经停止。一般将PaO2<60mmHg（即8kPa）作为呼吸衰竭的诊断标准。

（二）血氧饱和度

1.动脉血氧饱和度（SaO2）(www.xing528.com)

氧饱和度是指血液中Hb与氧的结合程度的百分比。动脉血氧饱和度（SaO2）的正常值为95%～98%。

在氧离曲线无偏移的情况下，当PaO2为100mmHg（13.33kPa）时，SaO2约为98%；当PaO2为60mmHg（8kPa）时，SaO2约为90%；当PaO2为40mmHg （5.33kPa）时，SaO2约为75%。

当PaO2为60～100mmHg （8～13.33kPa）时，氧离曲线处于平坦阶段，SaO2仅从90%增加到底98%。当PaO2在60mmHg（8kPa）以下时，氧离曲线处于陡直阶段，SaO2随着PaO2的增加而呈现快速增长的趋势。

2.经皮脉搏血氧饱和度（SpO2）

一般采用无创的经皮脉搏氧饱和度连续监测法，其测量值与动脉血氧饱和度（SaO2）的相关性很好。

SpO2和SaO2的关系：当PaO2<60mmHg时，SpO2＝103.3×SaO2；当PaO2 ＝ 60～80mmHg时，SpO2＝101.9×SaO2；当PaO2>80mmHg时，SpO2＝100.8×SaO2。

经皮脉搏氧饱和度的监测是呼吸监测中最重要的方法之一，也是成本比较低、对使用人员的要求比较低的测量方法。 目前临床上使用的患者监护仪都带有这个功能，还可以使用手掌式或指套式的专用氧饱和度测量仪（同时测量脉搏）。

（三）血氧含量（CaO2）

血氧含量是指血液中含氧的总量，包括物理溶解的氧和与Hb结合的氧。物理溶解的氧约占血氧总量的1.5%，其存在的量可用以下方法估计：

在1kPa的PaO2条件下，每100ml血液中含有0.0225ml的氧。与Hb结合的氧的量为1.34ml/ 1gHb（1.34ml为Hb100%氧饱和时，1gHb所能结合的氧量）。因此，动脉血氧含量为：

CaO2（mld/l）＝0.0225×PaO2（kPa）＋1.34×Hb（g/dl）×SaO2

动脉血氧含量（CaO2）的正常值为19～21ml/dl。正常人每分钟通过血液向组织运送的氧约为1000ml，人体的耗氧量为每分钟250ml，这样，其余的750ml氧就能使静脉血的氧饱和度维持在75%左右，以备人体的急需。

（四）肺泡—动脉氧分压差[P（A-a）O2]

肺泡—动脉氧分压差是指肺泡氧分压与动脉血氧分压之差。正常人的肺泡氧分压约为13.6kPa（102mmHg），动脉血氧分压为12kPa（90mmHg），因此，肺泡—动脉氧分压差为1.6kPa（12mmHg）。正常人的肺泡—动脉氧分压差一般不超过3.3kPa（25mmHg）。它是肺脏摄取氧的重要指标。

（五）动—静脉血氧分压差[P（A-V）O2]

动—静脉血氧分压差是指动脉血氧分压与静脉血氧分压之差。正常人的动—静脉血氧分压差约为6.67kPa（50mmHg）。它是组织摄取氧的重要指标。因此，动—静脉血氧分压差增大，表明组织摄取氧的能力降低，反之，动—静脉血氧分压差降低，表明组织摄取氧的能力增强。

（六）混合静脉血氧分压（PvO2）

混合静脉血氧分压是指右心房、右心室或肺动脉血的氧分压。正常值为4.67～6kPa（35～45mmHg）。混合静脉血氧分压受供氧量和组织耗氧量的影响。如果血液的供氧量不足，或组织耗氧量增加，都会导致混合静脉血氧分压的降低。如果组织中氧的释放量减少，或组织对氧的利用率降低，都可能使混合静脉血氧分压升高。

四、经皮氧分压PtcO2和经皮二氧化碳分压PtcCO2

（一）测量原理

该法是将特制的监测电极（Clark极谱银/铂电极）置于患者完整的皮肤表面，对皮肤组织预热到44℃左右，使毛细血管动脉化，血液中的氧和二氧化碳从毛细血管加速扩散到皮下组织，进而弥散到皮肤表面，通过电极测量，可以得到比较准确的新生儿、婴幼儿的动脉血气值（PtcO2和Ptc-CO2）。

要选择合适的测量部位，要求良好的毛细血管循环，皮下脂肪少，皮下及附近无大血管和骨骼，活动少，能紧密粘贴电极的皮肤。

（二）使用注意事项

（1）使用时由于电极的温度较高，一般小儿为42～44，因此要注意防止烫伤。要定时更换测℃量部位。

（2）开始测量时，或更换部位后，应与动脉血气分析值进行对照校准。

（3）监测部位皮肤的温度和血液灌注，对以皮血气测量的结果有很大影响。皮肤预热不足或温度过高，都会影响测量结果。其他影响皮肤微循环的因素（如使用药物）也会影响测量结果。

（三）临床意义

在末梢循环良好的情况下，经皮氧分压PtcO2和经皮二氧化碳分压PtcCO2这两个参数，与实际的PaO2和PaCO2值很接近，可以间接反映这两个参数。通常PtcO2略低于PaO2（即PtcO2＝0.9×PaO2），PtcCO2略高于PaCO2（即PtcCO2 ＝1.55×PaCO2）。

由于成人的皮肤结构与小儿不同，成人的经皮测量值与标准动脉血气的检验值之间的相关性较差，因此一般不使用这种测量方法。年纪大一些的儿童，由于皮肤较厚，对皮肤加热后血液的灌注效果也不好，因此测量误差较大。这种方法主要用于新生儿、婴幼儿的监测。

五、血气指标在机械通气中的应用

现代血气分析仪的直接测定指标有：pH值、PaO2和PaCO2。其他指标是推算出来的。血气分析是检测患者气体交换与体内酸碱平衡最可靠、最常用的方法，是建立机械通气和评价呼吸机治疗效果最为重要的指标。

血气分析的作用：

（1）血气指标是进行机械通气的重要依据。

（2）判断血液的氧合状态，指导呼吸机的合理调节。

（3）判断机体的酸碱平衡情况。

（4）与呼吸监测相结合，判断肺的气体交换情况。

危重患者多，呼吸机使用比较普遍的医院，应该购买血气分析仪。只有及时监测机械通气患者的血气，根据测量结果作出相应的调整和处理，才能避免各种通气并发症，取得理想的通气效果。