1、血液气体监测Blood Gas Monitoring,泸州医学院危重病医学教研室 石恒林 副教授 主讲,危重病医学之第六章,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； 了解患者的酸碱平衡状况。,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,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),血气监测的参数及临床意义,血气监测与呼吸生理,血气监测的临床应用,知识更新,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
2、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： PB=PN2+PO2+PH2O+PCO2,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),各个气体的分压等于总压力乘该气体所占的VOL%而求得，即PBf，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=（
3、76047）20.95%=149.5mmHg。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),血气的物理学知识,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=.P/760,其中为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。体温升高, 降低,反之亦然。O2在温度为37时，为0.0238，若PAO2=100mmHg，是1ml血中溶解的氧量为（ml/ml）：0.0
4、238100/760=0.00315。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),血气的化学知识,血气监测的参数及临床意义,血氧分压,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),血氧饱和度,二氧化碳分压,气体交换效率指标,反映气体血液运输和组织呼吸的指标,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) 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
5、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。,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80100mmHg，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)=102-0.33年龄（岁），但正常时不应低于70mm
6、Hg。,血液气体监测（Blood Gas Analysis),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3
7、742mmHg，平均值为40mmHg左右，低于35mmHg即可认为存在组织缺氧。,血液气体监测（Blood Gas Analysis),临床上常用氧分压指标,它是反映机体氧合的指标： PaO280mmHg：正常 PaO2=8070mmHg： 轻度缺氧 PaO2=7060mmHg： 中度缺氧， PaO260mmHg：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PaO2100mmHg时，ODC呈平坦 。 Oxemtry随着动
8、脉搏动吸收光量，当体温低于35、BP2常需机械通气，呼吸衰竭者在一般氧治疗情况下，如PaO2仍低于60mmHg，亦即呼吸指数（RI= A-aDO2/PaO2）仍超过2时，必须插管。呼吸指数和肺泡-动脉血氧分压差是判断肺心病呼吸衰竭程度、病情监测及预后的重要指标。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),分流率（Qs/Qt）,指每分钟从右心排出的血中未经肺内氧合直接进入左心的血流量占心排出量的比率。监测Qs/Qt可经Swan-Ganz导管抽取混合静脉血按下式计算： Qs/Qt=（CcO2-CaO2）/(CcO2-CvO2) 式中，CcO2为肺泡毛细血管末端血氧含量；CaO2
9、为动脉血氧含量；CvO2为混合静脉血氧含量。CcO2可由下式计算： CcO2=1.39HbSaO2+0.0031PaO2,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),意义：正常人存在少量混合静脉血不经肺循环直接进入体循环而形成解剖分流，以及由于血液流经肺组织而未进行气体交换的肺内分流，约占心排出量的5%。如Qs/Qt10%说明有异常分流，Qs/Qt30%即使吸入高浓度氧低氧血症也难以改善，因此对于顽固性低氧血症患者监测分流可协助诊断。,分流率（Qs/Qt）,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),死腔率（Vd/Vt）,生理无效腔由解剖无效腔和肺泡无效腔组
10、成。常人解剖无效腔约150ml，肺泡无效腔极小，可忽略不计。健康人在静息状态下，生死无效腔约占潮气25%30%，即死腔率。如患者原无慢性肺疾患， Vd/Vt值的持续升高往往提示预后不良。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),意义：Vd/Vt增大直接影响通气效率，如不增加通气量将导致PaCO2升高。 Vd/Vt值的预后意义大于诊断意义。其计算方法如下： Vd/Vt =（PaCO2-PetCO2）/PaCO2),死腔率（Vd/Vt）,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),反映气体血液运输和组织呼吸的指标,氧含量 （C-O2） 氧供 （DO2） 氧耗
11、 （VO2） 氧摄取率（O2ER） P50 动-静脉血氧分压差（Pa-vO2）,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),氧含量content of oxygen,C-O2,指物理溶解的和与Hb结合的氧量，单位是vol%或ml%，它主要取决于Hb的质、量及PaO2。当PaO2100mmHg时，与Hb结合的O2的量不再随PaO2的增长而升高，此时全血氧含量的增加与血浆溶解的O2量增加呈平行关系。它是反映机体氧合的指标，通过CaO2可以计算DO2。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),氧容量：指100ml血液中的Hb在PaO2=150mmHg，PaCO
12、2=40mmHg，体温=38时所结合氧的ml数，1gHb可结合1.34ml氧。故： C-O2=（1.34HbSaO2）+PaO20.00315,氧含量content of oxygen,C-O2,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),氧 供delivery of oxygen, transport of oxygen,DO2,是机体通过循环系统在单位时间内向外周组织提供氧的量，也就是动脉血单位时间内运送氧的速率。其数值为心脏指数与动脉血氧含量的乘积，即DO2=CICaO210ml/min/m2。从这公式中可以看出，决定向组织供氧量多少的因素有三类：循环因素、呼吸因素和血
13、液因素。正常值为520720ml/min/m2。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),氧 耗oxygen consumption, oxygen uptake,VO2,定义：氧耗是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110180ml/min/m2。正常生理状态下，DO2与VO2相互匹配维持组织氧供需平衡。 计算方法：（1）通常用反向Fick公式：VO2=（CaO2-CvO2）CI10ml/min/m2计算。（2）也可用代谢监测仪测定。根据公式VO2=VE(FiO2-FeO2)计算,两种方法有一定差别。其正常值为110160ml/mi
14、n/m2。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),氧摄取率oxygen extraction ratio,O2ER,氧摄取率是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。正常值为0.220.30。 计算方法： O2ER=VO2/DO2100% O2ER=（CaO2-CvO2）/CaO2100%。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),P50 the PO2, at which the Hb is 50% saturated,概念：指正常人在pH=7.40，PaCO2=40mmHg，BE=0，体温=37时,50%Hb被氧饱和时的氧分压,正
15、常值为26.6mmHg。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),临床意义：由于P50位于氧离曲线的陡直部位，因此它的变化可反映氧离曲线位移方向。若P50减小，则氧离曲线左移，说明氧与血红蛋白亲和力增加，氧就不易从血红蛋白释放，此时血氧饱和度虽正常，组织细胞仍有缺氧的可能；若P50增大，则氧离曲线右移，说明氧与血红蛋白亲和力降低，氧易从血红蛋白中释放，虽然此时血氧饱和度偏低，组织细胞仍可能无明显缺氧。 （ODC）,P50 the PO2, at which the Hb is 50% saturated,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),P50
16、 the PO2, at which the Hb is 50% saturated,影响因素：常见的有pH、体温、2,3-DPG、PaCO2。其中2,3-DPG对氧离曲线影响较大.缺氧时, 2,3-DPG含量增多,引起曲线右移,Hb与氧条和力下降。pH与PaCO2对Hb与O2亲和力的影响称为Bohr效应。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),动静脉血氧分压差（Pa-vO2）,作为组织摄取氧能力的重要指标。当Pa-vO2减小时，说明组织从血流中摄取的氧减少。当VO2明显增加时，可发生因氧耗过多而导致的缺氧，此时可伴Pa-vO2值增加，而PaO2可在正常范围之内。由于P
17、aO2下降造成缺氧时，应当注意，当PaO2下降到一定程度时组织细胞的VO2就可随之减少。可以这样认为，Pa-vO2反映了该静脉所引流区域组织细胞表面氧分压之平均值。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),血气监测与呼吸生理,呼吸的三个过程 外呼吸与血气监测 气体运输与血气监测 组织呼吸与血气监测,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),外呼吸与血气监测,肺通气功能与血气监测 PaCO2 PaO2 Vd/Vt 肺换气功能与血气监测 气体的弥散 肺换气功能障碍的原因及表现 反映指标,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),PaCO
18、2,根据VA=VCO2100/%CO2可知，VA与VCO2成正比，而与单位时间内呼出气中CO2浓度（%CO2）成反比。由于PCO2=%CO2K，故VA=VCO2/PaCO2K或PaCO2=VCO2K/VA。因此，在VCO2恒定不变或变化较小的情况下，PaCO2反映着病人的通气功能状态。PaCO2升高，则表示通气不足；PaCO2下降则表示通气过度。麻醉与重症治疗中通气参数的调节均以PaCO2作为主要指标。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),PaO2,肺泡通气与PAO2有一定关系。当通气不足时，PAO2随VA下降而下降。但过度通气时，尽管VA明显增加，PAO2却不能有明
19、显相应升高，此部分曲线比较平坦。由于存在肺泡膜（血气屏障），PAO2与PaO2之间有一定差别，特别是当有换气功能障碍时，对PaO2影响更明显。因此，以PaO2作为反映通气功能的指标有一定局限性。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),PaO2,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),通气效率（Vd/Vt),乃无效腔量与潮气量的比值，反映通气效率，也是肺通气功能状态的一个重要指标。正常值为0.20.35。计算方法如下： Vd/Vt =（PaCO2- PetCO2）/ PaCO2,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),气体的弥散
20、,肺的换气功能是指肺泡膜两侧的气体交换。在正常状态下，单位时间内气体弥散量Vgas=PTAS/dMV 其中P为膜双侧分压差；T为温度，在人体可忽略；A为交换面积，S为该气体溶解度；d为扩散距离；MV为该气体分子量的平方根。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),肺换气功能障碍的原因及表现,肺换气功能障碍主要原因有肺泡膜病变和V/Q比例失调，其结果均造成PaO2下降，因此低氧血症（Hypoxemia）常是肺换气功能障碍的主要早期征象，与此同时，A-aDO2升高，Qs/Qt分流率升高。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),反映指标,反映指标：A-a
21、DO2 和Qs/Qt。 A-aDO2是对通气或换气功能衰竭进行鉴别的重要指标之一。 Qs/Qt也是反映肺换气功能衰竭的重要指标，但必须排除不正常的A-V交通，心脏性右向左分流等情况。其正常值为35%。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),血气监测与气体运输,氧输送：包括外呼吸（肺通气和肺换气）、血液与氧的结合、循环系统输送及氧在组织的释放共四个阶段，其中任何一个阶段发生障碍，都会引起缺氧。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),肺通气与肺换气,肺通气 PAO2=FiO2(PB-PH2O)-PACO2/RQ PACO2=VCO2/VAK 肺换气
22、Vgas=PTAS/dMV,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),气体在血液中的运输,氧合（oxygenation): Hb与O2结合的过程。 氧含量（C-O2）： =（1.34HbSaO2）+0.00315PO2 氧供或氧运输（DO2） =CaO2CI,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),血气监测与组织呼吸,P50 ：反映组织缺氧程度指标； Pa-vO2 ：反映组织对氧的利用情况； SvO2：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； 氧需求（Oxygen demand）：机体组织维持有氧代谢所需氧的总量；
23、 氧耗量（VO2）； 氧摄取率（O2ER）：,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),麻醉手术前应用,麻醉前测定病人的血气值，有助于对病情的判断。 PetCO2不仅可用来判断病人的通气量异常与否，而且结合病史可对病人心肺功能作出合理的估价。 利用血气分析计算呼吸指数，对病人呼吸功能的判断亦有帮助。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),麻醉手术中应用,判断硬膜外麻醉对呼吸功能的影响； 在创伤病人中的应用； 对患有呼吸功能疾患的病人进行呼吸功能判断； 在心脏病病人中的应用； 在神经外科中的应用； 在机械通气中的应用； 指导麻醉后气管导管的拔除。,第六
24、章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),麻醉恢复室及ICU的应用,在麻醉恢复期的应用 早期诊断和防治术后并发症 术后重危病人的监测治疗,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),知识更新,连续动脉血气分析 （continuous intra-arterial blood gas,CIABG） 用化学电极制造的CIABG的传感器外径仅为0.55mm，可放进20G动脉测压套管针内，在不影响动脉测压时能测pH、PO2和PCO2。与常规血气分析（BGA）相比，CIABG有下列优点：1、连续性，节约时间；2、避免常规BGA中因医护人员的主观误差而赞成的采样时间错误；
25、3能及时读数，从而做到早期诊断和治疗；4减少操作误差，如肝素、空气、血细胞代谢及稀释等因素对血气值的影响；5减少环境污染和病人及医护人员的感染。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),知识更新,光导纤维导管血氧饱和度仪（fiberoptic catheter oximeter, FCO） 动脉内血氧饱和度（SiaO2) 颈内静脉血氧饱和度（SjO2）,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),知识更新,脑氧饱和度仪又称经颅近红外光分光检查仪 （transcranial near infrared spectroscopy,NIRS) 用于监测脑皮质氧
26、饱和度（rSO2），正常值726%，主要反映大脑皮质中静脉血氧饱和度。 rSO2可能比EEG更好地反映脑的氧平衡，例如脑缺氧时，随着脑的氧利用下降，EEG活动减慢，甚至可成直线，这时rSO2下降；相反，低温或中枢抑制药用量到一定程度时，随着脑活动的减弱，EEG活动也减弱，甚至成为直线，而rSO2却可因脑耗氧的下降而不变或升高。这说明rSO2在区分病理性和非病理变化时更有意义。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),目的要求,掌握血气分析常用参数的名称、符号和正常值； 掌握血液气体分析各项指标的临床意义； 熟悉呼吸生理与血气分析各项指标之间的关系； 熟悉血液气体分析在临床诊断与治疗中的重要性。,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),课后思考题,反映机体氧合的指标有哪些？ 反映组织缺氧程度的指标有哪些？ 何谓P50，有何临床意义、主要影响因素有哪些？ 在PaCO2和PaO2这两个指标中，哪一指标更能机体的通气状况，为什么？,第六章 血液气体监测（Blood Gas Analysis),
