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1、动脉血气分析动脉血气分析南昌大学一附院呼吸内科南昌大学一附院呼吸内科张伟张伟内容提要内容提要一、血一、血中中OO2 2 & CO & CO2 2 的转运的转运二、基本概念二、基本概念三、酸碱调节和失衡三、酸碱调节和失衡四、酸碱失衡的诊断和分析四、酸碱失衡的诊断和分析五、举例说明五、举例说明六、治疗六、治疗OO2 2的转运的转运AlveolusCapillary 98.5% combines with hemoglobin1.5% dissolves in blood一、一、reviewsCOCO2 2转运转运Capillary Tissue cells Carbaminohemoglobin：
2、氨基甲酰血红蛋白氨基甲酰血红蛋白一、一、reviews7% dissolving directly in blood外呼吸外呼吸肺内肺内OO2 2 的运载和的运载和COCO2 2 释放释放AlveolusCapillary 一、一、reviews内呼吸内呼吸组织中组织中COCO2 2 的运载和的运载和OO2 2 的释放的释放Capillary Tissue cells 一、一、reviewsDEFINITION1. 1.血气分析是利用血气分析是利用3 3个电级（个电级（pHpH、COCO2 2、OO2 2）测定动测定动脉血气中具有生理效应气体（脉血气中具有生理效应气体（OO2 2、COCO2
3、2）分压及分压及pHpH值的技术。值的技术。2.2. 其作用在于（其作用在于（1 1）了解有无缺氧和）了解有无缺氧和COCO2 2潴留？程度？；潴留？程度？；（2 2）酸碱失衡？类型？程度；（）酸碱失衡？类型？程度；（3 3）重要的重症监）重要的重症监护参数，指导临床诊断和治疗。护参数，指导临床诊断和治疗。 二、二、Basic concepts常用指标及正常值常用指标及正常值二、二、Basic concepts PaOPaO2 2 SaOSaO2 2 O-H O-H 解离曲线解离曲线1. 1. 有关氧的指标有关氧的指标二、二、Basic concepts OO2 2CT CT D(A-a)OD
4、(A-a)O2 2 氧合指数氧合指数（1）PaO2 PaOPaO2 2：物理溶解于动脉血物理溶解于动脉血液中的氧所产生的压力液中的氧所产生的压力(0.(0.3 3ml Oml O2 2/100ml at 37 /100ml at 37 0 0C C sea level when breathing sea level when breathing room air)room air) 正常值正常值9595mmHgmmHg二、二、Basic concepts 影响因素：影响因素：1 1）大气压）大气压2 2）温度温度3 3）吸氧浓度吸氧浓度4 4）病人年龄：病人年龄： PaO2 = 104-(0
5、.27 x age)PaO2 = 104-(0.27 x age) 意义：缺氧的早期指标（趋意义：缺氧的早期指标（趋势），但不完全反映缺氧势），但不完全反映缺氧Atmospheric Pressure二、二、Basic concepts海拔高度海拔高度(m)大气压大气压(mmHg)氧分压氧分压(mmHg)884825353610034973550037980300052311015006301320760160（2）SaO2 SaO2：血液在一定氧分压下，血液在一定氧分压下，HbO2占全部占全部Hb的百分比，每克的百分比，每克Hb在在氧氧100%饱和的情况下可结合饱和的情况下可结合1.34 m
6、l O2。SaO2和和Hb的多少无关。的多少无关。 正常值正常值95 3% 影响因素：影响因素：1）O2 pressure2）temperature3）pH 意义：反映缺氧较为迟钝，但为影响意义：反映缺氧较为迟钝，但为影响O2CT的主要因素的主要因素二、二、Basic concepts（3）Oxygen-Hemoglobin Dissociation CurveO-H curve: 1. PaO2与与SaO2有关，但非直线关系；有关，但非直线关系； 2. SaO2反映缺氧的程度远不如反映缺氧的程度远不如PaO2敏感；敏感； 3. 高原缺氧可保证供养；高原缺氧可保证供养； 4. 有利于肺携带氧，
7、组织释放氧；有利于肺携带氧，组织释放氧； 5. PaO2 60mmHg为缺氧的治疗点为缺氧的治疗点二、二、Basic concepts（4）Oxygen content nO2CT：血液中所含氧量的总和，除了物理溶解于血液中血液中所含氧量的总和，除了物理溶解于血液中的氧量外，还包括了与的氧量外，还包括了与Hb结合的氧量结合的氧量nO2CT = (1.34 Hb SaO2) + 0.003 PaO2 = (1.34 15 100%) + 0.003 100 = 20.1+0.3 = 20.4 ml n正常值：正常值：15-23 ml (15g Hb)n意义：有无缺氧的指标，较全面但迟钝意义：有无
8、缺氧的指标，较全面但迟钝98.5% combines with hemoglobin1.5% dissolves in blood二、二、Basic concepts（5）D(A-a)O2nP PA AOO2 2 = FiO= FiO2 2(760-47) (760-47) 1.25 1.25 PaCO PaCO2 2 = 0.21= 0.21 713 713 1.25 1.25 PaCO PaCO2 2 = 150 = 150 1.25 1.25 PaCO PaCO2 2 D(A-a)O2 = PAO2 D(A-a)O2 = PAO2 PaO2 PaO2n正常值正常值: 10 : 10 mm
9、Hg (30mmHg)mmHg (30mmHg)n意义：判断意义：判断V/QV/Q比例、弥散能力等重要指标比例、弥散能力等重要指标0.5 m 二、二、Basic concepts（6）Index of Oxygenation (IO)nIO=POIO=PO2 2/FiO/FiO2 2n正常值：正常值：400500400500mmHgmmHgn反映机体的缺氧状态反映机体的缺氧状态nALI: 200mmHgALI: 200mmHgIOIO300mmHg300mmHgnARDS: IO200ARDS: IO4545mmHgmmHg为通气不足，为通气不足，CO2CO2潴留，呼酸；潴留，呼酸；3535m
10、mHgmmHg为通气过度为通气过度，CO2CO2排出过多，呼碱排出过多，呼碱7%dissolves in plasma二、二、Basic concepts3. pH：H+负对数负对数pHnmol/L6.01 0006.81607.01007.2637.4407.6257.8168.0109.01n生命的生命的 H H+ + 范围约范围约16-160 16-160 nmolnmol/L/L，即即7.86.87.86.8n正常值：正常值：pH = 7.40 pH = 7.40 0.05 0.05，HH+ +=40 =40 4 4 ； 正常；酸中毒正常；酸中毒/ /碱中毒代偿期；酸中毒碱中毒代偿期；
11、酸中毒+ +碱中毒碱中毒n酸血症酸血症：动脉动脉 H H+ + 高于正常范围，高于正常范围，pH7.35pH7.45pH7.45n酸中毒：机体未获代偿时酸血症状态酸中毒：机体未获代偿时酸血症状态n碱中毒：机体未获代偿时碱血症状态碱中毒：机体未获代偿时碱血症状态二、二、Basic concepts4. HCO3-nABAB：血浆中实测血浆中实测HCOHCO3 3- -的含量，受呼吸因素影响的含量，受呼吸因素影响nSBSB：标准状态下测的标准状态下测的HCO3-HCO3-含量，不受呼吸影响含量，不受呼吸影响n意义：意义：ABAB与与SBSB为反映酸碱平衡中代谢因素的指标为反映酸碱平衡中代谢因素的指
12、标n正常：正常：AB=SBAB=SB，24 24 3 3 mmolmmol/L/L； 如：如：ABSBABSB，通气不足，呼酸；代碱通气不足，呼酸；代碱 ABSBABSB，通气过度，呼碱；代酸通气过度，呼碱；代酸二、二、Basic concepts标准状态：标准状态：37 0C, PCO2 40mmHg, SaO2100%5. Base Excess (BE)n正常值：正常值：0 0 3 3 mmolmmol/L/Ln代酸时代酸时BEBE负值增大负值增大n代碱时代碱时BEBE正值增大正值增大n意义：反映体内碱贮备意义：反映体内碱贮备水平，不受呼吸影响水平，不受呼吸影响PCO20 20 40 6
13、0 80 1005040302010 2.66 5.3 8 10.7 14.4mm HgkPaHCO3- Concentration (mM)B.E.zeroNormal blood linePCO2 highB.E. posPCO2 highB.E. negPCO2 lowB.E. posPCO2 lowB.E. neg二、二、Basic concepts6. Anion Gap (AG)nAG = AG = 未测定阴离子未测定阴离子 未测定阳离子未测定阳离子 = = 已测定阳离子已测定阳离子 已测定阴离子已测定阴离子 = = NaNa+ + ClCl- - HCO HCO3 3- - =
14、12 = 12 4 4 mmolmmol/L/Ln意义：意义：AGAG升高主要反映体内代酸升高主要反映体内代酸LEUKAMLEUKAM Lactic acidosis Lactic acidosis Ethanol Ethanol Uremia (renal failure) Uremia (renal failure) Ketones Ketones (starvation, alcoholic and diabetic (starvation, alcoholic and diabetic ketoacidosisketoacidosis) ) Aspirin Aspirin Methan
15、ol other alcohols and ethylene glycol intoxication Methanol other alcohols and ethylene glycol intoxication AG:SO42-/PO42-HCO3-+Cl-132mmol/L Ca2+/Mg2+Na+145mmol/L155 155AGAG越大，判定代酸越大，判定代酸越可靠，但越可靠，但AGAG正常，正常，不等于无代酸不等于无代酸( (高氯高氯性代酸）性代酸）AG二、二、Basic concepts7. 潜在潜在HCO3- (potential or corrected)nHCOHCO3
16、3- -减少是由于存在未测定阴离子，每增加一分子阴离子减少是由于存在未测定阴离子，每增加一分子阴离子/ /丢失一分子丢失一分子HCOHCO3 3- -ncorrected HCO3- = measured HCO3- + (AG-12)n意义：意义：ncorrected HCO3- = normal HCO3-，单纯代酸单纯代酸ncorrected HCO3- normal HCO3-，合并代碱合并代碱n判定有无三重酸碱平衡紊乱判定有无三重酸碱平衡紊乱二、二、Basic conceptsAG:SO42-/PO42-HCO3-+Cl-132mmol/L Ca2+/Mg2+Na+145mmol/L
17、 酸碱失衡的类型酸碱失衡的类型n单纯性：单纯性：n呼吸性：呼酸、呼碱呼吸性：呼酸、呼碱n代谢性：代酸、代碱代谢性：代酸、代碱n复合型复合型/混合型混合型n二重：呼酸二重：呼酸+代碱代碱 呼酸呼酸+代酸代酸 呼碱呼碱+代碱代碱n三重：呼酸型三重：呼酸型-呼酸呼酸+代酸代酸+代碱代碱 呼碱型呼碱型-呼碱呼碱+代酸代酸+代碱代碱0 20 40 60 80 1005040302010 2.66 5.3 8 10.7 14.4mm HgkPaPCO2HCO3- Concentration (mM)Normalblood lineMetabolic alkalosisRespiratory acidosi
18、sMetabolicacidosisResp alkalosis三、三、Acid-base regulation and imbalances注：至今为止，临床上只能对并发高注：至今为止，临床上只能对并发高AGAG代酸的代酸的TABDTABD作出诊断，而对高氯作出诊断，而对高氯性性TABDTABD尚缺乏有效的诊断手段。尚缺乏有效的诊断手段。单纯性酸碱紊乱的常见原因单纯性酸碱紊乱的常见原因类型类型机制机制原因原因呼酸呼酸通气不足通气不足COPD /OSAS /呼吸肌麻痹呼吸肌麻痹/安眠药安眠药/呼吸机使用不当等呼吸机使用不当等呼碱呼碱通气过度通气过度哮喘哮喘/IFP/癔病癔病/左心衰左心衰/呼吸
19、机使用不当等呼吸机使用不当等代酸代酸体内非碳酸类体内非碳酸类酸生成过多或酸生成过多或HCO3-丢失丢失过多过多AG 性性1. 酮酸、乳酸、酮酸、乳酸、HPO42-、SO42- ：糖尿病、肾糖尿病、肾衰、心衰、休克、缺氧、脱水；衰、心衰、休克、缺氧、脱水；2. 药物性：水杨酸过量、甲醇、乙酸药物性：水杨酸过量、甲醇、乙酸高氯性高氯性 (AG)1. 腹泻、肠瘘、肾小管酸中毒腹泻、肠瘘、肾小管酸中毒2. 药物性药物性:NH4Cl、CaCl2、碳酸苷酶抑制剂碳酸苷酶抑制剂代碱代碱体内体内HCO3-增多或非碳酸增多或非碳酸类酸的类酸的H+丢丢失过多失过多氯敏感性氯敏感性 (尿尿15mmol/L)生理盐水
20、治疗无效，见于应用皮质激素、醛固酮生理盐水治疗无效，见于应用皮质激素、醛固酮症、症、Cushing症、低钾等症、低钾等三、三、Acid-base regulation and imbalances酸碱平衡的调节酸碱平衡的调节n人体内环境平衡的三大体系人体内环境平衡的三大体系n水和电解质水和电解质n渗透压渗透压n酸碱酸碱三、三、Acid-base regulation and imbalancesn酸碱平衡的调节酸碱平衡的调节n缓冲系统缓冲系统n肺脏肺脏n肾脏肾脏n细胞内外离子交换细胞内外离子交换1. 1. 全血缓冲系统全血缓冲系统AcidTypesCapacity TimeCO2Non-HCO
21、3- buffers100%At onceHoursFixed Acid弱酸弱酸/ /弱减盐弱减盐组成组成Bicarbonate: HCO3-/H2CO3 plasma RBCs35%18%Haemoglobin：HbO2-/HHbO235%Plasma Proteins: Pro-/HPro7%Phosphate: HPO42-/H2PO4-5%三、三、Acid-base regulation and imbalances2. 2. 肺脏代偿肺脏代偿nH+ + HCO3- H2O + CO2nPCO2 VCO2/VA n代偿时间代偿时间：min HrnpHHCO3-/H2CO3 20/1三、
22、三、Acid-base regulation and imbalances3. 3. 肾脏代偿肾脏代偿n重吸收重吸收HCOHCO3 3- -n直接排酸：直接排酸：H H+ +-Na-Na+ +交换机制交换机制n排泌排泌NHNH4 4+ +过程中带走过程中带走H H+ + NH NH3 3 + H + H+ + ( (远曲小管远曲小管) ) NHNH4 4+ +n远曲小管远曲小管H H+ +和和K K+ +竞争性交换竞争性交换NaNa+ +n代偿时间代偿时间: : day 1 day 1 day 7 day 7三、三、Acid-base regulation and imbalances4. I
23、ntra- & Extracellular Ion Exchange 细胞内液细胞内液 细胞外液细胞外液H+ H+K+、Na+ K+、Na+ (3K+ 2Na+ + H+)代偿时间代偿时间: min 36hr注注: : 最重要的代偿机制位于肺、最重要的代偿机制位于肺、肾肾三、三、Acid-base regulation and imbalances 酸碱紊乱的诊断方法酸碱紊乱的诊断方法n酸碱卡酸碱卡n图表图表n电脑电脑n公式公式n逻辑记忆逻辑记忆四、四、Diagnosis and analysis of acid-base imbalancesnStep 1: Step 1: 确定有无酸碱平衡
24、紊乱？确定有无酸碱平衡紊乱？ nAcidemicAcidemic (pH7.35) or (pH7.45)? (pH7.45)?nStep2: Step2: 原发性紊乱（呼吸原发性紊乱（呼吸/ /代谢）代谢）? ? n病史病史+ + 动脉动脉PaCOPaCO2 2 或或 HCOHCO3 3- -npHpH ：PaCOPaCO2 2 ，呼吸性呼吸性 / / HCOHCO3 3- - ，代谢性代谢性npH pH ：PaCOPaCO2 2 ，呼吸性呼吸性 / / HCOHCO3 3- - ，代谢性代谢性四、四、Diagnosis and analysis of acid-base imbalance
25、s酸碱平衡紊乱的诊断程序（酸碱平衡紊乱的诊断程序（1 1）酸碱平衡紊乱的诊断程序（酸碱平衡紊乱的诊断程序（1 1）nStep 3: 若为呼吸性，急性？慢性？若为呼吸性，急性？慢性？n急性过程：急性过程： 10mmHg PaCO2 = 0.08 pHn慢性过程：慢性过程： 10mmHg PaCO2 = 0.03 pHn急性呼酸急性呼酸: pH =0.08 （ 10mmHg PaCO2 /10）n慢性呼酸慢性呼酸: pH =0.03 （ 10mmHg PaCO2 /10）n急性呼碱急性呼碱: pH =0.08 （ 10mmHg PaCO2 /10）n慢性呼碱慢性呼碱: pH =0.03 （ 10m
26、mHg PaCO2 /10）四、四、Diagnosis and analysis of acid-base imbalancesnStep 4: Step 4: 若为代酸若为代酸, , 确定有无确定有无AGAG ? ?nAGAG越大，判定代酸越可靠，但越大，判定代酸越可靠，但AGAG正常，不等于无代酸（高氯性正常，不等于无代酸（高氯性酸中毒）酸中毒）AG:SO42-/PO42-HCO3-+Cl-132mmol/L Ca2+/Mg2+Na+145mmol/L155 155AG四、四、Diagnosis and analysis of acid-base imbalances酸碱平衡紊乱的诊断程序
27、（酸碱平衡紊乱的诊断程序（1 1）nStep 5: 若若AG ，计算潜在碱，确定有无其他代谢计算潜在碱，确定有无其他代谢性因素存在？性因素存在？( (三重酸碱紊乱）三重酸碱紊乱）ncorrected HCO3- = measured HCO3- + (AG-12)ncorrected HCO3- = normal HCO3-，单纯代酸单纯代酸ncorrected HCO3- normal HCO3-，合并代碱合并代碱四、四、Diagnosis and analysis of acid-base imbalances酸碱平衡紊乱的诊断程序（酸碱平衡紊乱的诊断程序（1 1）nStep 6: Ste
28、p 6: 确定代谢性紊乱后，判定呼吸代偿或失代偿确定代谢性紊乱后，判定呼吸代偿或失代偿? ? nExpected PaCOExpected PaCO2 2 = 1.5 = 1.5 血血HCOHCO3 3- - + 8 + 8 2 2n实测实测 PaCOPaCO2 2 预计预计PaCOPaCO2 2, , 提示原发性呼酸提示原发性呼酸四、四、Diagnosis and analysis of acid-base imbalances酸碱平衡紊乱的诊断程序（酸碱平衡紊乱的诊断程序（1 1）2. 4-5-6-7 Method for Identifying Acid-base Disturbance
29、s and Their Compensation Limit类型类型原发性原发性继发性继发性代偿极限代偿极限慢性呼酸慢性呼酸PCOPCO2 2 10mmHg 10mmHgHCOHCO3 3- - 4mmol/L 4mmol/LHCOHCO3 3- - 45 45 mmolmmol/L /L 慢性呼碱慢性呼碱PCOPCO2 2 10mmHg 10mmHgHCOHCO3 3- - 5mmol/L 5mmol/LHCOHCO3 3- - 15 15 mmolmmol/L/L慢性代酸慢性代酸HCOHCO3 3- - 10mmol/L 10mmol/LPCOPCO2 2 6 mmHg 6 mmHgPCO
30、PCO2 2 50 mmHg 50 mmHg四、四、Diagnosis and analysis of acid-base imbalances3. 3. 掌握酸碱变化规律掌握酸碱变化规律n肺肾间相互代偿规律肺肾间相互代偿规律n代偿极限代偿极限n代偿时限代偿时限n代偿只能使代偿只能使pH向正常方向移动（接近向正常方向移动（接近7.40），不可能移向相反方向），不可能移向相反方向n代偿代偿“过度过度”和代偿和代偿“不足不足”都提示有另一种失调，都提示有另一种失调，“过度过度”为反向为反向失调，失调，“不足不足”为同向失调为同向失调n在单纯性失调中，在单纯性失调中，与与pH方向相同者为原发失调方向
31、相同者为原发失调n代偿改变应与原发性失调在程度上相匹配，如代偿改变应与原发性失调在程度上相匹配，如0.6法法（HCO3-/PCO2 =0.6）n结合临床结合临床四、四、Diagnosis and analysis of acid-base imbalancesSample Problem-Case 1n24Y，男，男，1型糖尿病，型糖尿病，24h胃痛纳差，恶心呕吐，停用胰岛素胃痛纳差，恶心呕吐，停用胰岛素治疗，近治疗，近2h意识模糊意识模糊. 血糖血糖25mmol/L，ABG为为:nNa+ 130 mEq/L pH 7.20nCl- 80 mEq/L PaCO2 25 mmHgnHCO3- 1
32、0 mEq/L PO2 68 mmHgSample Problem-Case 2n68Y，男，男，COPD 40Y，近近2天感染后出现意识障碍，进食天感染后出现意识障碍，进食少，明显呼吸困难少，明显呼吸困难。血电解质和血电解质和ABG如下：如下：nNa+ 130 mEq/L pH 7.20nCl- 80 mEq/L PaCO2 85 mmHgnHCO3- 46 mEq/L PO2 46 mmHg酸碱紊乱的治疗酸碱紊乱的治疗类型类型治疗指征治疗指征方法和剂量方法和剂量呼酸呼酸急性：哮喘急性：哮喘慢性：慢性：COPD呼吸道通畅呼吸道通畅(气管插管气管插管/切开等切开等)呼吸机、呼吸机、BiPAP呼碱呼碱pH7.65治疗原发病治疗原发病/增加死腔增加死腔/吸入含吸入含5%CO2氧气氧气/补钙补钙/机械通气机械通气代酸代酸pH7.20HCO3-7.60补酸量补酸量mmol=(103-Cl实测值实测值) 体重体重(kg) 0.2 10%盐酸精氨酸为盐酸精氨酸为950mmol/L, 内含内含Cl-475mmol, 滴注不宜太快，应监测尿钠，一旦尿滴注不宜太快，应监测尿钠，一旦尿Cl-出现，提示补出现，提示补Cl-恰到好处。恰到好处。追追 求求 最最 高高 境境 界界