动脉血气分析指南解读.docx
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动脉血气分析指南解读
动脉血气分析:
解读指南
要点
存在四种主要的酸碱平衡紊乱:
呼吸性酸中毒
代谢性酸中毒
呼吸性碱中毒
代谢性碱中毒
这些平衡紊乱常常伴有代偿性改变这些改变很少可以完全代偿原发性平衡紊乱对于慢性疾病,代偿的幅度会更大,从而更好地维
持pH值
临床提示
在解读血气结果时,一定要参照临床表现。
控制血液的
pH
血液的pH值略偏酸性(
到之间)。
为保持正常的功
能,人体将血液的
pH值维持在
左右。
通过以下三个
机制,人体可以将血液酸碱平衡维持在这个狭窄的范围
之内:
细胞内和细胞外缓冲系统肾脏的调节作用
肺的调节作用
最重要的
pH缓冲系统包括血红蛋白,碳酸(是
CO2溶
解后形成的弱酸)和碳酸氢盐(其对应的弱碱)缓冲系
统。
碳酸氢盐缓冲系统作用效果好,因为其各组分的浓
度可以独立调节。
这一缓冲系统包括两个重要组分,即
CO2和HCO3
肺通过调节肺泡通气量对血液中的
CO
2分压
(pCO2)进
行调节
肾脏通过调节碳酸的排泄和碳酸氢盐的重吸收调节
HCO3-的浓度
Henderson-Hasselbalch
公式
血气分析仪可直接测量
pH
值和pCO2。
HCO
的浓度可
根据Henderson-Hasselbalch
公式算出。
从公式中可
以看出,
pH值取决于
HCO
的浓度与
pCO2
的比值,并
非由两者之一单独决定。
logHCO3
pH=
pK+
xpCO2
以下是该公式的一个简化形式,它明确地表示了三个值之间的关系。
如果您能够记住这个简化公式,它有助于
您理解本单元后面所讲到的代偿性改变部分。
HCO3
pH〜
pCO2
定义
酸血症
当血液的
pH
值<时,称为酸血症。
碱血症
当血液的
pH
值>时,称为碱血症。
酸中毒
这是一个使酸性物质在体内蓄积的过程
但并不一定导致
pH
值异常
从Henderson-Hasselbalch
公式中可
以看出,
HCO3-浓度的降低或
pCO2的升
高均可以诱发酸中毒:
pH〜
HCO3
pCO2
当两种情况只发生一种时,可以导致酸血症
如果在酸中毒的同时发生碱中毒,那么最后的
pH
值可能等于、高于或低于正常值
这是一个使碱性物质在体内蓄积的过程
从Henderson-Hasselbalch
公式中可
HCO3
以看出,
HCO3-浓度的升高或
pCO
2的降
pCO2
低均可以诱发碱中毒:
pH-
当两种情况只发生一种时,可以导致碱血症
如果在碱中毒的同时发生酸中毒,那么最后的
pH
值可能等于、高于或低于正常值
碱剩余
发生酸中毒时,负性的碱剩余提示存在代谢性酸中毒。
碱剩余是指当
pCO2恒定保持在
=40mmHg
【1Kpa=】时将
升血的pH值滴定到所需要的碱量或酸量。
为什么要测量动脉血气?
测量动脉血气的目的是为了:
确定酸碱平衡
确定氧合作用(
动脉pO2
可以帮助我们了解气体交
换的效率)
诊断和确立呼吸衰竭的严重程度(
pCO2可以帮助我
们了解通气情况)
指导治疗,比如,当对慢性阻塞性肺病
(COPD)
者进行氧疗或无创通气治疗时,
或者对糖尿病酮症酸中
毒患者进行治疗时。
四种主要的酸碱平衡紊乱是:
呼吸性酸中毒代谢性酸中毒呼吸性碱中毒代谢性碱中毒。
采用分步式方法解读动脉血气结果
以下方法有助于您系统而准确地解读动脉血气结果(表
1)。
1.
解读动脉血气结果的五步法
是否存在酸血症或碱血症?
原发性酸碱平衡紊乱是呼吸性
的还是代谢性的?
如果是代谢性酸中毒,
阴离子间
隙是否升高?
是否存在代偿?
如果有,代偿
是否适度?
肺泡一动脉氧梯度是多少?
看动脉pO2时,要结合吸入氧浓
首先,
度和动脉
pCO2
您需要熟知正常值(表
请注意,每个医院
的值可能有少许不同,因此您要使用自己医院的正常值。
表2:
动脉血气正常值
动脉pCO2
kPa
动脉pO2
kPa
HCO3
mmol/l
mmol/l
mmol/l
碱剩余
阴离子间隙
氯离子
第一步:
是否存在酸血症或碱血症?
查看pH值,如果pH值:
<,则患者存在酸血症
>,则患者存在碱血症
如果pH值正常,则查看
pCO2和HCO3-浓度,如果一
项或两项异常,则患者可能存在混合型酸碱平衡紊乱。
第二步:
原发性酸碱平衡紊乱是呼吸
性的还是代谢性的?
查看pH、pCO2以及HCO3-浓度。
如果pH
值<,则说明酸中毒导致了酸血症,
并且:
如果pCO2
升高,则说明存在原发性呼吸性酸中毒
如果HCO3
浓度降低,则说明存在原发性代谢性酸
中毒。
如果pCO2
降低,则说明存在原发性呼吸性碱中毒
如果HCO3
浓度升高,
则说明存在原发性代谢性碱
中毒。
实例1
骨科请您查看一名
60
岁的女性患者,该患者两周前进
行了右侧髋关节置换术。
她出现呼吸困难。
她的动脉血
气结果如下:
pH:
pO2:
kPa
pCO2:
kPa
HCO3:
25mmol/l
她患有哪种类型的酸碱平衡紊乱?
第一步:
该患者存在碱血症。
第二步:
她的pCO2降低,
从而判断这是原发性呼吸性碱
中毒。
该患者有原发性呼吸性碱中毒。
鉴别诊断应包括
肺栓塞
和医院获得性肺炎
实例2
您在急症科接诊一名
18
岁男性患者。
该患者已经呕吐
Na+:
138mmol/l
K+:
mmol/l
尿素氮:
mmol/l
肌酐:
130卩mol/l
pH:
pO2:
kPapCO2:
kPa
HCO3:
31mmol/l
第一步:
该患者存在碱血症。
第二步:
他的
HCO3
浓度升高,说明存在原发性代谢性
碱中毒。
该患者在呕吐时从胃肠道丢失氢离子,导致了原发性代
谢性碱中毒。
患者还存在
低钾血症,可能也与代谢性碱
中毒有关。
第三步:
如果是代谢性酸中毒,阴离
子间隙是否升高?
确定酸中毒的类型有助于将潜在病因范围缩小。
阴离子间隙是什么?
在人体内,阳离子和阴离子的数目是相等的。
化验血液
时可以测出大部分的阳离子,但只能测出少量的阴离子。
因此,把所测得的阴离子和阳离子各自相加,两者的差
值即为未测出的阴离子(如血浆白蛋白)量。
因为Na+是主要测得的阳离子,而
Cl-和HCO3
是主
要测得的阴离子,则阴离子间隙的计算公式为:
阴离子间隙
=Na-(Cl
+HCO3
阴离子间隙的正常值为:
8-16mmol/l
有些医院在计算阴离子间隙时将
+也计算在内。
因此:
阴离子间隙
=(Na++K
+)-(Cl
■+HCO3■)
如果计算时包括K,
阴离子间隙的正常值
12-20
mmol/l。
表3中给出了高阴离子间隙酸中毒
(>16mmol/l)
的主
要病因。
表3.
高阴离子间隙酸中
毒(>16
mmol/l)
的主要病因
酮症酸中毒
(比如
物增多
饮酒、饥饿或患糖尿病
时)
乳酸酸中毒
型:
组织的
氧合作用受损
当灌注不足时
(比如休
克时),组织进行缺氧代谢,致使乳酸生成增多
B型:
组织的
氧合作用未受损:
比如肝衰竭时,
乳酸代
谢减少
甲醇
质增多
乙二醇(防冻剂)阿司匹林
慢性肾衰
正常阴离子间隙酸中毒
(8-16mmol/l)
的主要病因一般
和血浆Cl-的增加有关,
如表
所示。
正常阴离子间隙酸中毒
(8-16
mmol/l)
的主要病因
碳酸氢盐丢
经胃肠道:
腹泻回肠造口术
胰痿、胆汁痿、肠痿
经肾:
2型(近端)肾小管酸中
服用碳酸酐酶抑制剂
肾脏排酸能
1型(远端)
肾小管酸中
力下降
4型肾小管酸中毒
(醛固
酮减少症)
对于低白蛋白患者,如何纠正阴离子间隙
在阴离子间隙
(8-16mmol/l)
中,11mmol/l
往往由白
蛋白组成。
所以,白蛋白浓度的下降可以降低阴离子间
隙的基础值。
如果患者的白蛋白浓度低,当出现酸碱平
衡紊乱时,反而会表现为正常的阴离子间隙,因为酸碱
平衡紊乱通常会导致阴离子间隙升高。
浓度每下降10g/l
离子间隙就会降低
mmol/l
实例
一名
61
岁的男性酒精性肝病患者因
"上消化道出血
"收
入院。
他的血压是
90/40mmHg
他的动脉血气结果
如下:
白蛋白:
20g/l(n=40g/l)
Na+:
135mmol/l
K+:
mmol/l
Cl:
100mmol/lpH:
pCO2:
kPa
HCO3:
20mmol/l
乳酸浓度:
5lU/l
他的阴离子间隙是多少?
他存在哪种类型的酸碱平衡紊
乱?
首先计算阴离子间隙:
Na+
(HCO3+
Cl
135
(100
+20)
15mmol/l
所得结果位于正常值
8-16mmol/l
范围之内。
然后根据降低的白蛋白浓度纠正阴离子间隙:
阴离子间隙
=15mmol/l
白蛋白浓度下降了
20g/l
白蛋白浓度每下降10g/l
mmol/l
校正后的阴离子间隙值为
15+5=20mmol/l
于患者存在高乳酸血症和低血压,所以该酸中毒可能继
发于
A型乳酸酸中毒(见表
3)。
实例
一名
20岁的男性自感不适,
诉口渴并进饮大量液体。
他的动脉血气结果如下:
葡萄糖:
30mmol/l
pH:
pO2:
kPapCO2:
kPa
HCO3:
18mmol/l
Na+:
148mmol/l
K+:
mmol/l
Cl:
100mmol/l
该患者存在哪种酸碱平衡紊乱?
第一步:
该患者存在酸血症。
第二步:
他的
HCO3-浓度降低,则说明存在原发性代谢
性酸中毒。
第三步:
阴离子间隙
(Na+
(Cl-+HCO3-)T148
118
尿病酮症酸中毒引起的。
实例5
一名44岁的男性溃疡性结肠炎患者,剧烈腹泻两天。
他的动脉血气结果如下:
肌酐:
200卩mol/l
尿素氮:
17mmol/l
pH:
pO2:
kPapCO2:
kPa
HCO3:
16mmol/l
Na+:
136mmol/l
K+:
mmol/l
Cl:
121mmol/l
该患者存在哪种酸碱平衡紊乱?
第一步:
该患者存在酸血症。
第二步:
他的
HCO3-浓度降低,则说明存在原发性代谢
性酸中毒。
第三步:
阴离子间隙
(Na+
(Cl-+HCO3-)f136
121
第四步:
是否存在代偿?
代偿是指人体为纠正酸碱平衡紊乱而进行的一系列应
答。
正常的代偿途径包括:
缓冲系统,其中包括血红蛋白、血浆蛋白、碳酸氢
盐以及磷酸盐。
这一应答可在数分钟内发生
呼吸应答,可在数分钟到数小时内发生肾脏应答,可能需要一周的时间。
为什么识别代偿如此重要?
通过识别代偿可以帮助您将原发性酸碱平衡紊乱和继发的动脉血气改变区分开来。
例如,当患者存在代谢性酸
中毒时,他可能会出现过度通气,其唯一目的是通过降
低pCO2来代偿代谢性酸中毒,
从而产生部分代偿性代谢
性酸中毒,而不可将其误认为原发性代谢性酸中毒和原发性呼吸性碱中毒。
对于存在单一酸碱平衡紊乱的患者,如果酸碱平衡紊乱
不严重,则可以完全代偿,最终也可以获得一个正常的
pH值。
尽管pH值正常,但
HCO3-和pCO2异常,也
会提示您考虑混合型酸碱平衡紊乱。
您可能觉得判别某一酸碱异常是混合性还是单一代偿性
是一件很难的事情。
但有一点非常有用,即记住原发性
平衡紊乱的预期代偿程度。
如果某一参数的变化超出了
预期的代偿程度,则很可能是混合型酸碱平衡紊乱(见
表5)。
和呼吸性酸碱平衡紊乱相比,代谢性酸碱平衡
紊乱的代偿反应更难以预测。
表5.
总结:
代偿反应
酸碱平
代偿程度
衡紊乱
呼吸性
TpCO2
急性呼吸性酸中毒时,
酸中毒
HCO
以kPa为基础,
pCO2
每升高kPa
HCO3-浓
mmol/l
pH值降低
慢性呼吸性酸中毒时,
以kPa为基础,
pCO2
每升高kPa
HCO3-浓
mmol/l
pH值降低
呼吸性
急性呼吸性碱中毒时,
碱中毒
HCO
以kPa
为基础,
pCO2
每降低kPa
HCO3■浓
mmol/l
pH值增加
慢性呼吸性碱中毒时,
以kPa
为基础,
pCO2
每降低kPa
mmol/l
pH值增加
代谢性
iHCO3
I
酸中毒
pCO
2
代谢性
pCO
碱中毒
代偿反应的方向和初始的化学变化方向始终一致。
这是
值。
请记住Henderson-Hasselbalch
公式中三者之间
的关系:
pH~HCO3/pCO2o
对于慢性疾病,代偿的幅度会更大,从而更好地维持
pH
值。
原发性呼吸性酸碱平衡紊乱可以出现代谢性代偿,
熟知这些预期的变化值有助于您诊断混合型酸碱平衡紊乱。
代谢性代偿
代谢性代偿需要数天时间。
它分为两步:
1细胞缓冲作用,数分钟到数小时内发生。
这只能导
致血浆碳酸氢盐
(HCO3-)轻度升高
2肾脏代偿作用,发生在
因而,急性和慢性酸碱平衡紊乱可出现不同的代偿反应。
呼吸性酸中毒时,肾脏对碳酸的排泄以及对碳酸氢
盐的重吸收增多。
呼吸性碱中毒时,肾脏通过减少碳酸氢盐的重吸收
及氨的排泄发挥代偿作用。
呼吸性代偿
呼吸性代偿需要数小时。
代谢性酸碱平衡紊乱的呼吸性
代偿最长可达
12到24个小时。
此代偿反应在酸碱平
衡紊乱出现后一小时开始,经过
12到24个小时后终
止。
代谢性酸中毒时,控制呼吸的中枢性和周围性化学
继而导致代偿性呼吸性碱中毒
代谢性碱中毒很难通过减少通气量来代偿。
而且通
气不足还可以降低氧合作用。
因此呼吸系统很少将
pCO2保持在kPa
以上。
如果
pCO2超过这一数值,
则说明存在混合型酸碱平衡紊乱,
也即代谢性碱中毒合
并呼吸性酸中毒,而不是代偿性代谢性碱中毒。
混合型酸碱平衡紊乱
混合型酸碱平衡紊乱是指同时出现不只一种的原发性酸碱平衡紊乱。
这在住院患者中常见。
熟知代偿机制和代偿程度有助于您辨别这些酸碱平衡紊乱。
请注意,呼吸性碱中毒和呼吸性酸中毒不可能同时存在。
当出现以下情况时,您应该考虑混合型酸碱平衡紊乱:
代偿反应出现,但存在代偿不足或代偿过度
pCO2和HCO3-浓度出现异常,且两者变化方向相
反(一者升咼,
者降低)
单一酸碱平衡紊乱时,
偿反应的方向和初始异常变化的方向始终一致
pH值正常,但
pCO2或HCO
浓度异常。
单一酸
碱平衡紊乱时,代偿反应很少将
pH值恢复到正常水
平,如果代偿后的
pH值恢复正常,
则考虑存在混合型
酸碱平衡紊乱。
就经验而言:
当pCO2升咼且
HCO3
浓度降低时,呼吸性酸中毒
和代谢性酸中毒同时存在
当pCO2降低且
HCO3
浓度升高时,呼吸性碱中毒
和代谢性碱中毒同时存在。
实例6
一名30岁有抑郁症病史的女性患者服用了过量的苯二
氮卓类药物。
她的动脉血气结果如下:
pH:
pO2:
11kPa
pCO2:
8kPa
HCO3:
25mmol/l
她患有哪种酸碱平衡紊乱?
第一步:
该患者存在酸血症。
第二步:
患者的
pCO
升高,从而判断这是原发性呼吸性
酸中毒。
第四步:
患者的
HCO
浓度是正常的,说明没有代偿。
这是因为患者起病急,
代谢性代偿需要数天时间。
患者由于服用了过量的苯二氮卓类药物,使呼吸中枢受抑制而导致急性呼吸性酸中毒。
肺病(COPD),其动脉血气结果如下:
pH:
pO2:
kPapCO2:
kPa
HCO3:
32mmol/l
他患有哪种酸碱平衡紊乱?
第一步:
该患者存在酸血症。
第二步:
他的
pCO2和HCO3-浓度均升高。
这是属于:
a.
慢性呼吸性酸中毒伴有适度的代谢性代偿?
b.
代谢性碱中毒合并呼吸性代偿?
C.混合型的呼吸性酸中毒和代谢性碱中毒?
第四步:
a.pCO2高出正常值
kPa。
代偿性改变的方向和初始变
化的方向始终一致。
慢性呼吸性酸中毒时,预期的代偿
性改变为:
HCO3
每升高l,
pH值降低(即pH
为
而HCO3浓度为
32mmol/l
)。
b.由于呼吸系统很少将
pCO
2保持在kPa以上,
且该
患者的pH
值低于
其病史也不符合原发性代谢性碱
中毒的特征。
c.该病例中
pH值呈酸性,且代谢性代偿符合
pCO2的
变化。
由此看出,患者存在继发于严重
COPD
的慢性呼吸性酸
中毒。
实例8
一名20岁男性进行性肌营养不良患者,因
"尿路感染
II
收入院,其体温是
39oC
患者自感发热,其周围血管
扩张,血压为
90/60
mmHg。
自1个小时前开始导尿,
现已排尿
5ml
他的动脉血气结果如下:
pH:
pO2:
kPa
pCO2:
kPa
HCO3:
18mmol/l
Na+:
146mmol/l
K+:
mmol/l
Cl:
101mmol/l
患者存在哪种酸碱平衡紊乱?
第一步:
该患者存在酸血症。
+18)=27
第三步:
其阴离子间隙升高(146-101mmol/l。
第四步:
如果是代谢性酸中毒,
pCO2应该降低。
如果是
呼吸性酸中毒,
HCO3浓度应该升高。
因而可见,
他存在
混合型酸碱平衡紊乱。
可以肯定他患有高阴离子间隙代
谢性酸中毒合并呼吸性酸中毒,前者很可能由感染性休
克引起,后者则由进行性肌营养不良导致。
第五步:
肺泡一动脉血氧梯度
A-a梯
度)是什么?
A-a梯度是指肺泡
pO2计算值和动脉
pO2测量值之间
的差值。
动脉pO
2是一个关于气体交换和吸入空气中的
O2浓度分数
(FiO
2)的函数。
因而,其正常值并非恒定
不变。
通过计算
A-a梯度,您可以确定某一动脉血氧测量值对
患者的以下情况而言是否正常:
海拔吸入氧浓度呼吸频率。
这为评估气体交换提供了一个途径,且可以在床边进行。
您还可以用它计算氧气从肺泡内弥散到动脉循环时的效
率。
肺泡pO
2永远高于动脉
pO2。
对于正常人,
A-a
度介于
4kPa
之间。
该梯度的升高意味着气体交
换不足,
当它超过
4kPa
时即为不正常。
计算
A-a
梯度
当在海平面水平呼吸空气时,吸入的氧分压是
21kPa
进入气道后,由于上呼吸道的水蒸气饱和作用,吸入氧
分压
PiO2)降为20kPa。
到达肺泡后,肺泡细胞
摄取
O2,取而代之的是
CO2,从而进一步降低肺泡
pO
2,
变为
13到
14kPa
pCO
产量和
pO2消耗量的比值由呼吸商决定。
据估算,
该比值为
因此,肺泡pO2等于PiO
2和肺泡
pCO2
差值。
pCO
的值通过除以呼吸商稍微增加。
肺泡
pO2
吸入
pO
肺泡
pCO2/
因为肺泡
pCO
肺泡pO
因为A-a
差值,所以,
得出A-a
吸入
pO
肺泡
pCO2x
2约等于动脉
pCO2,所以:
吸入pO
梯度是肺泡
从动脉
梯度:
动脉pCO2x
pO2计算值和动脉
pO2计算值中减去肺泡
pO2
测得值的
pO2,即可
肺泡
pO2=PiO2-动脉pCO2x
A-a
梯度
=肺泡pO2-动脉
pO2
PiO2
=有效吸入pO2。
实例
9
一名
21
岁女性患者,已知患有焦虑症,
因
"呼吸短促
来急症科就诊
0她的胸部x
射线检查正常,
呼吸频率
为20
次/分。
未吸氧时,其动脉血气结果如下:
II
pH:
PO2:
kPa
pCO2:
kPa
HCO3:
25mmol/l
请问该患者的目前症状是由惊恐发作引起,还是有其它
更严重的病因?
算出的肺泡=PiO
2-xpCO
A-a
pO2
=20-x
=20-
=kPa
有有效地从肺泡弥散到动脉循环。
这意味着相对于患者的呼吸频率而言,所测得的动脉血氧气值太低。
您应该怀疑患者患有肺栓塞。
四种常见酸碱平衡紊乱的病因
呼吸性酸中毒
呼吸性酸中毒是一种因肺泡通气不足(即呼吸衰竭)而
引发的临床疾病。
呼吸衰竭可以导致动脉
pCO2迅速升
咼。
主要病因见表
表6.
呼吸性酸中
毒的主要病因
呼吸中枢受抑
药物,如阿片类和苯二氮
卓类药物
中枢神经系统的病变慢性高碳酸血症患者进
行氧疗后
神经肌肉疾病
运动神经元性疾病
导致的呼吸肌
双侧膈肌麻痹,
可见于脊
无力
Barre
髓灰质炎患者
格林巴利综合症
(Guillainsyndrome)
肌萎缩症
多发性硬化
胸壁或胸廓异
肥胖低通气综合症
脊柱后凸连枷胸
硬皮病
影响气体交换
慢性阻塞性肺疾病
的疾病
气道梗阻
呼吸性碱中毒
(COPD)
肺炎
重症哮喘
急性肺水肿
梗阻性睡眠呼吸暂停
呼吸性碱中毒是一种因肺泡过度通
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