第五章血液气体监测

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1、兰州大学第二医院兰州大学第二医院外科外科ICU董晨明董晨明第五章 血液气体监测大纲要求：大纲要求：一、重点掌握血液气体分析的指标及临床一、重点掌握血液气体分析的指标及临床意义。意义。二、熟悉血液气体分析各项指标与呼吸功二、熟悉血液气体分析各项指标与呼吸功能之间的关系。能之间的关系。三、熟悉血液气体分析在临床诊断与治疗三、熟悉血液气体分析在临床诊断与治疗中的重要性。中的重要性。第一节第一节 血气监测参数及临床意义血气监测参数及临床意义一一、血血氧分压（氧分压（PO2） 指血浆中物理溶解的指血浆中物理溶解的O2所产生的压力。所产生的压力。吸入空气，每吸入空气，每100m1血液中仅溶解氧约血液中仅溶

2、解氧约0.3ml，而，而绝大部分氧是以与血红蛋白结合的形式存在并运绝大部分氧是以与血红蛋白结合的形式存在并运输的。输的。动脉血氧分压（动脉血氧分压（PaO2）经皮氧分压（经皮氧分压（PtcO2）混合静脉血氧分压（混合静脉血氧分压（PvO2）1 1、动脉血氧分压（、动脉血氧分压（PaO2 ）PaO2的应用：的应用：（1）呼吸功能的监测）呼吸功能的监测（2）低氧血症的诊断）低氧血症的诊断（3）术前肺功能评价）术前肺功能评价（4）手术适应证的掌握）手术适应证的掌握（5）对肺通气、换气功能）对肺通气、换气功能的了解的了解（6）机械通气参数的调整）机械通气参数的调整影响影响PaO2的因素：的因素：（1）

3、肺泡通气量）肺泡通气量（2） VAQ比值比值（3）吸入氧浓度（）吸入氧浓度（FiO2）（4）气体弥散效率）气体弥散效率（5）心排出量）心排出量（6）组织氧耗量）组织氧耗量血氧分压与组织供氧有直接关系血氧分压与组织供氧有直接关系 氧从毛细血管向组织弥散的动力是这两者的氧分氧从毛细血管向组织弥散的动力是这两者的氧分压差。压差。 当当PaO220mmHg时，组织就失去了从血液中时，组织就失去了从血液中摄取氧的能力。摄取氧的能力。Pa-vO2的大小可反映组织对氧的利用情况。的大小可反映组织对氧的利用情况。PvO2反映该静脉反映该静脉所引流的那部分细胞组织表面氧所引流的那部分细胞组织表面氧分压的均值。分

4、压的均值。没有明显动静脉分流的情况没有明显动静脉分流的情况下，下，PvO2可作为组织可作为组织缺氧程度的一个指标。缺氧程度的一个指标。 二二、血氧饱和度（血氧饱和度（SO2） 指血液标本中血红蛋白实际结合的氧量与最大结合氧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。量的百分比。 即：血氧饱和度（即：血氧饱和度（SO2） 100 动脉血氧饱和度（动脉血氧饱和度（ SaO2 ） 脉搏血氧饱和度（脉搏血氧饱和度（SpO2） 混合静脉血氧饱和度（混合静脉血氧饱和度（SvO2）血红蛋白的多少无关血红蛋白的多少无关氧的结合能力（或称亲和力）有关氧的结合能力（或称亲和力）有关 血氧饱和度与血氧

5、饱和度与 由于氧解离曲线的由于氧解离曲线的特点，特点，PaO2在在60110 mmHg变化时，血氧饱变化时，血氧饱和度变化不明显，在和度变化不明显，在9l99之间。当低氧之间。当低氧血症血症PaO245mmHg见于：见于：二氧化碳生成增加。二氧化碳生成增加。中枢性或外周性呼吸抑制导致肺泡通气不足。中枢性或外周性呼吸抑制导致肺泡通气不足。二氧化碳气腹导致呼吸障碍、二氧化碳吸收二氧化碳气腹导致呼吸障碍、二氧化碳吸收入血。入血。机械通气时通气量设置过低、死腔量过大或机械通气时通气量设置过低、死腔量过大或钠石灰失效、呼出活瓣失灵。钠石灰失效、呼出活瓣失灵。PaCO235mmHg见于：见于： 过度通气或

6、低体温，机体代谢率降低，二氧过度通气或低体温，机体代谢率降低，二氧化碳生成减少。化碳生成减少。 呼气末二氧化碳分压（呼气末二氧化碳分压（PETCO2）n无明显心肺疾患时，无明显心肺疾患时， PETCO2可反映肺可反映肺通气状态和计算二氧化碳的产生量。通气状态和计算二氧化碳的产生量。nPETCO2可及时发现呼吸机故障、指导可及时发现呼吸机故障、指导呼吸机参数的调整和撤机。呼吸机参数的调整和撤机。nPETCO2可反映循环功能、肺血流情况、可反映循环功能、肺血流情况、气管导管的位置、人工气道的状态。气管导管的位置、人工气道的状态。四、气体交换效率四、气体交换效率n肺泡气动脉氧分压差（肺泡气动脉氧分压

7、差（ A-aDO2 ）n氧合指数（氧合指数（PaO2/FiO2）n呼吸指数（呼吸指数（ A-aDO2 / PaO2 ）n分流率（分流率（Qs/Qt）n死腔率（死腔率（VD/VT） A-aDO2正常的低氧血症：正常的低氧血症：n 通气不足通气不足n吸入氧浓度过低吸入氧浓度过低 A-aDO2升高的低氧血症：升高的低氧血症：n通气血流比失调通气血流比失调n肺内分流肺内分流n气体弥散障碍气体弥散障碍呼吸指数（呼吸指数（ A-aDO2 / PaO2 ）n呼吸指数正常值呼吸指数正常值1，表明氧合功能明显减退，表明氧合功能明显减退n呼吸指数呼吸指数2，需机械通气，需机械通气n呼吸指数和呼吸指数和A-aDO2

8、是判断肺心病呼吸衰是判断肺心病呼吸衰竭程度、病情监测及预后的重要指标。竭程度、病情监测及预后的重要指标。呼吸指数（呼吸指数（ A-aDO2 / PaO2 ） 作为肺氧合能力的指标，具有下列特点：作为肺氧合能力的指标，具有下列特点：即使即使FiO2不同，仍有参考价值。不同，仍有参考价值。呼吸指数的变化与肺功能状态呈现明显的相关性，呼吸指数的变化与肺功能状态呈现明显的相关性，呼吸指数越大，说明肺功能越差，呼吸指数的动呼吸指数越大，说明肺功能越差，呼吸指数的动态观测对预后的判断有价值。态观测对预后的判断有价值。利用呼吸指数列线图可以大致预计出该病人在不利用呼吸指数列线图可以大致预计出该病人在不同同F

9、iO2条件下的条件下的PaO2值，因而可供麻醉期间掌握值，因而可供麻醉期间掌握给氧量时参考。给氧量时参考。危重病医学危重病医学呼吸指数的列线图呼吸指数的列线图五、反映气体血液运输五、反映气体血液运输和组织呼吸的指标和组织呼吸的指标n氧含量氧含量n氧供氧供n氧耗氧耗n氧摄取率氧摄取率nP50n动静脉血氧分压差动静脉血氧分压差1. 氧含量氧含量 （C-O2） 血液中所含氧量的总和血液中所含氧量的总和 溶解于血液中氧量溶解于血液中氧量 与与Hb相结合的氧量相结合的氧量 C-O2（1.38HbSaO2 ）0.00315 PO2注：注：1. C-O2与与PO2之间存在着一定的关系。之间存在着一定的关系。

10、 2. 温度温度，Hb与氧的亲和力与氧的亲和力，反之亦然。，反之亦然。 3. 在低温麻醉时对组织的供氧相对较差在低温麻醉时对组织的供氧相对较差 。2. 氧供（氧供（DO2）n指单位时间内循环系统向外周组织提供的氧量。指单位时间内循环系统向外周组织提供的氧量。 CaO21.38Hb SaO2氧供计算公式：氧供计算公式： DO2COCaO2CO1.38Hb SaO2n氧供正常值为氧供正常值为520720ml(minm2)。n氧供反映了循环系统的运输功能，同时也受肺氧供反映了循环系统的运输功能，同时也受肺通气及肺换气功能的影响；通气及肺换气功能的影响；nCO、Hb、SaO2中的任何一个发生变化均会影

11、中的任何一个发生变化均会影响氧供。响氧供。3. 氧耗（氧耗（VO2）n 指单位时间全身组织消耗氧的总量，它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。决定于机体组织的功能代谢状态。 正常值为正常值为110180ml(minm2)正常生理状态下，正常生理状态下，DO2与与VO2相互匹配维持组相互匹配维持组织氧供需平衡。织氧供需平衡。在发热、感染、器官功能增强或高代谢状态在发热、感染、器官功能增强或高代谢状态时，组织细胞氧摄取量增加，氧耗也随之增时，组织细胞氧摄取量增加，氧耗也随之增加。加。4. 氧摄取率氧摄取率 （oxygen extraction ratio，O2ER） 指

12、全身组织氧的利用率，它反映组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。织从血液中摄取氧的能力。 正常值为正常值为0.220.30O2ER 0.30：氧需求增加，输送到组织的氧需求增加，输送到组织的氧不能满足细胞代谢的需要。氧不能满足细胞代谢的需要。5 5. P50 血红蛋白氧饱和度为血红蛋白氧饱和度为50时的氧分压，时的氧分压，是反映是反映Hb与与O2亲和力的指标。亲和力的指标。n正常情况下为正常情况下为3.52kPa（26.5mmHg）。）。nP50增大，氧解离曲线右移，促进增大，氧解离曲线右移，促进O2Hb解离，解离，向组织释放氧。向组织释放氧。nP50减小，氧离曲线左移，减小

13、，氧离曲线左移，Hb与与O2亲和力增加亲和力增加而不易解离，氧释放减少。而不易解离，氧释放减少。 6.动动-静脉血氧分压差（静脉血氧分压差（Pa-vO2） 是组织摄取氧能力的重要指标。是组织摄取氧能力的重要指标。n当当Pa-vO2减少时，说明组织从血流中摄取的减少时，说明组织从血流中摄取的氧减少。氧减少。n当当VO2明显增加时，可发生因氧耗过多而导明显增加时，可发生因氧耗过多而导致的缺氧，此时致的缺氧，此时Pa-vO2增加，而增加，而PaO2可在正可在正常范围内。常范围内。n当当PaO2下降达到一定程度时，组织细胞的下降达到一定程度时，组织细胞的VO2可随之减少。可随之减少。第二节第二节 血气

14、监测与呼吸生理血气监测与呼吸生理 氧与二氧化氧与二氧化碳在血液中碳在血液中的运输的运输外呼吸外呼吸(或称肺呼吸或称肺呼吸)内呼吸内呼吸(或组织呼吸或组织呼吸)呼吸的全过程呼吸的全过程 一、外呼吸与血气监测一、外呼吸与血气监测 外呼吸的主要环节为肺的通气功能外呼吸的主要环节为肺的通气功能 1. 肺通气功能与血气监测肺通气功能与血气监测 肺泡通肺泡通气量气量 潮气量潮气量 V VT T死腔死腔气量气量 VA（VTVD）fPaCO2 2反映着肺的通气功能状态反映着肺的通气功能状态肺通气与肺泡气氧分压有一定的关系肺通气与肺泡气氧分压有一定的关系肺的换气功能：肺泡膜两侧气体的交换。肺的换气功能：肺泡膜两

15、侧气体的交换。 CO2的弥散力要比的弥散力要比O2大大20倍。倍。 即使分压差即使分压差6mmHg，CO2仍弥散到肺泡，仍弥散到肺泡，PaCO2等于等于PACO2。肺换气功能障碍：肺泡膜病变或肺的通气血肺换气功能障碍：肺泡膜病变或肺的通气血流比例失调，其结果是造成流比例失调，其结果是造成PaO2明显下降，明显下降，A-aDO2增大，增大，Qs/QT比值亦增大比值亦增大。 2. 肺换气功能与血气监测肺换气功能与血气监测 二、血气监测与气体运输二、血气监测与气体运输1 1氧含量氧含量 当当O2 2通过肺泡膜、通过肺泡膜、肺毛细管壁进入肺毛细管壁进入到血液以后，大到血液以后，大部分与血红蛋白部分与血

16、红蛋白结合结合后再进行运后再进行运输。输。 氧供氧供CaO2 CI1.38 Hb SaO2 CI氧供反映了循环系统的运输功能，同时也受氧供反映了循环系统的运输功能，同时也受肺通气和换气功能的影响。肺通气和换气功能的影响。 2. 氧供氧供呼吸功能与呼吸功能与循环功能是循环功能是密切联系的。密切联系的。三、血气监测与组织呼吸三、血气监测与组织呼吸P50可作为向组织供氧能力的指标可作为向组织供氧能力的指标Pa-vO2可反映组织对氧的利用情况可反映组织对氧的利用情况 Pa-vO2减少时，说明组织从血流中摄减少时，说明组织从血流中摄取的氧减少。取的氧减少。 Pa-vO2增大，说明组织摄氧能力增加。增大，

17、说明组织摄氧能力增加。 PaO2PvO2Pa-vO2意义提示意义提示降低降低降低降低不变不变肺氧合功能障碍肺氧合功能障碍正常正常降低降低增高增高心功能不全，循环灌心功能不全，循环灌注不良注不良降低降低降低降低增高增高肺氧合功能减低，同肺氧合功能减低，同时有循环功能不全时有循环功能不全正常正常增高增高降低降低组织细胞摄氧能力下组织细胞摄氧能力下降或不能利用氧降或不能利用氧PaO2与与PvO2的差值及临床意义的差值及临床意义三、血气监测与组织呼吸三、血气监测与组织呼吸nSvO2是反映氧供与氧耗之间平衡关系的指标，是反映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氧供减少或氧耗增加都将导

18、致SvO2下降。下降。n缺氧时机体的代偿：增加心排血量，增加氧摄缺氧时机体的代偿：增加心排血量，增加氧摄取率取率n连续监测连续监测SvO2的意义：的意义： （1）连续反映心排血量的变化）连续反映心排血量的变化 （2）反映全身氧供和氧耗之间的平衡）反映全身氧供和氧耗之间的平衡 （3）确定输血指征）确定输血指征SvO265为氧贮备适当为氧贮备适当nSvO25060为氧贮备有限为氧贮备有限nSvO23550为氧贮备不足为氧贮备不足氧需求与氧耗的关系氧需求与氧耗的关系n氧需求是指机体组织维持有氧代谢所需氧的总氧需求是指机体组织维持有氧代谢所需氧的总量。量。n氧需求的测量为组织水平，临床上难以实施。氧需

19、求的测量为组织水平，临床上难以实施。n正常情况下，即氧供充足且外周组织可以有效正常情况下，即氧供充足且外周组织可以有效利用氧时，氧耗就等于氧需求。利用氧时，氧耗就等于氧需求。n如果氧供不能满足机体的氧需求，组织缺氧，如果氧供不能满足机体的氧需求，组织缺氧，氧耗就小于氧需求。此时的氧耗仅表示实际的氧耗就小于氧需求。此时的氧耗仅表示实际的氧利用而不能反映真正的氧需求。氧利用而不能反映真正的氧需求。n正常情况下，机体通过调节氧摄取率来维持氧正常情况下，机体通过调节氧摄取率来维持氧供与氧耗的平衡。供与氧耗的平衡。细胞代谢率决定整体氧耗。细胞代谢率决定整体氧耗。 使氧耗增高的因素：使氧耗增高的因素： 1

20、温度：体温每增高温度：体温每增高1，耗氧量增加，耗氧量增加1015。 2感染或全身炎症反应综合征（感染或全身炎症反应综合征（SIRS） 3烧伤、创伤或手术烧伤、创伤或手术 4交感神经兴奋、疼痛、寒战或癫痫发作等交感神经兴奋、疼痛、寒战或癫痫发作等 52受体激动剂、苯丙胺和三环类抗抑郁药等受体激动剂、苯丙胺和三环类抗抑郁药等 6护理（吸痰、叩背等）、理疗护理（吸痰、叩背等）、理疗 7高代谢状态或摄入高糖饮食等高代谢状态或摄入高糖饮食等降低细胞代谢率，可降低细胞代谢率，可使机体氧耗降低。使机体氧耗降低。 使氧耗降低使氧耗降低的因素：的因素：镇静剂镇静剂止痛药止痛药肌肉松弛药肌肉松弛药机械通气机械通

21、气控制体温控制体温氧代谢氧代谢n正常情况下氧供和氧耗紧密配合以维持细胞能正常情况下氧供和氧耗紧密配合以维持细胞能量平衡。量平衡。n当当DO2改变时，机体可通过调节改变时，机体可通过调节O2ER来维持来维持摄取氧量。摄取氧量。n对循环血流量减少的代偿反应是增加对循环血流量减少的代偿反应是增加O2ER，增加到足以维持增加到足以维持VO2在正常范围内。在正常范围内。nCI降低可通过增加降低可通过增加O2ER而平衡，保持而平衡，保持VO2不不变，此时变，此时SvO2明显降低，而明显降低，而O2ER大幅增加。大幅增加。nSvO2与与O2ER的分离就是的分离就是SvO2监测的基础。监测的基础。 第三节第三

22、节 血气监测的临床应用血气监测的临床应用一、麻醉手术前应用一、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麻醉前测定病人的血气值，有助于对病情的判断Pa-etCO2增大，肺泡死腔增大，反之亦然增大，肺泡死腔增大，反之亦然 老年病人合并呼吸道疾患老年病人合并呼吸道疾患 肺实变、肺不张、肺水肿或气胸肺实变、肺不张、肺水肿或气胸 右、左分流的先天性心脏病或大血管疾病右、左分流的先天性心脏病或大血管疾病 肺血流减少包括体循环病变（如低血压等）肺血流减少包括体循环病变（如低血压等） 肺循环病变（如肺栓塞肺循环病变（如肺栓塞等）等） Pa-etCO2PaO2 、 SpO2 、PtcO2异常的

23、因素很多异常的因素很多 肺的通气功能障碍肺的通气功能障碍 肺泡膜弥散功能障碍肺泡膜弥散功能障碍 肺内分流肺内分流 心脏水平的右向左分流心脏水平的右向左分流 心排血量减少心排血量减少pH：代谢与呼吸两个分量的变化：代谢与呼吸两个分量的变化呼吸指数呼吸指数 的应用的应用二二、麻醉手术中应用麻醉手术中应用 1硬膜外麻醉硬膜外麻醉 造成通气功造成通气功能下降，能下降，PaO2、SpO2下降下降 PaCO2 、 PETCO2升高升高受三个重要因素的影响：受三个重要因素的影响： 硬膜外麻醉的部位与范围硬膜外麻醉的部位与范围 药物浓度药物浓度 病人情病人情况况 2严重创伤病人的血气值变化应予重视严重创伤病人

24、的血气值变化应予重视创伤不仅可使通气功能受累，更可使肺的换气功创伤不仅可使通气功能受累，更可使肺的换气功能障碍。能障碍。 PaO2下降是常见的结果，下降是常见的结果，PaCO2可因代偿性通气可因代偿性通气量增加而下降。量增加而下降。当增加当增加FiO2仍不能提高仍不能提高PaO2，或，或A- -aDO2有明显有明显增加时，应考虑诊断创伤后急性呼吸窘迫增加时，应考虑诊断创伤后急性呼吸窘迫综合征。综合征。 3. 3. 心脏病人心脏病人肺血流增多型：氧合效果以及肺血流增多型：氧合效果以及CO2的排出均可无的排出均可无障碍。但循环代偿不全时，可伴有障碍。但循环代偿不全时，可伴有PaO2下降。下降。肺瘀

25、血型：肺换气功能受累较早，可有肺瘀血型：肺换气功能受累较早，可有不同程不同程度的度的PaO2下降。下降。肺血流减少型：当肺内血流突然增加，肺通气肺血流减少型：当肺内血流突然增加，肺通气不能相应增加与之匹配、不能相应增加与之匹配、肺循环不能适应时，肺循环不能适应时，不仅可出现严重、顽固的低氧血症，而且可导不仅可出现严重、顽固的低氧血症，而且可导致右心衰。致右心衰。 4慢性肺部疾病的病人慢性肺部疾病的病人5关于关于PaCO2与脑血流和颅内压的关系与脑血流和颅内压的关系 颅脑外科手术时，可以利用降低颅脑外科手术时，可以利用降低PaCO2以以达到降低颅内压的目的（达到降低颅内压的目的（PaCO230m

26、mHg左右）左右）。 6人工通气在麻醉中的应用人工通气在麻醉中的应用 血气分析有助于对通气方式的选择与调整血气分析有助于对通气方式的选择与调整7 7麻醉的终止与麻醉诱导同样重要麻醉的终止与麻醉诱导同样重要 术后拔管的条件：术后拔管的条件： （1）病人清醒）病人清醒 （2）自主呼吸恢复且胸腹式呼吸运动良好，两）自主呼吸恢复且胸腹式呼吸运动良好，两肺呼吸音清晰肺呼吸音清晰 （3）反射恢复，咳嗽反射活跃）反射恢复，咳嗽反射活跃 （4）血流动力学稳定）血流动力学稳定 （5）无严重心律失常）无严重心律失常 （6）血气分析：吸入空气时）血气分析：吸入空气时PaO270mmHg，自主呼吸时自主呼吸时PaCO

27、245mmHg，pH7.307.50 麻醉中麻醉中PaO2降低见于：降低见于：肺泡气氧浓度降低；肺泡气氧浓度降低；麻醉药抑制呼吸或机械呼吸通气量设置过低；麻醉药抑制呼吸或机械呼吸通气量设置过低； FRC降低：全麻诱导、肌肉麻痹、术中特殊体位、降低：全麻诱导、肌肉麻痹、术中特殊体位、吸收性肺不张等；吸收性肺不张等； VAQ失调：麻醉药物抑制低氧性肺血管收缩反应、失调：麻醉药物抑制低氧性肺血管收缩反应、肺水肿、休克、肺栓塞、原有慢性阻塞性肺病等；肺水肿、休克、肺栓塞、原有慢性阻塞性肺病等；各种原因所致的心排出量降低伴或不伴全身氧耗量各种原因所致的心排出量降低伴或不伴全身氧耗量增加。增加。三、三、R

28、R及及ICU的应用的应用 麻醉恢复期麻醉恢复期1麻醉药物的残余麻醉药物的残余2麻醉中呼吸道分泌物麻醉中呼吸道分泌物3术中过度通气的影响：恢复自主呼吸后术中过度通气的影响：恢复自主呼吸后12小时，可出现过度通气后低氧血症。小时，可出现过度通气后低氧血症。4手术的影响：与手术部位密切相关手术的影响：与手术部位密切相关5酸碱平衡酸碱平衡 术后肺并发症术后肺并发症 麻醉、手术对肺功能的影响，如术后一段时麻醉、手术对肺功能的影响，如术后一段时间内病人可出现低肺容量综合征间内病人可出现低肺容量综合征, ,连续动态监测连续动态监测SpO2、PtcCO2 、PetCO2、动脉血气分析是重、动脉血气分析是重要的监测手段和疗效判断指标。要的监测手段和疗效判断指标。术后重症监测治疗术后重症监测治疗 谢谢 谢谢 ！