动脉血气分析：解读指南

动脉血气分析：解读对动脉血气分析结果的错误解读可能导致治疗决策失误。一个简单的方法，有助于您正确判读动脉血气分析结果。酸碱平衡紊乱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值血液的pH值略偏酸性（7.35到7.45之间）。为保持正常的功能，人体将血液的pH值维持在7.4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肺的调节作用控制血液的pH值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，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CO2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-的浓度控制血液的pH值Henderson-Hasselbalch公式血气分析仪可直接测量pH值和pCO2。HCO3-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HCO3-的浓度与pCO2的比值，并非由两者之一单独决定。pH=pK(6.1)+logHCO3-0.03xpCO2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。pH~HCO3-pCO2定义酸血症当血液的pH值7.35时，称为酸血症。碱血症当血液的pH值7.45时，称为碱血症。定义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、高于或低于正常值定义碱中毒这是一个使碱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-浓度的升高或pCO2的降低均可以诱发碱中毒：pH~HCO3-pCO2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、高于或低于正常值定义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5.3kPa时将1升血的pH值滴定到7.4所需要的碱量或酸量。为什么要测量动脉血气？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)患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解读动脉血气结果的五步法第一步是否存在酸血症或碱血症？第二步原发性酸碱平衡紊乱是呼吸性的还是代谢性的？第三步如果是代谢性酸中毒，阴离子间隙是否升高？第四步是否存在代偿？如果有，代偿是否适度？第五步肺泡—动脉氧梯度是多少？查看动脉pO2时，要结合吸入氧浓度和动脉pCO2分步式方法解读动脉血气首先，您需要熟知正常值（表2）。表2：动脉血气正常值动脉pCO24.5-6.0kPa动脉pO211.0-13.0kPaHCO3-22.0-28.0mmol/l碱剩余-2.0到+2.0阴离子间隙8.0-16.0mmol/l氯离子98.0-107.0mmol/l分步式方法解读动脉血气第一步：是否存在酸血症或碱血症？查看pH值，如果pH值：7.35，则患者存在酸血症7.45，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。分步式方法解读动脉血气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7.35，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pH值7.45，则说明碱中毒导致了碱血症，并且：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。分步式方法解读动脉血气实例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:7.48pO2:8.0kPapCO2:3.2kPaHCO3-: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。分步式方法解读动脉血气实例2您在急症科接诊一名18岁男性患者。该患者已经呕吐24个小时，自感不适。他的动脉血气结果如下：Na+:138mmol/lK+:3.0mmol/l尿素氮：7.8mmol/l肌酐：130µmol/lpH:7.49pO2:12.7kPapCO2:5.0kPaHCO3-: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K+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为12-20mmol/l。表3.高阴离子间隙酸中毒(16mmol/l)的主要病因内源性酸性产物增多酮症酸中毒（比如饮酒、饥饿或患糖尿病时）乳酸酸中毒A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，乳酸代谢减少外源性酸性物质增多甲醇乙二醇（防冻剂）阿司匹林机体对酸性物质的排泄能力下降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4所示。表4正常阴离子间隙酸中毒(8-16mmol/l)的主要病因碳酸氢盐丢失经胃肠道：腹泻回肠造口术胰瘘、胆汁瘘、肠瘘经肾：2型（近端）肾小管酸中毒服用碳酸酐酶抑制剂肾脏排酸能力下降1型（远端）肾小管酸中毒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。白蛋白浓度每下降10g/l，阴离子间隙就会降低2.5mmol/l。实例3一名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/lK+:3.5mmol/lCl-:100mmol/lpH:7.30pCO2:3.3kPaHCO3-:20mmol/l乳酸浓度：5IU/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，阴离子间隙降低2.5mmol/l因此，该患者的阴离子间隙总共降低了5mmol/l校正后的阴离子间隙值为15+5=20mmol/l。从而看出，该患者存在高阴离子间隙代谢性酸中毒。鉴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）。A型为组织灌注不足或急性缺氧所致，如癫痫发作、抽搐、剧烈运动、严重哮喘等可以造成高代谢状态，组织代谢明显过高;或者在休克、心脏骤停、急性肺水肿、CO中毒、贫血、严重低氧血症等时组织供氧不足，这些情况都可使NADH不能转化为NAD，从而大量丙酮酸转化为乳酸，产生乳酸性酸中毒。B型为一些常见病、药物或毒物及某些遗传性疾病所致。如肝脏疾病，以肝硬化为最常见。由于肝实质细胞减少，乳酸转变为丙酮酸减少，导致乳酸性酸中毒。这型乳酸性酸中毒发展常较慢，但如果在合并有组织灌注不足等情况时，酸中毒可十分严重;如存在慢性酒精中毒则更易出现，可能是饮酒使肝糖原再生减少，乳酸利用障碍所致。在恶性肿瘤性疾病时，特别为巨大软组织肿瘤时常常可有不同程度的乳酸性酸中毒，这是肿瘤组织生长十分旺盛、厌氧代谢明显以及全身情况下降、营养障碍等综合因素作用的结果。如果肿瘤向肝脏转移，病情可以更为加重。化疗使肿瘤缩小或手术切除以后，乳酸性酸中毒可得到明显好转。部分药物包括双胍类降糖药物、果糖、甲醇、水杨酸以及异烟肼类等服用过多可造成本病，其机制是通过干扰组织对氧的利用、糖代谢紊乱等。少数先天性疾病，包括Ⅰ型糖原贮积病、果糖-1，6二磷酸酶缺乏、丙酮酸脱氢酶缺乏等，都因为糖酵解障碍、能量代谢不足，从而乳酸产生过多。D型乳酸性酸中毒见于空-回肠短路手术或小肠切除后等。乳酸杆菌寄生于小肠下部，需要利用葡萄糖及淀粉生长，产生D型乳酸。正常情况下该两种原料在小肠上部均已被吸收，因此产生的D型乳酸很少。该种手术后肠道常产生大量D型乳酸，体内乳酸脱氢酶并不能将D型乳酸转化为丙酮酸，因此在手术后D型乳酸大量进入体内，患者常在餐后特别进食大量碳水化合物以后出现一些神经系统症状，包括头晕、语言障碍、记忆丧失等类似醉酒症状。实例4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:7.32pO2:11.5kPapCO2:3.0kPaHCO3-:18mmol/lNa+:148mmol/lK+:3.5mmol/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-)148-118=30mmol/l。阴离子间隙升高。该患者存在高阴离子间隙代谢性酸中毒，很可能是由糖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：200µmol/l尿素氮：17mmol/lpH:7.31pO2:12.5kPapCO2:4.0kPaHCO3-:16mmol/lNa+:136mmol/lK+:3.1mmol/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