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编号:11104
血气分析与酸碱平衡MS.ppt
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    血气分析与酸碱平衡

    同济医科大学附属协和医院

    [ 概述 ]

    1·定义:

    血气分析:定量测定血液中气体等、分析其临床意义。

    氧合状态:PaO2

    酸碱平衡:pH、HCO3-、PaCO2、BE

    2·意义:

    呼吸功能:通气与氧合状态、呼吸衰竭及呼吸衰竭的类型

    酸碱平衡:酸碱失衡、酸碱失衡的类型(复合型)、酸碱失衡有无代偿及代偿的程度等。

    动脉血的气体及其成分全身各部位相同,主要反映肺功能状况。

    静脉血的气体随身体各部位组织的成分及其代谢率、血流灌注的不同而异,主要反映的是组织气体的代谢情况。

    静脉血、胸膜腔积液、红细胞内的气体及酸碱状态的检测。

    [酸碱平衡的调节和代偿]

    固定酸120~160mmol(60~80mEq)/D

    挥发酸15000mmol(15000mEq)/D

    pH = pK6.1(H2CO3解离常数)+log[HCO3-]/[ H2CO3]

    =6.1+log(24/0.03×40)=7.40

    H2CO3的改变所致pH变化,称呼吸性酸或碱中毒。

    HCO3-的改变所致pH变化,称代谢性酸或碱中毒。

    酸 碱 平 衡 调 节 机 制

    一·体液缓冲系统 即刻反应

    1·碳酸氢盐缓冲系(NaHCO3/H2CO3) 决定pH值

    全血缓冲总量的50%以上及血浆缓冲量的35%

    间接反映所有其他缓冲系统对H+浓度的缓冲状态

    2·磷酸盐缓冲系Na2HPO4 / NaH2PO4

    磷酸盐缓冲系占缓冲总量的5%,肾排酸过程中起重要作用

    3·血浆蛋白缓冲系N-Pr / H-Pr

    血浆蛋白缓冲系占缓冲总量的7%(主要是白蛋白)

    4·血红蛋白缓冲系KHb / HHb或KHbO2 / HHbO2

    Hb缓冲系占缓冲总量的35%。(机体代谢所产生的CO2的

    92%是直接或间接由血红蛋白系统携带或参与缓冲)

    体液的酸碱度改变 缓冲系统反应 pH尽量维持。

    碳酸氢盐缓冲系即刻反应:

    非挥发酸 有机酸

    H20 + CO2H2CO3 H++HCO3- (cells)

    无机酸

    原发性改变较慢、程度较轻,继发性代偿作用充分,则HCO3-/H2CO3

    二者比值等于或接近20/1,则pH等于或接近7.40,出现酸碱失衡代偿

    (即代偿性酸或碱中毒)

    原发性改变较快、程度较重,继发性代偿来不及发挥作用或不充分,则HCO3-/H2CO3二者比值小于或大于20/1,则pH偏离正常范围,出现酸碱平衡失代偿(即失代偿性酸碱中毒)。

    二· 肺的调节

    代谢性酸碱中毒时

    通过增加或减少呼吸排出CO2的方式进行调节,重建正常HCO3-/H2CO3比值,此过程需数分钟至数小时。

    周围化学感受器兴奋:H+ 浓度增加和CO2分压增高

    延髓中枢化学性感受器:对H+ 浓度变化更敏感

    "CO2麻醉"状态:PaCO2>10.7kPa(80mmHg),抑制呼吸中枢

    三·肾脏的调节

    体内的固定酸和过多的碱性物质须从肾脏排出。

    肾调节在6~18小时后开始,5~7天最大代偿。

    泌H+排酸(Na2HPO4NaH2PO4-,Na+-H+交换)

    泌氨中和酸(氨基酸脱氨生成NH3+ H+NH4+)

    HCO3-再吸收 (H+与Na+交换+HCO3-NaHCO3回收入血)

    血肾小管细胞尿

    CO2CO2 +H2OHCO3-HPO4=NH3

    碳酸酐酶

    HCO3-+ H+CO2 +H2O

    HCO3-+ H+ H2PO4-

    HCO3-+ H+ NH4+

    四·细胞内外电解质交换

    酸中毒:血浆增多的H+与细胞内K+(和Na+)进行交换,血浆H+下降,血浆K+增加,肾排K+作用增强。

    呼吸性酸中毒:

    同时红细胞内生成的H2CO3解离出HCO3-移向细胞外,特别是肾代偿调节回吸收HCO3-,使血浆HCO3-增加,Cl-从血浆移向红细胞内,使血Cl-降低

    (此变化在慢性呼吸性酸中毒时较为明显)。

    碱中毒时则相反改变。

    [ 酸 碱 失 衡 的 类 型 ]

    HCO3-或(和)H2CO3改变

    构成酸碱失衡的四种基本类型

    不同组合构成混合型(二重/三重)酸碱失衡

    一·代谢性酸中毒(metabolic acidosis)

    1·固定酸生成过多:

    缺氧时乳酸增加(如低氧血症、微循环功能障碍等);

    脂肪分解增加、酮体产生过多(如糖尿病酮症和饥饿酮症、以及各种原因引起的组织分解代谢亢进等)。

    2·肾排酸障碍:

    肾衰,酸性代谢产物(磷酸、硫酸、乙酰乙酸等)排出障碍;

    肾小管上皮细胞排泌H+和NH4+的功能障碍;

    肾近曲小管重吸收HCO3- 障碍。

    3·碱质丢失过多:

    严重腹泻、肠道痿管或肠道引流;

    肾上腺皮质功能不全(醛固酮分泌减少)等。

    代偿变化

    体液缓冲系统:H+浓度增加,致HCO3-减少,BHCO3/H2CO3比值低于20∶1,pH下降,代谢性酸中毒。

    肺:肺泡通气量增加,PaCO2下降。

    肾:排H+、NH4及回收HCO3增加。

    血液缓冲系统、细胞内外离子交换等。

    使BHCO3/H2CO3比值重新恢复至20∶1,维持pH正常。

    (代偿性/失代偿性)

    血K+↑=、Cl-↑=、Na+↓=

    二·代谢性碱中毒(metabolic alkalosis)

    固定酸丢失过多(严重呕吐、胃肠减压等使酸性胃液丧失过多)

    碱性物质(碳酸氢钠等)摄入过多引起原发碱质增加

    低K+、(肾泌氢增强)、低Cl-(常见原因)

    代偿变化

    HCO3-增加或相对增多,BHCO3/H2CO3比值高于20∶1,pH增高,代谢性碱中毒。

    肺:肺泡通气量下降,PaCO2增加。

    肾:排H+、NH4及回收HCO3减少。

    血液缓冲系统、细胞内外离子交换等

    使BHCO3/H2CO3比值重新恢复至20∶1,保持pH在正常范围。

    (代偿性/失代偿性)

    血K+↓、血Cl-↓、血Ca2+↓。

    三·呼吸性酸中毒(respiratory acidosis)

    各种原因引起的肺泡通气不足,使体内生成的CO2不能充分排出,产生高H2CO3血症。

    代偿变化

    CO2潴留,PaCO2增加,致H2CO3增加,BHCO3/H2CO3比值低于20∶1,pH下降,呼吸性酸中毒。

    肾:排H+、NH4及回收HCO3-增加;

    细胞内外离子交换,使HCO3-增加;

    血液缓冲系统等使BHCO3/H2CO3比值重新恢复至20∶1,保持pH在正常范围。(代偿性/失代偿性)

    肾代偿充分发挥需数h至数d,急性呼酸时常来不及代偿。

    血K+↑=、血Cl-↓、血Na+↓=

    四·呼吸性碱中毒(respiratory alkalosis)

    肺泡通气过度,使CO2排出过多而引起低H2CO3血症。

    (机械呼吸、高热、甲亢、中枢神经系统疾病、癔症等),代偿变化

    CO2减少,致H2CO3下降,HCO3/H2CO3比值高于20∶1,pH增高,呼吸性碱中毒。

    肾:排H+、NH4及回收HCO3减少。

    血液缓冲系统、细胞内外离子交换等,使BHCO3/H2CO3比值重新恢复至20∶1,保持pH在正常范围。

    (代偿性/失代偿性)

    肾代偿充分发挥需数h至数d,急性呼碱时往往来不及代偿。

    血K+↓、血Ca2+↓、血Cl-↑=

    五·混合型酸碱失衡(mixed acid-base disturbance)

    代谢性酸中毒+呼吸性酸中毒又称混合性酸中毒

    心肺复苏、肺水肿、Ⅱ型呼吸衰竭、药物中毒等。

    代谢性碱中毒+呼吸性碱中毒又称混合性碱中毒

    胰腺炎或腹膜炎发生剧烈呕吐(失酸)合并发热(通气过度)等。

    呼吸性酸中毒+代谢性碱中毒

    肺心病呼酸治疗中,摄入减少、呕吐、使用激素及利尿剂。

    代谢性酸中毒+呼吸性碱中毒

    肾衰伴发热、间质性肺疾病、肺心病呼吸机使用不当、败血症等。

    代谢性酸中毒+代谢性碱中毒

    肾衰或DM酮症酸中毒伴严重呕吐,或碳酸氢盐使用过多等。

    呼吸性酸中毒+代谢性酸中毒+代谢性碱中毒

    Ⅱ型呼衰、肺心病使用利尿剂等。

    代谢性酸中毒+代谢性碱中毒+呼吸性碱中毒

    DM酮症酸中毒伴呕吐,或碳酸氢盐过量,伴发热(通气过度)。

    常用指标及其意义

    血气分析仪测定指标:pH、PaO2和PaCO2,推衍出其他指标。

    1·动脉血氧分压(PaO2)

    PaO2是血液中物理溶解的氧分子所产生的压力。

    正常值:12.6~13.3kPa(95~100mmHg)。

    年龄预计公式为PaO2=13.3kPa-

    年龄×0.04(100mmHg-年龄×0.33)。

    主要临床意义:判断有无缺氧及缺氧的程度。

    健康成人体内含1.0~1.5L氧,仅够3~4min的消耗。

    2·动脉血氧饱和度(SaO2)

    SaO2指动脉氧与Hb结合的程度,是单位Hb含氧百分数。

    正常值为95%~98%。 [SvO2为65%~75%]

    主要临床意义:间接反映缺氧的程度(轻、中、重)。

    评价组织摄氧能力。

    提供氧疗及纠正酸碱失衡的理论依据。

    氧合血红蛋白离解曲线(ODC)呈S形(平坦段和陡直段)。

    Bohr效应:ODC位置受pH影响而发生的移动

    pH降低,ODC右移,提高组织氧分压;

    pH升高,ODC左移,加重组织缺氧。

    P50是SaO250%时的PaO2值,用以表示ODC的位置。

    正常人37℃、pH7.40、PaCO25.33kPa(40mmHg)时

    P50为3.55kPa(26.6mmHg)。P50升高时,曲线右移;P50降低时,曲线左移。

    3·混合静脉血氧分压(PvO2)

    物理溶解于肺动脉血或右房、右室血中的氧产生的压力。

    正常值为4.7~6.0kPa(35~45mmHg)。

    主要临床意义:组织缺氧程度的一个指标。

    PaO2与PvO2(Pa-vDO2)之差反映组织摄取氧的状况,

    正常为8.0kPa(60mmHg)

    4·动脉血氧含量(CaO2)

    CaO2:O2mmol/L动脉血或O2ml/100ml动脉血,血液中RBC和血浆含O2的总和 (HbO2结合氧和物理溶解氧)

    CaO2=Hb(g/dl)×1.34×SaO2 + PaO2(mmHg)×0.0031。

    正常值约9.0±0.45mmol/L(20±1.0ml/dl)。主要为Hb结合的氧

    物理溶解氧0.3ml / dl血液(呼吸空气时)。

    1.8ml / dl(吸纯氧/一个大气压下)

    (PaO2可达80.0kPa或600mmHg,物理溶解氧与 PaO2成正比)

    结合氧1.34ml/ gHb(充分氧合时)

    主要临床意义:组织供氧减少。

    CaO2减少:Hb减少(贫血)、SaO2下降、或两者兼之。

    正常混合静脉血氧含量(Cv O2)约为6.75mmol/L(15ml/dl),动、静脉血氧含量差(CaO2-Cv O2)约为2.25mmol/L(5ml/dl),CaO2-Cv O2为组织实际氧耗量。

    5·肺泡-动脉氧差(PA-aDO2)

    PA-aDO2根据公式计算:PA-aDO2=(Pi O2-PaCO2 /R)-PaO2

    Pi O2为吸入气氧分压,R为呼吸商=CO2呼出量/ O2 摄取量=4ml/100ml血 / 5ml/100ml血=0.8

    正常值约为0.7~2.0kPa(5~15mmHg)。

    主要临床意义:PA-aDO2是肺换气功能指标。

    增大:换气功能下降,氧合不全,常压供氧难以提高PaO2(如ARDS)。

    影响PA-aDO2因素:吸入氧浓度、通气/血流比值、肺内分流量、肺弥散功能、氧耗量、心输出量和氧离曲线部位等。

    6·动脉氧分压与吸入氧浓度比值(PaO2/ Pi O2)

    氧气合指数或呼吸指数:反映肺换气功能的指标。

    正常值:400~500。

    主要临床意义:

    低于300提示可能有急性肺损伤,低于150肯定有急性肺损伤。

    7·动脉血二氧化碳分压(PaCO2)

    PaCO2是血液中物理溶解的CO2分子所产生的压力。

    (正常时每100ml中溶解2.7ml)......(后略) ......