氧合功能监测
http://www.100md.com
2001年10月4日
北京朝阳医院-北京呼吸疾病研究所代华平
良好的组织氧合是维持器官功能正常的重要前提，氧合功能的监测对于早期纠正和预防组织低氧具有重要意义，是ICU的重要监测手段之一。组织氧合可以从全身氧合，局部组织氧合，和细胞内氧合三个方面进行评价(见表1)。
表1组织氧合的监测指标
全身氧合功能指标末端器官功能： 精神状况，尿量，皮肤温度和颜色血流动力学状态： 动脉血压(BP)， 心输出量(CO)，毛细血管充盈氧输送与氧消耗： 动脉血氧含量(CaO2)和混合静脉血氧含量(CvO2) 氧输送量(DO2)，氧消耗量(VO2)，氧摄取率(O2ER) 动脉血乳酸 静动脉血二氧化碳分压差(P(v-a)CO2)和静动脉血pH差(pH(v-a))；
局部氧合功能指标胃粘膜内pH (pHi)动脉血pH (pHa)与 pHi之差：(pHa - pHi)胃张力计测定的胃CO2分压(tPCO2)与动脉血CO2分压( PaCO2)之差：tPCO2 - PaCO2
, http://www.100md.com
细胞内氧合功能指标还原型辅酶I (NADH+)/辅酶I (NAD)之比：NADH+ / NAD细胞色素a，a3的氧化还原态腺苷三磷酸(ATP)、腺苷二磷酸(ADP)，和无机磷(Pi)细胞内pH和细胞内PCO2
因为器官对缺氧的耐受不同，反映全身氧合功能的指标不能足够敏感地反映单个器官的缺氧。然而，目前能够直接监测细胞内氧合的方法比较复杂，不便于床边进行，因此，临床上还是主要依靠床边判断和全身氧合参数的监测来评价组织的氧合状态。
一、混合静脉血氧合监测
利用Swan-Ganz 肺动脉导管进行混合静脉血的氧分压和混合静脉血氧饱和度的监测是了解氧合和循环灌注的一项综合指标。
混合静脉血氧合监测的方法包括经肺动脉导管间歇采取肺动脉血，运用血气分析仪测定PvO2 ，进而计算出SvO2；或运用多波长的分光光度计(Bench spectrophotometer)直接测定SvO2。此外，还可以使用反射分光光度测定法，通过光导纤维肺动脉导管持续监测混合静脉血的SvO2。
, 百拇医药
混合静脉血氧分压正常值为40 ± 5mmHg，当混合静脉血氧分压小于30 mmHg时，表明组织缺氧。混合静脉血氧饱和度正常值为75 ± 5%。
PvO2/SvO2必须与PaO2/SaO2和动脉和混合静脉血氧含量差结合起来分析，才能更好地评价组织供氧障碍的原因。动脉和混合静脉血氧含量差可以由公式(CaO2 – CvO2)计算，正常范围是50-55 ml/L。如果PaO2/SaO2和PvO2/SvO2同时下降，CaO2 – CvO2保持不变，则主要是肺部氧合障碍；如果PaO2/SaO2基本正常，PvO2/SvO2明显下降，导致CaO2 – CvO2增高，一般说明循环灌注不良(心力衰竭)；如果PaO2/SaO2和PvO2/SvO2同时下降，而CaO2 – CvO2增加，则说明同时存在肺部氧合障碍和心功能不全；如果PaO2/SaO2和PvO2/SvO2同时增高，说明氧合送至组织增加，由于吸氧使肺内氧合改善；如果PaO2/SaO2保持不变，而PvO2/SvO2增加，则可能是组织氧利用降低，组织摄取减少，或存在心内左至右分流等。
, 百拇医药
二、氧输送和氧消耗的监测
1.氧输送、氧消耗和氧需要的概念及相互关系
氧输送(TO2)是左心向全身输送的氧，为动脉血氧含量与心输出量的乘积。氧释放(DO2)是指到达组织的氧，反映氧气从血液到组织毛细血管的转运。虽然氧输送并不完全等同于氧释放，但是由于临床上很难找到区别二者的测定方法，因此，经常忽略他们的差异，将氧输送和氧释放视作等同。
氧摄入是组织从吸入气体中摄取的氧量。氧消耗是组织实际所消耗利用的氧量，氧消耗与氧摄入可以有轻度差异。
氧需要是组织维持有氧代谢需要的氧量，可是目前在临床上还很难进行组织水平的氧需要测定。组织氧需要随组织代谢率的变化而变化。当氧需要超过氧消耗，将发生无氧代谢。
正常情况下，当氧输送降低时，组织氧摄取会成比例的增加，以维持相对稳定的氧消耗。但当氧输送降到某一定值以下，不能满足组织细胞的需求时，氧摄取不再随氧输送的进一步降低而成比例的增加，氧消耗随之降低；当氧输送逐渐增加，氧耗量也相应增加，直至氧消耗量与组织的需氧量相等。此后氧耗量不再随氧输送的继续升高而增加。这个可以满足氧消耗与组织需氧量相等的最小氧输送值为其临界值。在临界值以下时的氧消耗呈氧输送依赖性，提示组织氧合不良；在临界值以上时的氧消耗呈氧输送非依赖性。
, 百拇医药
一些病理情况可以使氧输送临界值增高，氧摄取率降低，呈现病理性氧输送依赖性氧消耗，提示氧输送不足和隐性的组织低氧。但是，在病理情况下，组织需氧量的变化不但可以改变氧输送的临界值，而且影响氧输送与氧消耗量相关性与组织缺氧的关系，这时很难控制和预测代谢变化及判断是否存在病理性氧供需依赖状态。
2.监测指征
氧输送和氧消耗的床边监测基于全面的临床评估。表2列出了一些需要进行氧输送和氧消耗监测的危重症。
表2氧输送和氧消耗监测的指征
任何原因引起的休克严重贫血
高代谢状态心输出量降低
微循环障碍低氧血症
混合静脉血氧饱和度异常
, http://www.100md.com
3.基本计算公式
表3氧输送与氧消耗变量
术语公式正常值
动脉血氧分压：PaO2测定95 ± 5mm Hg
动脉血氧饱和度：SaO2测定97 ±2%
混合静脉血氧分压：PvO2测定40 ±5mm Hg
混合静脉血氧饱和度：SvO2测定75±5%
血红蛋白浓度：Hb测定11-16g/dL
动脉血氧含量：CaO2CaO2=(Hb x 1.39 x SaO2) + (0.003 x PaO2)16-22ml/dL
, http://www.100md.com
混合静脉血氧含量：CvO2CvO2=(Hb x 1.39 x SvO2) + (0.003 x PvO2)12-17ml/dL
氧释放/氧输送：DO2DO2=Q x CaO2DO2=Q x [(Hb x 1.39 x SaO2) + (0.003 x PaO2)]460-650ml/min/m2
氧消耗：VO2VO2=Q x (CaO2-CvO2)VO2=Q x [Hb x 1.39 x ( SaO2-SvO2)] + [(0.003 x (PaO2-PvO2)]96-170ml/min/m2(静息状态)
氧摄取率：O2ERO2ER=(CaO2-CvO2)/CaO2 = VO2/DO2 =(SaO2-SvO2)/SaO20.23-0.32
4.氧输送的测定
, 百拇医药
根据公式DO2=Q x [(Hb x 1.39 x SaO2) + (0.003 x PaO2)]，测定氧输送首先应对相关成分进行测定。
1)心输出量的测定
I.热稀释法(Thermodilution Cardiac Output)
将已知量和已知温度的冷液体(通常使用生理盐水或5%右旋糖酐)通过右心漂浮导管的心房孔注入循环系统，充分混合后，位于肺动脉处的肺动脉导管远端的热敏电阻感知温度的变化，由此推算出血流的速度和心输出量。温度稀释法测定心输出量的结果比较准确，但在心输出量过低时可以产生误差。当存在心内血液分流或二尖瓣、三尖瓣返流时，不适于应用此方法。
II.Fick法测定心输出量(Fick’s Technique Cardiac Output)
, http://www.100md.com 组织的氧消耗等于血流和动静脉氧含量之差的乘积是Fick法测定心输出量的原理，计算公式是Q = VO2 / (CaO2-CvO2)。
Fick法测定心输出量要求插入肺动脉导管和体循环动脉导管以分别抽取肺动脉血和体循环动脉血以测定混合静脉血和体循环动脉血的氧饱和度。全身氧消耗通过收集病人呼出气进行测定，氧消耗可以通过下列公式计算出。
VO2 = VE (FIO2 – FEO2)
VE是分钟呼气量L/min，FIO2 和 FEO2分别是吸入气和呼出气的氧浓度。
III.新型方法
可以通过Doppler食道探头和 Doppler肺动脉导管进行连续的心输出量测定。
心输出量的正常范围为5-7L/min，或考虑体表面积时则以心脏指数(CI)表示，正常值为2.6 – 4.6 L.min-1.m-2 。
, http://www.100md.com
2)动脉血氧饱和度
动脉血氧饱和度(SaO2)是动脉血样本中实际结合氧的血红蛋白的百分比，正常值为97 ± 2 %，反映血红蛋白与氧结合的程度和机体的氧合状态。动脉血氧饱和度受PaO2、氧解离曲线、和能够与氧结合的血红蛋白量的影响。氧合血红蛋白的测定技术主要包括分光光度测定法(Spectrophometry)、脉搏容积血氧测定法(Pulse Oxymetry)、和光学纤维血氧测定法(Fiberoptic Oxymetry)。
3)动脉血氧分压(PaO2)
PaO2是溶解在动脉血液中的物理状态O2，是反映动脉血氧合程度的指标。PaO2受肺通气、血流量、V/Q比值、心排血量、混合静脉血氧分压、组织耗氧量和吸氧浓度等多种因素的影响。经外周动脉穿刺采血进行血气分析是常用的PaO2监测方法。此外，动脉内留置导管不仅便于随时采血进行血气分析，监测PaO2，同时可以持续监测血压。将特制电极导入动脉中可以进行连续动脉血氧分压监测，但因技术问题尚未广泛用于临床。PaO2的正常值为95 ± 5 mmHg。大小与年龄和体位有关。
, 百拇医药
坐位：PaO2 = 104.2 – 0.27 x 年龄(mmHg)
卧位：PaO2 = 103.5 – 0.42 x 年龄(mmHg)
4)血红蛋白浓度(Hb)
目前测定血红蛋白浓度几乎都是通过自动血细胞计数分析法。在自动血细胞计数器内，被溶解的血样中的所有血红蛋白被转化成氰化高铁血红蛋白，通过光的吸收率测定总的血红蛋白。血红蛋白测定的精确性是± 5 %。血气分析仪测定获得的血红蛋白水平不能用在氧输送和氧消耗的计算中。
5.氧消耗的测定
VO2可以通过进行气体分析直接测定，或通过Fick心输出量计算公式间接测定。测定VO2的方法有四种。
1)Fick间接(反向)测定法(Indirect /reverse Fick)
, 百拇医药
通过Fick心输出量计算法间接测定VO2是目前最常使用的氧消耗测定法。计算公式为：VO2 = Q x (CaO2 – CvO2)。
Fick间接(反向)测定法的缺点是随机误差大，或者过高或者过低地估计VO2。因此，一般认为Fick间接法测定的VO2如果变化小于20%，将不可靠。另外，Fick间接法测定的VO2是通过心输出量计算出来的，将和DO2产生共同的测定误差。
2)质量分光光度测定法(Mass spectrophotometry)
质量分光光度测定仪被认为是直接测定气体浓度的金标准，这种方法的准确性高，但价格昂贵，没能在临床上广泛使用。
3)肺量计
使用肺量计测定VO2是通过从闭合的呼吸环路测定O2的丢失。肺量计测定法或Douglas袋测定法都很麻烦，难以应用于危重病人。
, 百拇医药
4)气体代谢分析仪和间接热量计
使用气体代谢分析仪对呼吸气体进行分析用以测定氧消耗是以下列公式为依据。VO2 = (FIO2 x V I) –(FEO2 x VE)
FIO2代表吸氧浓度，V I代表每分钟吸入气量L/ min，FEO2代表混合呼出气的氧浓度，VE代表每分钟呼出气量L/ min。简而言之，VO2可以通过从吸入的氧气量中减去呼出的氧气量而测定，即VO2 = VE (FIO2–FEO2)。
间接热量计测定VO2的基本操作原理如下：病人呼出的气体通过一个气体混合器，气体样本被采集后，送到传感器进行混合呼出气体中的氧气浓度(FEO2)和二氧化碳浓度(FECO2)测定。同时从呼吸环路中的吸气端采样进行吸入气的氧浓度(FIO2)监测。
气体代谢分析仪能在床边对危重病人的VO2进行直接的无创性测定，不依赖于心输出量和DO2的测定，避免了Fick 间接测定法可能出现的VO2 与DO2的人为关系。同时，新型气体代谢分析仪(如Deltatract)保证了在较大范围的潮气量、PEEP、气道压和FIO2达0.8时的测定准确性。甚至有一些仪器具有相当高的敏感性，能测定出VO2的轻度变化。
, http://www.100md.com
气体代谢分析仪(间接热量计)测定氧消耗的误差来源于气体量、气体流量、和气体浓度的测定误差。
6.氧输送和氧消耗监测的临床提示作用
1)如果随着DO2的增加，VO2也明显变化，呈氧输送依赖性，说明组织缺氧。
2)基于可能存在的病理性氧输送依赖性氧消耗，给以超常DO2治疗对于预防组织低氧可能有一定作用，但是并不能纠正组织缺氧。10 个RCT研究显示给以超常DO2引起的死亡率或者不变，或者增加或者降低。
3)VO2增加可能反映组织氧需要增加，或者是对DO2增加的反应。降低氧需要可以降低VO2，改善组织氧灌注，维持组织氧平衡，预防低氧造成的组织损害。
4)对DO2 和DO2相关成份(心输出量、血红蛋白和SaO2)的监测，使得休克和组织氧合不良的诊断更准确，治疗更到位。
, 百拇医药
三、乳酸和丙酮酸监测
正常情况下，大多数丙酮酸经过三羧酸循环被氧化成CO2和H2O；而在无氧情况下，丙酮酸被转化成乳酸。乳酸是糖酵解的终末产物。多数乳酸产生于糖酵解率高的组织，如胃肠、脑、皮肤、骨骼肌、和红细胞。休息状态下，每天平均乳酸产生量15-20 meq/kg，一部分重复利用，绝大部分被肝脏和肾脏清除，心脏和骨骼肌也参与乳酸代谢，因此，血乳酸受多种因素的影响。
LDH
丙酮酸 + NADH + H+ 乳酸 + NAD
血乳酸水平和乳酸/丙酮酸比值是反映机体氧合代谢的常用指标。正常的血乳酸水平是1meq/L (0.7-1.3)，如果血乳酸水平超过2meq/L，提示组织灌注不良。血乳酸水平超过1.3-2meq/L，可能反映细胞内的轻微变化。乳酸/丙酮酸比值也可能提供有用的参考，但是因为丙酮酸不稳定，容易产生乳酸/丙酮酸比值的假性抬高，在临床上难以实现。血乳酸等指标的测定虽然是反映机体整体氧合的有用指标，但必须和临床评价、血流动力学监测和其他组织灌注指标结合起来分析。
, 百拇医药
对于危重病人的氧合监测必须基于临床上细致的组织灌注评估，配合血浆乳酸测定和O2ER。如果临床判断病人组织灌注良好，乳酸水平正常，O2ER低于40%，建议继续维持现有的DO2。如果临床判断病人的灌注不良，不管实验室测定结果如何，建议增加DO2。如果临床判断病人组织灌注良好，乳酸水平增高，和/或O2ER高于40%，建议继续维持现有的DO2 ，两小时后重复乳酸和O2ER的测定。如果乳酸和O2ER仍然异常或增高，此时，建议增加DO2。
四、胃粘膜内pH(Gastric Intramucosal pH, pHi)监测
胃肠是机体对缺氧反应比较敏感的器官，常先于心脑等重要脏器缺氧。胃粘膜内pH能代表整个胃肠粘膜内pH，敏感地反映局部组织的代谢水平和氧合状况。及时发现胃肠粘膜缺氧(组织氧合障碍)，可以推断机体已出现进展中的组织代谢水平缺氧，进一步将危及心脑，提示临床必须迅速采取改善机体氧合的措施。
, 百拇医药 胃粘膜内pH 的测定：以带硅胶囊的胃Tonometer导管(胃张力计)经鼻置于胃腔，然后向胃腔硅胶囊内注满生理盐水，待胃粘膜组织内二氧化碳与囊内生理盐水中的二氧化碳弥散达到平衡后，取囊内生理盐水用血气分析仪测定二氧化碳分压，同步测定动脉血HCO3-水平，然后通过Henderson-Hasselbalch公式，推算出胃粘膜内pH。pHi = 6.1 + log 10 (动脉血HCO3-/0.37 x 囊内盐水PCO2 x K)，其中K为平衡系数，不同平衡时间有不同的K值。该方法测得的胃粘膜内pH与离子电极直接测得的胃粘膜内pH高度吻合pPHi下降或胃粘膜PCO2增高说明胃粘膜内酸中毒，反映胃粘膜组织氧合不良，无氧酵解增加。
监测pHi的变化有助于临床医生判断局部器官的氧合，从而对危重症患者的病情进行早期诊断、治疗和预后判断。如手术病人、创伤病人、移植病人的pHi, 百拇医药
良好的组织氧合是维持器官功能正常的重要前提，氧合功能的监测对于早期纠正和预防组织低氧具有重要意义，是ICU的重要监测手段之一。组织氧合可以从全身氧合，局部组织氧合，和细胞内氧合三个方面进行评价(见表1)。
表1组织氧合的监测指标
全身氧合功能指标末端器官功能： 精神状况，尿量，皮肤温度和颜色血流动力学状态： 动脉血压(BP)， 心输出量(CO)，毛细血管充盈氧输送与氧消耗： 动脉血氧含量(CaO2)和混合静脉血氧含量(CvO2) 氧输送量(DO2)，氧消耗量(VO2)，氧摄取率(O2ER) 动脉血乳酸 静动脉血二氧化碳分压差(P(v-a)CO2)和静动脉血pH差(pH(v-a))；
局部氧合功能指标胃粘膜内pH (pHi)动脉血pH (pHa)与 pHi之差：(pHa - pHi)胃张力计测定的胃CO2分压(tPCO2)与动脉血CO2分压( PaCO2)之差：tPCO2 - PaCO2
, http://www.100md.com
细胞内氧合功能指标还原型辅酶I (NADH+)/辅酶I (NAD)之比：NADH+ / NAD细胞色素a，a3的氧化还原态腺苷三磷酸(ATP)、腺苷二磷酸(ADP)，和无机磷(Pi)细胞内pH和细胞内PCO2
因为器官对缺氧的耐受不同，反映全身氧合功能的指标不能足够敏感地反映单个器官的缺氧。然而，目前能够直接监测细胞内氧合的方法比较复杂，不便于床边进行，因此，临床上还是主要依靠床边判断和全身氧合参数的监测来评价组织的氧合状态。
一、混合静脉血氧合监测
利用Swan-Ganz 肺动脉导管进行混合静脉血的氧分压和混合静脉血氧饱和度的监测是了解氧合和循环灌注的一项综合指标。
混合静脉血氧合监测的方法包括经肺动脉导管间歇采取肺动脉血，运用血气分析仪测定PvO2 ，进而计算出SvO2；或运用多波长的分光光度计(Bench spectrophotometer)直接测定SvO2。此外，还可以使用反射分光光度测定法，通过光导纤维肺动脉导管持续监测混合静脉血的SvO2。
, 百拇医药
混合静脉血氧分压正常值为40 ± 5mmHg，当混合静脉血氧分压小于30 mmHg时，表明组织缺氧。混合静脉血氧饱和度正常值为75 ± 5%。
PvO2/SvO2必须与PaO2/SaO2和动脉和混合静脉血氧含量差结合起来分析，才能更好地评价组织供氧障碍的原因。动脉和混合静脉血氧含量差可以由公式(CaO2 – CvO2)计算，正常范围是50-55 ml/L。如果PaO2/SaO2和PvO2/SvO2同时下降，CaO2 – CvO2保持不变，则主要是肺部氧合障碍；如果PaO2/SaO2基本正常，PvO2/SvO2明显下降，导致CaO2 – CvO2增高，一般说明循环灌注不良(心力衰竭)；如果PaO2/SaO2和PvO2/SvO2同时下降，而CaO2 – CvO2增加，则说明同时存在肺部氧合障碍和心功能不全；如果PaO2/SaO2和PvO2/SvO2同时增高，说明氧合送至组织增加，由于吸氧使肺内氧合改善；如果PaO2/SaO2保持不变，而PvO2/SvO2增加，则可能是组织氧利用降低，组织摄取减少，或存在心内左至右分流等。
, 百拇医药
二、氧输送和氧消耗的监测
1.氧输送、氧消耗和氧需要的概念及相互关系
氧输送(TO2)是左心向全身输送的氧，为动脉血氧含量与心输出量的乘积。氧释放(DO2)是指到达组织的氧，反映氧气从血液到组织毛细血管的转运。虽然氧输送并不完全等同于氧释放，但是由于临床上很难找到区别二者的测定方法，因此，经常忽略他们的差异，将氧输送和氧释放视作等同。
氧摄入是组织从吸入气体中摄取的氧量。氧消耗是组织实际所消耗利用的氧量，氧消耗与氧摄入可以有轻度差异。
氧需要是组织维持有氧代谢需要的氧量，可是目前在临床上还很难进行组织水平的氧需要测定。组织氧需要随组织代谢率的变化而变化。当氧需要超过氧消耗，将发生无氧代谢。
正常情况下，当氧输送降低时，组织氧摄取会成比例的增加，以维持相对稳定的氧消耗。但当氧输送降到某一定值以下，不能满足组织细胞的需求时，氧摄取不再随氧输送的进一步降低而成比例的增加，氧消耗随之降低；当氧输送逐渐增加，氧耗量也相应增加，直至氧消耗量与组织的需氧量相等。此后氧耗量不再随氧输送的继续升高而增加。这个可以满足氧消耗与组织需氧量相等的最小氧输送值为其临界值。在临界值以下时的氧消耗呈氧输送依赖性，提示组织氧合不良；在临界值以上时的氧消耗呈氧输送非依赖性。
, 百拇医药
一些病理情况可以使氧输送临界值增高，氧摄取率降低，呈现病理性氧输送依赖性氧消耗，提示氧输送不足和隐性的组织低氧。但是，在病理情况下，组织需氧量的变化不但可以改变氧输送的临界值，而且影响氧输送与氧消耗量相关性与组织缺氧的关系，这时很难控制和预测代谢变化及判断是否存在病理性氧供需依赖状态。
2.监测指征
氧输送和氧消耗的床边监测基于全面的临床评估。表2列出了一些需要进行氧输送和氧消耗监测的危重症。
表2氧输送和氧消耗监测的指征
任何原因引起的休克严重贫血
高代谢状态心输出量降低
微循环障碍低氧血症
混合静脉血氧饱和度异常
, http://www.100md.com
3.基本计算公式
表3氧输送与氧消耗变量
术语公式正常值
动脉血氧分压：PaO2测定95 ± 5mm Hg
动脉血氧饱和度：SaO2测定97 ±2%
混合静脉血氧分压：PvO2测定40 ±5mm Hg
混合静脉血氧饱和度：SvO2测定75±5%
血红蛋白浓度：Hb测定11-16g/dL
动脉血氧含量：CaO2CaO2=(Hb x 1.39 x SaO2) + (0.003 x PaO2)16-22ml/dL
, http://www.100md.com
混合静脉血氧含量：CvO2CvO2=(Hb x 1.39 x SvO2) + (0.003 x PvO2)12-17ml/dL
氧释放/氧输送：DO2DO2=Q x CaO2DO2=Q x [(Hb x 1.39 x SaO2) + (0.003 x PaO2)]460-650ml/min/m2
氧消耗：VO2VO2=Q x (CaO2-CvO2)VO2=Q x [Hb x 1.39 x ( SaO2-SvO2)] + [(0.003 x (PaO2-PvO2)]96-170ml/min/m2(静息状态)
氧摄取率：O2ERO2ER=(CaO2-CvO2)/CaO2 = VO2/DO2 =(SaO2-SvO2)/SaO20.23-0.32
4.氧输送的测定
, 百拇医药
根据公式DO2=Q x [(Hb x 1.39 x SaO2) + (0.003 x PaO2)]，测定氧输送首先应对相关成分进行测定。
1)心输出量的测定
I.热稀释法(Thermodilution Cardiac Output)
将已知量和已知温度的冷液体(通常使用生理盐水或5%右旋糖酐)通过右心漂浮导管的心房孔注入循环系统，充分混合后，位于肺动脉处的肺动脉导管远端的热敏电阻感知温度的变化，由此推算出血流的速度和心输出量。温度稀释法测定心输出量的结果比较准确，但在心输出量过低时可以产生误差。当存在心内血液分流或二尖瓣、三尖瓣返流时，不适于应用此方法。
II.Fick法测定心输出量(Fick’s Technique Cardiac Output)
, http://www.100md.com 组织的氧消耗等于血流和动静脉氧含量之差的乘积是Fick法测定心输出量的原理，计算公式是Q = VO2 / (CaO2-CvO2)。
Fick法测定心输出量要求插入肺动脉导管和体循环动脉导管以分别抽取肺动脉血和体循环动脉血以测定混合静脉血和体循环动脉血的氧饱和度。全身氧消耗通过收集病人呼出气进行测定，氧消耗可以通过下列公式计算出。
VO2 = VE (FIO2 – FEO2)
VE是分钟呼气量L/min，FIO2 和 FEO2分别是吸入气和呼出气的氧浓度。
III.新型方法
可以通过Doppler食道探头和 Doppler肺动脉导管进行连续的心输出量测定。
心输出量的正常范围为5-7L/min，或考虑体表面积时则以心脏指数(CI)表示，正常值为2.6 – 4.6 L.min-1.m-2 。
, http://www.100md.com
2)动脉血氧饱和度
动脉血氧饱和度(SaO2)是动脉血样本中实际结合氧的血红蛋白的百分比，正常值为97 ± 2 %，反映血红蛋白与氧结合的程度和机体的氧合状态。动脉血氧饱和度受PaO2、氧解离曲线、和能够与氧结合的血红蛋白量的影响。氧合血红蛋白的测定技术主要包括分光光度测定法(Spectrophometry)、脉搏容积血氧测定法(Pulse Oxymetry)、和光学纤维血氧测定法(Fiberoptic Oxymetry)。
3)动脉血氧分压(PaO2)
PaO2是溶解在动脉血液中的物理状态O2，是反映动脉血氧合程度的指标。PaO2受肺通气、血流量、V/Q比值、心排血量、混合静脉血氧分压、组织耗氧量和吸氧浓度等多种因素的影响。经外周动脉穿刺采血进行血气分析是常用的PaO2监测方法。此外，动脉内留置导管不仅便于随时采血进行血气分析，监测PaO2，同时可以持续监测血压。将特制电极导入动脉中可以进行连续动脉血氧分压监测，但因技术问题尚未广泛用于临床。PaO2的正常值为95 ± 5 mmHg。大小与年龄和体位有关。
, 百拇医药
坐位：PaO2 = 104.2 – 0.27 x 年龄(mmHg)
卧位：PaO2 = 103.5 – 0.42 x 年龄(mmHg)
4)血红蛋白浓度(Hb)
目前测定血红蛋白浓度几乎都是通过自动血细胞计数分析法。在自动血细胞计数器内，被溶解的血样中的所有血红蛋白被转化成氰化高铁血红蛋白，通过光的吸收率测定总的血红蛋白。血红蛋白测定的精确性是± 5 %。血气分析仪测定获得的血红蛋白水平不能用在氧输送和氧消耗的计算中。
5.氧消耗的测定
VO2可以通过进行气体分析直接测定，或通过Fick心输出量计算公式间接测定。测定VO2的方法有四种。
1)Fick间接(反向)测定法(Indirect /reverse Fick)
, 百拇医药
通过Fick心输出量计算法间接测定VO2是目前最常使用的氧消耗测定法。计算公式为：VO2 = Q x (CaO2 – CvO2)。
Fick间接(反向)测定法的缺点是随机误差大，或者过高或者过低地估计VO2。因此，一般认为Fick间接法测定的VO2如果变化小于20%，将不可靠。另外，Fick间接法测定的VO2是通过心输出量计算出来的，将和DO2产生共同的测定误差。
2)质量分光光度测定法(Mass spectrophotometry)
质量分光光度测定仪被认为是直接测定气体浓度的金标准，这种方法的准确性高，但价格昂贵，没能在临床上广泛使用。
3)肺量计
使用肺量计测定VO2是通过从闭合的呼吸环路测定O2的丢失。肺量计测定法或Douglas袋测定法都很麻烦，难以应用于危重病人。
, 百拇医药
4)气体代谢分析仪和间接热量计
使用气体代谢分析仪对呼吸气体进行分析用以测定氧消耗是以下列公式为依据。VO2 = (FIO2 x V I) –(FEO2 x VE)
FIO2代表吸氧浓度，V I代表每分钟吸入气量L/ min，FEO2代表混合呼出气的氧浓度，VE代表每分钟呼出气量L/ min。简而言之，VO2可以通过从吸入的氧气量中减去呼出的氧气量而测定，即VO2 = VE (FIO2–FEO2)。
间接热量计测定VO2的基本操作原理如下：病人呼出的气体通过一个气体混合器，气体样本被采集后，送到传感器进行混合呼出气体中的氧气浓度(FEO2)和二氧化碳浓度(FECO2)测定。同时从呼吸环路中的吸气端采样进行吸入气的氧浓度(FIO2)监测。
气体代谢分析仪能在床边对危重病人的VO2进行直接的无创性测定，不依赖于心输出量和DO2的测定，避免了Fick 间接测定法可能出现的VO2 与DO2的人为关系。同时，新型气体代谢分析仪(如Deltatract)保证了在较大范围的潮气量、PEEP、气道压和FIO2达0.8时的测定准确性。甚至有一些仪器具有相当高的敏感性，能测定出VO2的轻度变化。
, http://www.100md.com
气体代谢分析仪(间接热量计)测定氧消耗的误差来源于气体量、气体流量、和气体浓度的测定误差。
6.氧输送和氧消耗监测的临床提示作用
1)如果随着DO2的增加，VO2也明显变化，呈氧输送依赖性，说明组织缺氧。
2)基于可能存在的病理性氧输送依赖性氧消耗，给以超常DO2治疗对于预防组织低氧可能有一定作用，但是并不能纠正组织缺氧。10 个RCT研究显示给以超常DO2引起的死亡率或者不变，或者增加或者降低。
3)VO2增加可能反映组织氧需要增加，或者是对DO2增加的反应。降低氧需要可以降低VO2，改善组织氧灌注，维持组织氧平衡，预防低氧造成的组织损害。
4)对DO2 和DO2相关成份(心输出量、血红蛋白和SaO2)的监测，使得休克和组织氧合不良的诊断更准确，治疗更到位。
, 百拇医药
三、乳酸和丙酮酸监测
正常情况下，大多数丙酮酸经过三羧酸循环被氧化成CO2和H2O；而在无氧情况下，丙酮酸被转化成乳酸。乳酸是糖酵解的终末产物。多数乳酸产生于糖酵解率高的组织，如胃肠、脑、皮肤、骨骼肌、和红细胞。休息状态下，每天平均乳酸产生量15-20 meq/kg，一部分重复利用，绝大部分被肝脏和肾脏清除，心脏和骨骼肌也参与乳酸代谢，因此，血乳酸受多种因素的影响。
LDH
丙酮酸 + NADH + H+ 乳酸 + NAD
血乳酸水平和乳酸/丙酮酸比值是反映机体氧合代谢的常用指标。正常的血乳酸水平是1meq/L (0.7-1.3)，如果血乳酸水平超过2meq/L，提示组织灌注不良。血乳酸水平超过1.3-2meq/L，可能反映细胞内的轻微变化。乳酸/丙酮酸比值也可能提供有用的参考，但是因为丙酮酸不稳定，容易产生乳酸/丙酮酸比值的假性抬高，在临床上难以实现。血乳酸等指标的测定虽然是反映机体整体氧合的有用指标，但必须和临床评价、血流动力学监测和其他组织灌注指标结合起来分析。
, 百拇医药
对于危重病人的氧合监测必须基于临床上细致的组织灌注评估，配合血浆乳酸测定和O2ER。如果临床判断病人组织灌注良好，乳酸水平正常，O2ER低于40%，建议继续维持现有的DO2。如果临床判断病人的灌注不良，不管实验室测定结果如何，建议增加DO2。如果临床判断病人组织灌注良好，乳酸水平增高，和/或O2ER高于40%，建议继续维持现有的DO2 ，两小时后重复乳酸和O2ER的测定。如果乳酸和O2ER仍然异常或增高，此时，建议增加DO2。
四、胃粘膜内pH(Gastric Intramucosal pH, pHi)监测
胃肠是机体对缺氧反应比较敏感的器官，常先于心脑等重要脏器缺氧。胃粘膜内pH能代表整个胃肠粘膜内pH，敏感地反映局部组织的代谢水平和氧合状况。及时发现胃肠粘膜缺氧(组织氧合障碍)，可以推断机体已出现进展中的组织代谢水平缺氧，进一步将危及心脑，提示临床必须迅速采取改善机体氧合的措施。
, 百拇医药 胃粘膜内pH 的测定：以带硅胶囊的胃Tonometer导管(胃张力计)经鼻置于胃腔，然后向胃腔硅胶囊内注满生理盐水，待胃粘膜组织内二氧化碳与囊内生理盐水中的二氧化碳弥散达到平衡后，取囊内生理盐水用血气分析仪测定二氧化碳分压，同步测定动脉血HCO3-水平，然后通过Henderson-Hasselbalch公式，推算出胃粘膜内pH。pHi = 6.1 + log 10 (动脉血HCO3-/0.37 x 囊内盐水PCO2 x K)，其中K为平衡系数，不同平衡时间有不同的K值。该方法测得的胃粘膜内pH与离子电极直接测得的胃粘膜内pH高度吻合pPHi下降或胃粘膜PCO2增高说明胃粘膜内酸中毒，反映胃粘膜组织氧合不良，无氧酵解增加。
监测pHi的变化有助于临床医生判断局部器官的氧合，从而对危重症患者的病情进行早期诊断、治疗和预后判断。如手术病人、创伤病人、移植病人的pHi, 百拇医药