086章.血气监测
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参见附件(286kb)。
第86章 血气监测
目录
第1节 血气测定的基础知识
一、血气的物理、化学
二、呼吸生理与血气分析
三、血气分析的指标及其临床意义
第2节 血液气体的测定方法和原理
一、血液PCO2测定
二、血液PO2测定
三、脉搏血氧饱和度(SpO2)监测
四、呼气末二氧化碳监测
五、经皮氧监测
六、经皮二氧化碳监测
第3节 血气分析在麻醉科中的应用
一、麻醉与手术前应用
二、麻醉、手术与血气分析
三、在手术麻醉后病室中的应用
第86章 血气监测
麻醉和手术期间的呼吸管理，主要是维持呼吸功能的稳定和充分的组织供氧，以保证病人术中和术后的安全。但是，单凭临床观察不足以对呼吸状态作出精确的估计。通常实施的通气功能测定，也不能了解肺的换气功能以及组织氧供与氧耗。对呼吸状态的全面判断，仍有赖于血液气体分析。因此，血液气体分析已成为临床麻醉必不可少的监测项目。
第1节 血气测定的基础知识
一、血气的物理、化学
(一)气体分压
按照Dalton定律，几种互相不起反应的混合气体的压力等于组成混合气体的各气体所占容积的压力的总和，也就是各个气体分压的总和。
空气是混合气体，由氮、氧、水蒸汽、二氧化碳等气体组成，因此大气压(PB)就等于这些气体分压的总和：
PB=PN2+PO2+PH2O+PCO2
各个气体的分压则可用总压力乘该气体所占的容积%而求得，即PB×F，F系指各气体的容积%。以空气为例，其组成为N2 78.08%，O2 20.95%，CO2 0.03%等。在空气中，水蒸汽的变化最大。在人体中，一般认为当气体被吸入时，由于受到体温的影响，混合气体中的水蒸汽在肺泡中已达饱和状态，因此在计算人体中各气体的分压时，必须要在总压力中减去饱和水蒸汽压后再乘以各自的容积%(表86-1)。以O2为例，假如PB为760mmHg，则吸入气中的氧分压(PIO2)为：
PIO2= (PB-PH2O)×0.2095
= (760-47)×0.2095
=149 mmHg
在肺泡和组织中的气体交换是以弥散方式进行的。气体的弥散运动是由于肺泡膜两侧的气体存在着压力的梯度，气体总是从分压高的一侧向分压低的一侧运动。当气体通过肺泡膜进入血液后，气体就从气相成为液相。气相与液相之间的交换与平衡，以及液相气体的分压，也遵循着上述分压概念。
表86-1吸入气和血液气体分压(单位：mmHg)
气 体吸入气(干燥)吸入气(37℃)肺泡气动脉血氮(N2)600.7563572564氧(O2)159.015010293二氧化碳(CO2)0.303939水蒸汽(H2O)0474747总计760760760743 (二)气体的溶解
气体可溶解在液体(包括血液)之中，Henry法则指出：在温度恒定时，气体溶于液体之中的量，与该气体在气相时的分压成正比。这一法则并不适用于对那些能与液体发生化学反应的气体，例如NH3、CO2等。Henry法则可用C=α·P/760来表示，其中C为溶解气体量，P为溶解气体气相时的分压，α为Bunsen溶解气体量，P为溶解气体气相时的分压，α为Bunsen溶解系数。所谓Bunsen溶解系数是指在标准温度、干燥状态下气体分压为760mmHg时，在1ml液体中所溶解的气体量。因此，在人体体液中计算溶解气体的量时，温度就成为一个重要因素。温度升高可使α减小，而温度降低时α增大。以O2为例，30℃时O2在水中的溶解系数为0.0261，而40℃时仅0.0231。这就意味着在低温状态下氧的溶解量有所增加。当血温在37℃时O2在血液中的Bunsen溶解系数为0.0238，假设肺泡气中氧分压为100mmHg，体温为37℃，无肺泡气动脉血氧分压差，每毫升血液中O2的溶解量计算如下：
氧溶解量(ml/ml)=0.238×100/760=0.00315
如氧的溶解量以ml/dl计算，则可知道，在血温37℃时，每1mmHg的PO2，O2的溶解量为0.00315ml/dl。
二、呼吸生理与血气分析
呼吸的全过程包括以下三个环节：①外呼吸(或称肺呼吸)，从空气被吸入肺，在肺泡内气与肺毛细血管血进行交换，系氧进入血液循环，二氧化碳进入肺泡并随呼吸排出到体外的过程；②氧与二氧化碳在血液中的运输；③内呼吸(或组织呼吸)，系指气体在血液与组织细胞间的交换，氧从血液中进入组织细胞，而二氧化碳则进入到血液中。
(一)外呼吸与血气分析
外呼吸的主要环节包括肺的通气与换气功能，图86-1显示了通气、换气功能与血气分析的联系。图中VT代表潮气量，VD代表无效腔量，每分钟肺泡通气量()=(VT-VD)×f，f代表呼吸频率。根据这一公式可以看到，肺泡通气量与体内CO2的生成量()成正比，而与单位时间内呼气中的CO2浓度(CO2%)成反比关系。由于PCO2等于CO2的分量(FCO2)乘以常数(K)，即PCO2=FCO2×K，因此，上式可写成：。在一般情况下，肺泡气中的CO2分压(PACO2)与动脉血中的CO2分压(PaCO2)是相等的。因此，在不变或变化较小的情况下，PaCO2反映着肺的通气功能状态(图86-1)。此外，肺通气与肺泡气氧分压(PAO2)也有一定的关系。当通气不足时，PAO2随的减少而下降，但在过度通气时，尽管增加明显，而PAO2并不能有相应的升高，此部份曲线相对比较平坦(图86-2)。因此在麻醉中保证供氧，首先要注意通气量，并在此基础上给氧。VD/VT即无效腔量与潮气量的比值，也是肺通气功能状态的一个重要指标，正常值0.2~0.35，可以通过PaCO2及PECO2(呼出气CO2分压)加以计算。
肺的换气功能指的是肺泡膜两侧气体的交换。在正常状态下，单位时间内气体弥散的量(Vgas)取决于弥散面积(A)，肺泡膜的厚度(T)以及气体在肺泡膜两侧的分压差，即D·K(P1-P2)，K为常数。因为各种气体的理化性质不同，其弥散力亦各有差异。例如CO2的弥散力要比O2大20倍左右，因此即使肺泡气与静脉血中的CO2分压差仅6mmHg，CO2仍能很充分地弥散到肺泡中去，所以在一般情况下，PaCO2=PACO2。
应用Fick原理可以计算心排血量或每分钟通过肺的血流量()。由于单位时间内机体的耗氧量()与血流通过肺时摄取的氧量是相等的，因此可以利用动脉血的氧含量与混合静脉血差来计算心排血量，即。在这里指的是肺动脉血氧含量，CaO2可用肱或桡动脉血测得，则可通过收集呼出气体并测定其中的氧浓度而得。
肺换气功能障碍的主要原因包括肺泡膜病变或肺的通气/血流比例失调，其结果是造成PaO2明显下降。当通气/血流比例失调时，必然使一部份血液得不到正常的气体交换而造成肺内血液自右向左分流；另一方面当通气虽属充分，但肺血流不足或肺微循环发生障碍时，也会使静脉血得不到充分氧合而造成PaO2的下降 ......
第86章 血气监测
目录
第1节 血气测定的基础知识
一、血气的物理、化学
二、呼吸生理与血气分析
三、血气分析的指标及其临床意义
第2节 血液气体的测定方法和原理
一、血液PCO2测定
二、血液PO2测定
三、脉搏血氧饱和度(SpO2)监测
四、呼气末二氧化碳监测
五、经皮氧监测
六、经皮二氧化碳监测
第3节 血气分析在麻醉科中的应用
一、麻醉与手术前应用
二、麻醉、手术与血气分析
三、在手术麻醉后病室中的应用
第86章 血气监测
麻醉和手术期间的呼吸管理，主要是维持呼吸功能的稳定和充分的组织供氧，以保证病人术中和术后的安全。但是，单凭临床观察不足以对呼吸状态作出精确的估计。通常实施的通气功能测定，也不能了解肺的换气功能以及组织氧供与氧耗。对呼吸状态的全面判断，仍有赖于血液气体分析。因此，血液气体分析已成为临床麻醉必不可少的监测项目。
第1节 血气测定的基础知识
一、血气的物理、化学
(一)气体分压
按照Dalton定律，几种互相不起反应的混合气体的压力等于组成混合气体的各气体所占容积的压力的总和，也就是各个气体分压的总和。
空气是混合气体，由氮、氧、水蒸汽、二氧化碳等气体组成，因此大气压(PB)就等于这些气体分压的总和：
PB=PN2+PO2+PH2O+PCO2
各个气体的分压则可用总压力乘该气体所占的容积%而求得，即PB×F，F系指各气体的容积%。以空气为例，其组成为N2 78.08%，O2 20.95%，CO2 0.03%等。在空气中，水蒸汽的变化最大。在人体中，一般认为当气体被吸入时，由于受到体温的影响，混合气体中的水蒸汽在肺泡中已达饱和状态，因此在计算人体中各气体的分压时，必须要在总压力中减去饱和水蒸汽压后再乘以各自的容积%(表86-1)。以O2为例，假如PB为760mmHg，则吸入气中的氧分压(PIO2)为：
PIO2= (PB-PH2O)×0.2095
= (760-47)×0.2095
=149 mmHg
在肺泡和组织中的气体交换是以弥散方式进行的。气体的弥散运动是由于肺泡膜两侧的气体存在着压力的梯度，气体总是从分压高的一侧向分压低的一侧运动。当气体通过肺泡膜进入血液后，气体就从气相成为液相。气相与液相之间的交换与平衡，以及液相气体的分压，也遵循着上述分压概念。
表86-1吸入气和血液气体分压(单位：mmHg)
气 体吸入气(干燥)吸入气(37℃)肺泡气动脉血氮(N2)600.7563572564氧(O2)159.015010293二氧化碳(CO2)0.303939水蒸汽(H2O)0474747总计760760760743 (二)气体的溶解
气体可溶解在液体(包括血液)之中，Henry法则指出：在温度恒定时，气体溶于液体之中的量，与该气体在气相时的分压成正比。这一法则并不适用于对那些能与液体发生化学反应的气体，例如NH3、CO2等。Henry法则可用C=α·P/760来表示，其中C为溶解气体量，P为溶解气体气相时的分压，α为Bunsen溶解气体量，P为溶解气体气相时的分压，α为Bunsen溶解系数。所谓Bunsen溶解系数是指在标准温度、干燥状态下气体分压为760mmHg时，在1ml液体中所溶解的气体量。因此，在人体体液中计算溶解气体的量时，温度就成为一个重要因素。温度升高可使α减小，而温度降低时α增大。以O2为例，30℃时O2在水中的溶解系数为0.0261，而40℃时仅0.0231。这就意味着在低温状态下氧的溶解量有所增加。当血温在37℃时O2在血液中的Bunsen溶解系数为0.0238，假设肺泡气中氧分压为100mmHg，体温为37℃，无肺泡气动脉血氧分压差，每毫升血液中O2的溶解量计算如下：
氧溶解量(ml/ml)=0.238×100/760=0.00315
如氧的溶解量以ml/dl计算，则可知道，在血温37℃时，每1mmHg的PO2，O2的溶解量为0.00315ml/dl。
二、呼吸生理与血气分析
呼吸的全过程包括以下三个环节：①外呼吸(或称肺呼吸)，从空气被吸入肺，在肺泡内气与肺毛细血管血进行交换，系氧进入血液循环，二氧化碳进入肺泡并随呼吸排出到体外的过程；②氧与二氧化碳在血液中的运输；③内呼吸(或组织呼吸)，系指气体在血液与组织细胞间的交换，氧从血液中进入组织细胞，而二氧化碳则进入到血液中。
(一)外呼吸与血气分析
外呼吸的主要环节包括肺的通气与换气功能，图86-1显示了通气、换气功能与血气分析的联系。图中VT代表潮气量，VD代表无效腔量，每分钟肺泡通气量()=(VT-VD)×f，f代表呼吸频率。根据这一公式可以看到，肺泡通气量与体内CO2的生成量()成正比，而与单位时间内呼气中的CO2浓度(CO2%)成反比关系。由于PCO2等于CO2的分量(FCO2)乘以常数(K)，即PCO2=FCO2×K，因此，上式可写成：。在一般情况下，肺泡气中的CO2分压(PACO2)与动脉血中的CO2分压(PaCO2)是相等的。因此，在不变或变化较小的情况下，PaCO2反映着肺的通气功能状态(图86-1)。此外，肺通气与肺泡气氧分压(PAO2)也有一定的关系。当通气不足时，PAO2随的减少而下降，但在过度通气时，尽管增加明显，而PAO2并不能有相应的升高，此部份曲线相对比较平坦(图86-2)。因此在麻醉中保证供氧，首先要注意通气量，并在此基础上给氧。VD/VT即无效腔量与潮气量的比值，也是肺通气功能状态的一个重要指标，正常值0.2~0.35，可以通过PaCO2及PECO2(呼出气CO2分压)加以计算。
肺的换气功能指的是肺泡膜两侧气体的交换。在正常状态下，单位时间内气体弥散的量(Vgas)取决于弥散面积(A)，肺泡膜的厚度(T)以及气体在肺泡膜两侧的分压差，即D·K(P1-P2)，K为常数。因为各种气体的理化性质不同，其弥散力亦各有差异。例如CO2的弥散力要比O2大20倍左右，因此即使肺泡气与静脉血中的CO2分压差仅6mmHg，CO2仍能很充分地弥散到肺泡中去，所以在一般情况下，PaCO2=PACO2。
应用Fick原理可以计算心排血量或每分钟通过肺的血流量()。由于单位时间内机体的耗氧量()与血流通过肺时摄取的氧量是相等的，因此可以利用动脉血的氧含量与混合静脉血差来计算心排血量，即。在这里指的是肺动脉血氧含量，CaO2可用肱或桡动脉血测得，则可通过收集呼出气体并测定其中的氧浓度而得。
肺换气功能障碍的主要原因包括肺泡膜病变或肺的通气/血流比例失调，其结果是造成PaO2明显下降。当通气/血流比例失调时，必然使一部份血液得不到正常的气体交换而造成肺内血液自右向左分流；另一方面当通气虽属充分，但肺血流不足或肺微循环发生障碍时，也会使静脉血得不到充分氧合而造成PaO2的下降 ......
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