临床医学血气分析课件

血气监测及临床意义174医院麻醉科沈七襄教授血气—指血液中的气体：氧（O2）、二氧化碳（CO2）、氮（N2）、和水蒸气(H2O)一、大气及体内各气体的分压正常值

气体分压空气气道肺泡动脉血静脉血PO215615099.8(100)95.3(95)39.8(40)PCO200404045.8(46)PH2O1547.347.347.347.3PN2589563573573573总压力760*760760755.3706*一个大气压760mmHg二、肺内气体交换示意图肺A混合静脉血气道PO2PCO2150mmHg0PACO240PAO2

100PvCO246PvO240PcO2100PcCO240肺泡毛细血管动脉血PaO295PaCO240分流PACO2=PaCO2PvCO2与PaCO2差为6PAO2=PcO2PaO2与PvO2差为60血氧分压(PO2):溶解在血浆中的氧气所产生的压力，100ml中仅0.3ml。动脉血氧分压(PaO2):80~100mmHg平均90混合静脉血氧分压(PvO2)40mmHg三、血气监测常用符号、名称和正常值

动静脉血氧分压差(Pa-vO2)50mmHg肺泡气氧分压PAO2

肺泡气动脉血氧分压差(A-aDO2)FiO2

为21%时5～15mmHgFiO2

为100%时＞70mmHg动脉二氧化碳分压(PaCO2)35~45mmHg肺泡气二氧化碳分压(PACO2)40mmHg混合静脉血二氧化碳分压(PvCO2)45~46mmHg呼气末二氧化碳分压（PETCO2) 35~40mmHg

动脉血氧饱和度（SaO2）96%~100%

混合静脉血氧饱和度(SvO2)70%~80%平均75%脉搏血氧饱和度（SPO2）

≥95%（FiO221%）≥97%(吸O2)血氧含量（容量）CO2

动脉血氧含量(CaO2)200ml/L（20ml/dl）混合静脉血氧含量(CvO2)150ml/L（14~15ml/dl）

动静脉氧含量差(Ca-vO2)50ml/L(5~6ml/dl)

氧供（DO2）520~720ml/min.m2氧耗（VO2

）110~180ml/min.m2

分流率（Qs/Qt）＜5%

氧摄取率（O2ER）0.22~0.3平均0.25

死腔率（VD/VT）25%~30%

氧和指数（PaO2/FiO2）正常400~500

呼吸指数（A-aDO2/PaO2）＜0.15

四、气体交换指标

1.肺泡气、动脉血氧分压差（A-dDO2

）

PAO2-PaO2

反映血液在肺泡层面摄取O2

的能力，判断气体的弥散能力即换气功能的重要指标。

O2→肺泡，被肺泡中的CO2

稀释

PAO2=PIO2-PACO2R

PAO2=(FB-47)

×FiO2-PaCO2/R=(760-47)

×21%

-40/0.8=150-50=100

A-aDO2

=PAO2-PaO2=100–100(90)=0or10正常A-aDO26～15mmhgFiO2为30%A-aDO2＜70mmhg

老年人较大＜30mmhgFiO2为100%A-aDO2

＞70mmhg

影响因素：V/Q，Os/Qt

，弥散功能，氧离曲线，氧耗量，心排血量。吸空气时若A-aDO2大于正常为弥散功能障碍

V/Q失调。吸纯氧时，A-aDO2增大为解剖分流增加。

2.氧和指数（PaO2/FiO2）正常80～100/0.21=380～476≤300弥散功能受损，急性肺损害（ALI）

≤200急性呼吸窘迫（ARDS）3.呼吸指数（A-aDO2/PaO2）

＜0.15指数越大，肺功能越差

4.分流率（Qs/Qt

）

右心排出血中未经氧合直接进入左心的血流量占心排量的比率，正常3～5%。5.死腔率（VD/VT）死腔量占潮气量的百分率：150/500=0.3正常0.25～0.3,比率↑,影响通气效率，持续↑,预后不良。五、反映气体运输和组织呼吸指标

1.氧合与氧离（PO2

，CO2

，SO2%）HbO2(氧合血红蛋白)Hb（脱氧血红蛋白或还原Hb)HHb

（Hb+H+）

O2+Hb

HbO2肺(正协同)组织(负协同)HbO2为可逆性结合不需要酶的催化，主要受PO2的影响。氧离曲线及生理意义

SO25026.6020406080100PO210060208040SaO2%41282016200800600400可用氧量C-02(ml)

PO2SaO2%80~10095~10068~80956090——低氧血症

4075——严重缺氧

2036——死亡线PO2,SaO2与Hb之间的关系(结合速度与程度)P50：SaO2为50时的PaO2为

26.6——氧离曲线定点线，代表Hb与O2亲和力的状态。

P50升高——右移(2.3-DPG↑,酸中毒,体温↑)P50降低——左移“S”曲线的意义：

PaO2≥60，SO2≥90%曲线平坦，对氧合影响不大：

PaO260-40-20曲线的陡直段，SaO2下降明显，有利于O2的氧离和组织利用O2：

组织PO2不能＜30mmHg，PaO2应＞30mmHg才能保证组织进行气体交换

PO220mmHg，SO230%含O280ml/L，可利用O2200ml,人体正常需O2

250ml/min已不够，为死亡线。2.氧含量（C-O2）—100ml血液中含多少氧

两种形式:结合+溶解CaO2=Hb×1.34×SaO2+PO2×0.00315=15×1.34×100%+100×0.003=20.1+0.32

≈20ml若PaO2560溶解O2560×0.00315=1.8ml若1（ATA）PO2713时，溶解O2为2.2ml3（ATA）为6.6ml若Hb为6克6×1.34×100%+0.32=8ml为正常40%若SaO250%15×1.34×50%+0.32=10ml为正常的50%CvO2=Hb×1.34×SvO2=15×1.34×75%=15ml3.氧供（DO2）与氧耗

（VO2）

氧供（或称氧运输）DO2——单位时间内机体向全身器官、组织提供的氧量，即单位时间动脉血输送氧的量。

DO2=CaO2×Q=20vol%×5000ml=1000ml/min

或以心脏指数计算=520～720ml/min.m2机体氧供1000ml中有200ml不能利用，实际最高氧供为800ml，与Hb、PO2和Q有关。氧耗（VO2）—单位时间内全身组织消耗的O2量VO2＝(CaO2－CvO2)×Q=（20-15）%×5000=250ml/minCaO2=20vol%(Hb150g/L)心排量6L/min

4.氧摄取率(O2ER)—全身组织氧的利用率，反映组织从血中摄取氧的能力

O2ER=VO2/DO2×100%=250/1000×1=0.25

正常值0.22～0.3平均0.25

静息时人体各主要器官的O2耗量器官(或组织)PvO2(mmHg)SO2(%)CaO2-CvO2(vol%)摄氧率(%)心脏30.05611.457大脑36.8696.331.5骨骼肌32.3608.040胃肠道45804.120.5肾脏74.3941.36.5皮肤75.0951.05

5.动静脉血氧分压差(Pa-vO2)—组织从血中摄氧的能力

PaO2(80～100mmHg)–PvO2(40mmHg)=40～60mmHg平均50mmhg

Pa-vO2↓PvO2↑—组织利用↓或耗氧↑

PaO2↓—氧供↓1.二氧化碳分压(PCO2)

PCO2是指血液中溶解状态的CO2所产生的压力，空气中CO2为0.04%，压力近似为0；肺泡中的CO2全部来自机体的组织代谢由静脉→肺泡，CO2的弥散能力很强，为O2的20倍。六、血二氧化碳

PvCO246mmHgPACO240mmHg相差6mmHg

PACO2=PcCO2=PaCO2

故PaCO2是反映肺通气功能的可靠指标为酸碱平衡判定中的呼吸指标。

2.血中CO2存在的形式—溶解+结合溶解—CO2=PaCO2×0.03=40×0.03=1.2mmol/L(总量的5%)结合—CO2+H2O→H2CO3→(CA)H+HCO3(总量25.2ml)

以容积计算：

PaCO2为48.5vol%

PvCO2为52.5vol%

（PvCO2-PaCO2）×Q=(52.5-48.5)%×5000=4%×5000=200ml/min

即每分钟机体产生CO2为200ml从肺内排除

呼吸商=CO2/O2=200/250=0.8七、O2与CO2的运输

1.气体的移动主要靠分压差—弥散气相弥散（肺泡气）膜相弥散（肺泡膜）血相弥散（气与红细胞）

大气PIO2150mmHg肺泡气PAO2100～102mmHg混合静脉血PO235～45mmHg动脉血PaO280～95mmHg组织PO230mmHg大气PCO20mmHg肺泡PACO240mmHg动脉血PaCO240mmHg静脉血PvCO246mmHg组织CO250～58mmHg2.O2与CO2以结合的形式运输H2CO3CO2CO2HCO3-CO2+H2OCACO2CO2HCO3-+H+HHbHb+HbO2O2O2O2O2Na+HCO3-

Cl-Cl-HbO2Hb+H+HHb组织毛细血管壁血浆肺毛细血管壁及肺泡膜排出CO2O2+Hb→HbO2

PaO2CaO2=Hb×1.34×SaO2+PO2×0.003=20ml/dlO2供=CaO2×Q=20×5000=1000ml/min

CvO2=Hb×1.34×SvO2+PO2×0.003=15ml/dlCaO2-CvO2=5ml/dl5×5000=250ml/min组织利用到O2

肺排出

PCO2+HCO3-HCO3-

红细胞+H+→H2CO3

H2O+CO2

Cl-

HCO3-含量450mmol，贮备于血浆（3L）和组织液中（12L)（骨中贮存除外）。Haldane效应(CO2运输与Hb的关系)HbO2在组织中脱O2，CO2与Hb亲和力↑，有利于组织释放CO2

HHb在肺内氧合时CO2与Hb亲和力↓，有利于CO2自血中释放体内的气体交换即:Hb与O2的结合与分离

HHb与CO2的结合与分离

2,3-DPG、H、CO2三者相互作用的结果八、血气监测与临床

1.目的

血气值反映多方面的问题(与生命相关)

呼吸功能循环功能血液系统Hb、RCR

内环境

电解质水平衡酸碱平衡心功能、心排量血液、气体运输组织利用通气换气2.PaO2反映外呼吸状态

PaO2是缺O2最敏感指标，正常80~100mmHg与年龄相关（年龄每升高1岁，PO2下降1mmHg，但80~90岁≥60mmHg）。轻度缺O280～60mmHg

中度缺O260～45mmHg严重缺O2<45mmHgPaO2<60为低氧血症，Ⅰ型呼衰诊断指标，换气功能障碍为主。

氧合指数：PaO2/FiO2，正常80～100/0.21=400～500反映动脉血摄氧功能通气/血流肺的交换功能弥散功能动、静脉分流≤300ALI≤200ARDS

3.PaCO2—反映通气状态

由于PACO2=PcCO2=PaCO2

；CO2弥散力为O2的20倍，故PaCO2的变化反映了通气状态（气道阻塞情况及呼吸肌功能）气道通气量，也是酸碱平衡的呼吸因素。正常35～45mmHg，<35通气过度，＞45通气不足PaO2<60PaCO2＞50

Ⅱ型呼衰，即有换气功能又有通气功能障碍PaCO2＞80，神志不清CO2麻醉PaCO2＞90～110，脑水肿、颅内压↑—昏迷抽搐增强通气使PaCO2↓达60mmHg，不宜过快——心跳骤停！

单纯通气功能障碍以PaCO2↑为主，同时有PaO2↓，两者幅度相似，△PaCO2↑≈△PaO2↓

单纯换气功能障碍以PaO2↓为主，PaCO2正常或略降。通气与换气功能障碍并存时，△PaO2↓＞△PaCO2↑

九、临床实例通过A-aDO2判断换气功能（肺泡水平的气体交换）

例1患者PaO240，PaCO280，分析低氧血症的原因

A-aDO2＝150－80÷0.8－40＝10mmHg,即A-aDO2正常，肺泡水平的气体交换没有向下PaCO2↑80是通气功能障碍，同时使PaO2↓,应改善通气功能为主。

例2患者的PaO245，PaCO265A-aDO2＝150－65÷0.8－45＝30mmHg，患者不仅通气功能障碍同时有换气功能障碍。例1：COPD急性加重期，男，50岁诊断：

Ⅱ型呼衰

ARDS(PaO2/FiO2）=47/0.3=156

代谢性酸中毒并呼吸性酸中毒（低O2）PH7.17<7.35严重酸中毒PaCO265＞50为高碳酸血症，△PaCO265-45=20PaO247<60为低氧血症，△PaO280-47=33(PaO2↓＞△PaCO2↑)HCO3-13BE-15指标检测值血气分析处理：

上呼吸机（FiO260%）纠正缺O2、增加通气、排CO25%NaHCO3100mlVD纠酸增加通气量：分钟通气量=VT×f

肺泡通气量(有效通气量VA)=(VT-VD)×f生理死腔量

解剖死腔肺泡无效量150ml*呼吸机参数调整VT与f纠正缺O2

严重缺O2、CO2↑换气功能障碍为主+通气功能障碍换气功能弥散功能↓—COPD—肺气肿通气/血流比↑-肺气肿死腔↑，VT/VD比↑分流-肺泡通气量↓-分流效应↑低O2

a-VDO2=PAO2-PaO2=[(760-47)×0.21-PCO2/0.8]-PaO2=(214-65/0.8)-47=(214-81)-47=86

缺O2主要由换气功能障碍和CO2↑引起，在提高FiO2的同时以改善通气为主，因为COPD是慢性支气管+肺气肿共存的疾病称慢阻肺是以可逆性不完全的气流受限为特征。例2，急性肠道感染，严重腹泻伴休克男，40岁，体重50kg

PH7.225<7.35酸中毒PaO260轻度缺O2，氧合指数200(FiO20.3)PaCO230<35低碳酸血症SaO291%HCO3-10<24代酸与PH倾向一致

Cl-110Na+140指标检测值血气分析

PH<7.35与HCO3-↓倾向性一致，为代酸；PaCO2肺代偿肾预计值应为=HCO3-×1.5+8=10×1.5+8=23，而实际PaCO2为30大于预计值23应有呼酸；

Cl-为110↑，Cl-与HCO3-呈负相关，Cl-高HCO3-低为高氯性酸中毒；

AG=140-（Cl-+HCO3-)=140-(110+10)=140-120=20AG20为AG增高型酸中毒。血气分析：处理：补液纠正容量不足

5%NaHCO3150mlVD补HCO3-上呼吸机，FiO250~60，纠正缺O2加强通气，纠正CO2蓄积。最后诊断：感染性休克混合性酸碱失衡—代酸+呼酸（高氯性和AG↑型酸中毒）缺氧、急性肺损伤例3，女40岁，60Kg，车祸，创伤性休克PH6.5026.786PaCO25127.8PO282337BE<-30<-30HCO3-44.2SO262100Hb1.93Hct<10<10Na+143143K+6.27.2Ca2+0.910.91

指标中心V血A血血气分析：人体能耐受的PH极值为6.8～7.8，此患者PHA血6.786，V血6.502，达人体不能耐受的值。

PCO2V血51，A血27.8（呼吸机参数调整）

PO2V血82A血337，FiO280%，氧合指数421SvO262%<75%,SaO2100%

Hb2gHb3g血糖27.9CaO2=3×1.34×100%=4.0ml/dl，为正常20的1/5CO设5000，A血氧合量为5000×4%=200ml/min人体正常携O21000ml/min，有200ml不能利用，最多可利用为800ml。正常人耗O2250ml，须携带450ml/min才能维持生存，现此病人仅能携O2200ml，已达死亡线。

故出现严重缺O2代谢性酸中毒(HCO3-4，BE<-30)，高K+，不立即输血，即可死亡。

PvO240mmHg，反应内呼吸状态，即全身供O2、CO2、CaO2和CvO2的综合指标。指标快速输入红细胞8个U后手术出血补NaHCO34次后PH6.807.286PaCO23645PaO2342208HCO3-5.621.5BE-29-5Na+140155K+7.85.8Ca2+0.750.51Hct2113Hb7.14.4

4次输注NaHCO3为①125ml，②125ml，③250ml，④100ml最后正常例4,女，80岁，肺心病，咳喘加重1月，嗜睡

PHPaCO2HCO3-PaO2FIO2K+Na+

Cl-AG7.3871426230%5.11347220第一天:

PCO2↑71呼酸(Ⅱ型呼衰)(肾代偿肺CO2↑10HCO3