動脈血氣分離的研究進展

動脈血氣分離的研究進展

0疾病治療的作用動脈采血是了解患者肺氣體交換功能以及全身和組織中的酸中毒狀態(tài)的重要方法，在決定心臟疾病和代謝性疾病方面發(fā)揮著非常重要的作用。但近年來的動物實驗和臨床研究證實,在很多疾病狀態(tài),單純監(jiān)測動脈血氣往往不能反映患者機體代謝的實際情況,并可能出現(xiàn)誤導,此時可能需同時作靜脈血氣(venousbloodgas,VBG)監(jiān)測,以了解機體組織的氧合和酸堿狀態(tài),指導臨床的進一步處理。1中心靜脈和混合靜脈血的偏血性靜脈血氣測定有兩種方法:一是混合靜脈血(mixedvenousblood)血氣,通常是通過肺動脈插管獲取的血液標本所測定的血氣分析,有人認為也可從右心房或右心室獲取標本進行測定,這是因為通常回心血液在右心房已較充分混合,因而右心房或右心室的血液標本其血氧飽和度測定值非常接近從肺動脈獲取標本的測定值;另一種是中心靜脈血(centralvenousblood)血氣,是指通過中心靜脈導管從上腔靜脈獲取的血液標本所測定的血氣分析?；旌响o脈血氣雖然被認為比中心靜脈血氣更為可靠,但研究證實中心靜脈血氣和混合靜脈血氣有良好的相關(guān)性,這是因為中心靜脈血液是混合靜脈血液的一部分。臨床和動物實驗資料表明,即使在循環(huán)障礙時中心靜脈和混合靜脈血氣測定值也非常接近,但由于中心靜脈插管技術(shù)難度、危險性和費用都比肺動脈插管小,便于推廣應用,因而有學者建議用中心靜脈血氣代替混合靜脈血氣分析。Adrogue等在臨床研究中發(fā)現(xiàn),在心排血指數(shù)正常的患者中,中心靜脈和混合靜脈血的酸堿成分非常相似,其pH、二氧化碳分壓(PCO2)和血漿碳酸氫鹽(HCO3-)濃度無明顯差異。動脈、中心靜脈和混合靜脈血pH分別為7.38±0.01、7.35±0.01和7.35±0.02,PCO2分別為(37.0±1.1)mmHg[(4.9±0.2)kPa]、(42.7±0.8)mmHg[(5.7±0.1)kPa]和(42.3±1.7)mmHg[(5.6±0.2)kPa],HCO3-分別為(21.4±0.4)mmol/L、(22.3±0.5)mmol/L和(23.2±0.6)mmol/L,PO2分別為(300.4±16.2)mmHg[(40.0±2.2)kPa]、(63.9±3.2)mmHg[(8.5±0.4)kPa]和(62.5±2.8)mmHg[(8.3±0.4)kPa]。但隨著心排血指數(shù)的下降,其pH、PCO2和HCO3ˉΗCΟ3ˉ差值逐漸增寬,在心跳停止者最為明顯。Scalea等也發(fā)現(xiàn)混合靜脈和中心靜脈血氧飽和度均是準確和極其敏感的失血指標。然而,也有學者認為,混合靜脈血標本來自全身各個區(qū)域不同血氧飽和度的靜脈血在完全混合后的肺動脈,反映平均靜脈血氧飽和度,而中心靜脈血氧飽和度僅僅表示機體顱腦部分主要是腦的氧供給和消耗之間的平衡。由于區(qū)域血液灌注與氧消耗的變化,不應該期望有相等的中心靜脈血氧飽和度與混合靜脈血氧飽和度。在健康狀況下,下腔靜脈血氧飽和度高于上腔靜脈、右心房和肺動脈血氧飽和度,這與腎的低氧攝取率有關(guān);但在心源性休克或心力衰竭等則情況相反,上腔靜脈血氧飽和度高于下腔靜脈和肺動脈血氧飽和度,這是由于在休克等應激情況下腦血流受到更好的保護所致。由于混合靜脈血是上腔靜脈和下腔靜脈血的混合物,這樣在心輸出量降低時混合靜脈血氧飽和度可能比中心靜脈血氧飽和度低。2動-靜脈血與混合靜脈規(guī)范正常情況下,動脈血與混合靜脈血或中心靜脈血CO2氣體含量和酸堿參數(shù)差異不大,動脈血氣分析能反映混合靜脈血即細胞水平的CO2氣體含量和酸堿參數(shù)。研究結(jié)果顯示,正常情況下,混合靜脈血pH比動脈血pH平均低0.03,混合靜脈血PCO2和HCO3-比動脈血分別平均高5.7mmHg(0.8kPa)和0.9mmol/L。Steinberg等通過實驗研究得出結(jié)論,PaCO2約為中心靜脈血PCO2減去4.1mmHg,動脈血pH約為中心靜脈血pH加0.06。但在嚴重疾病狀態(tài),特別是循環(huán)功能衰竭時,動脈血與混合靜脈血氣參數(shù)則無相關(guān)性,并出現(xiàn)動-靜脈血氣酸堿分離現(xiàn)象。Adrogue等在一組嚴重循環(huán)衰竭的患者中發(fā)現(xiàn),動脈血和中心靜脈血pH分別為7.31±0.05和7.21±0.08,PCO2值分別為(43.5±9.2)mmHg[(5.8±1.2)kPa]和(67.5±17.7)mmHg[(9.0±2.4)kPa],平均動-靜脈pH和PCO2差值可達4倍,因此,單純依賴動脈血氣評價這些患者的酸堿狀態(tài)可能導致錯誤判斷,不能發(fā)現(xiàn)在靜脈血中反映的嚴重并危及生命的組織酸中毒。動脈血主要反映肺泡氣體交換,而混合靜脈血主要反映組織氧合和酸堿狀況。血液通過肺時,PCO2發(fā)生變化,混合靜脈血氣分析在肺氣體交換改變其氣體成分前取血,因而能較精確地反映細胞呼吸。動物實驗證實,連續(xù)動脈和靜脈血氣監(jiān)測顯示,在失血性休克過程中,中心靜脈血pH、PCO2和PO2在很大程度上比動脈血氣變化早。中心靜脈血氣監(jiān)測可以比單獨動脈血氣監(jiān)測提供更早的氧供應和血流變化的指標以及關(guān)于組織灌注狀況更多的信息,并可能提供有關(guān)復蘇有效性的更好指標。動物實驗證實,心排血量降低對動、靜脈血氣有不同影響:動脈血表現(xiàn)為呼吸性堿中毒、PO2升高,而混合靜脈血pH、PCO2相對恒定,PO2降低,結(jié)果動-靜脈pH差值、PCO2差值隨心排血量和回心血量減少而增大,而且動-靜脈血pH差值、PCO2差值增大往往出現(xiàn)在動脈血壓下降之前。循環(huán)衰竭患者只監(jiān)測動脈血氣往往不能正確評價組織的酸堿狀態(tài),其誤差程度隨著循環(huán)障礙程度加重而增大,因此不能只用動脈血氣來指導酸堿紊亂的治療。只有靜脈血氣分析才能發(fā)現(xiàn)嚴重的甚至危及生命的組織酸中毒,它也有助于評價組織氧合。有資料表明,盡管循環(huán)衰竭患者存在嚴重組織缺氧(表現(xiàn)為混合靜脈血PO2降低),但動脈血PO2可維持在正常范圍,所以危重患者不僅要監(jiān)測動脈血氣,還應監(jiān)測混合靜脈血氣,前者有助于評價肺氣體交換和調(diào)節(jié)吸入氧濃度(FiO2),后者有助于了解組織酸堿狀態(tài)和氧合。早期循環(huán)衰竭患者,尤其是輕度酸血癥患者也應監(jiān)測混合靜脈血氣,它有助于發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵性的循環(huán)惡化,甚至有人認為,危重癥患者高死亡可能與只監(jiān)測動脈血氣有關(guān)。3組織氧合和酸狀態(tài)靜脈血氣分析主要用于危重患者特別是嚴重心力衰竭和循環(huán)衰竭的患者,以及嚴重肺功能受損需要高水平的通氣支持患者、多器官功能障礙綜合征(MODS)患者等,以盡快了解心肺疾病患者的組織氧合和酸堿狀態(tài)。3.1組織氧代謝peep指標正常情況下,毛細血管動脈端PO2相當于PaO2,由于組織攝取氧,毛細血管PO2逐漸降低,至靜脈端毛細血管PO2和靜脈血PO2相等,因此,正常情況下靜脈血PO2應是平均組織PO2的近似值,被認為是組織氧合的有效指標,這樣動-靜脈血氧含量差值的變化可作為判斷組織供氧和灌注狀態(tài)的重要依據(jù)。健康人混合靜脈血氧分壓的參考值約為(40±3)mmHg[(5.33±0.39)kPa],它可隨年齡增加而下降,為此有人建議以35mmHg(4.7kPa)為正常低限?；旌响o脈血氧分壓低于28mmHg常伴有乳酸酸中毒,病死率極高,因此治療上必須使其維持在臨界線(28mmHg)以上?；旌响o脈氧分壓是了解肺氧合及循環(huán)灌注水平的一項綜合指標,對判斷心肺功能很有意義。用動脈血氧分壓、混合靜脈血氧分壓、動-靜脈血氧含量差值綜合分析,可進一步估計組織供氧障礙的原因。在臨床上同一條件下,當動脈血氧分壓和混合靜脈血氧分壓同時下降,動-靜脈血氧含量差值基本不變時,提示肺氧合功能障礙;動脈血氧分壓正常而混合靜脈血氧明顯下降,導致動-靜脈血氧含量差值明顯擴大,提示心功能減退、灌注組織的血流不足;若動脈血氧分壓下降,混合靜脈血氧分壓下降更為明顯時,則考慮在肺氧合功能下降的同時有心功能不全?；旌响o脈血氧飽和度在機體氧代謝監(jiān)測中具有重要的意義,已被用于評價心肺系統(tǒng)是否滿足機體組織代謝需要以及作為組織氧合狀況的指數(shù)。根據(jù)Fick公式,SvO2=SaO2-[VO2÷(1.34×CO×Hb)](SvO2為混合靜脈血氧飽和度,SaO2為動脈血氧飽和度,VO2為氧耗量,CO為心輸出量,Hb為血紅蛋白)。當SvO2下降時,SaO2、Hb、CO中有1個或多個因素受損下降或氧消耗增加,因此SvO2下降不僅能反映呼吸功能的變化,也是組織氧利用的一個良好指標。健康人混合靜脈血氧飽和度約75%,一般認為,靜息時混合靜脈血氧飽和度>65%表明組織代謝有足夠的氧可以利用。如果氧需要量增加而沒有相應增加氧供應,混合靜脈血氧飽和度將降低。當混合靜脈血氧飽和度<50%時,常表明組織氧合受損和無氧代謝的發(fā)生。也有人認為,中心靜脈血氧飽和度降低20%往往表示預后不良。靜脈血氣監(jiān)測也可用于指導呼吸衰竭患者呼吸機的應用,因為應用機械通氣及呼氣末正壓通氣(PEEP)雖可提高動脈血氧,但將影響心輸出量,并隨著心輸出量的下降,勢必造成對組織供氧運輸不足,因此必須尋求最佳PEEP水平,以利于提高動脈血氧分壓,同時保證良好的組織供氧?；旌响o脈血作為組織氧合指標也有一定的局限性,因為混合靜脈血不僅取決于全身供氧量和肺泡通氣量,還取決于組織從血攝取氧的能力,所以雖然混合靜脈血PO2、飽和度及氧含量降低提示組織氧合不足,但它們正常并不一定表示組織氧合充足。當組織氣體交換障礙時,組織雖然缺氧,但混合靜脈血PO2、飽和度及氧含量可正常或增高,如敗血癥、急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)、氰化物中毒等。3.2動-靜脈血ph及pc2差已經(jīng)證實,正常情況下,動脈與混合靜脈血CO2氣體含量和酸堿參數(shù)差異不大,但在心排血量降低等情況下其結(jié)果不同。有學者在心臟停搏豬的實驗研究中發(fā)現(xiàn),動脈血呈低碳酸血癥、呼吸性堿中毒,而混合靜脈血呈高碳酸血癥、呼吸性酸中毒,動脈與混合靜脈血pH及PCO2差增大。Weil等在心臟停搏后心肺復蘇的患者中證實了上述動物實驗的結(jié)果,動脈血呈呼吸性堿中毒,混合靜脈血呈呼吸性酸中毒,動-靜脈血pH差由0.06增至0.30,動-靜脈血PCO2由-1.5增至-4.8kPa(-11mmHg至-36mmHg)。動-靜脈血PCO2差直接與心排血量降低以及由此而引起的組織CO2清除和肺CO2的排出有關(guān)。動-靜脈血pH及PCO2差主要由動脈血低碳酸血癥和靜脈血高碳酸血癥引起,因為動-靜脈血HCO3-或乳酸根濃度相差不大,其根本原因在于心排血量降低和存在有效的肺泡通氣。動物實驗研究證實,心排血量僅減少20%~40%即可引發(fā)動-靜脈酸堿參數(shù)的實際增寬,在心跳停止時最為明顯。復蘇后心輸出量、肺血流、肺通氣/灌注比例和動靜脈交通恢復,呼出氣CO2迅速增加,動脈PCO2上升,pH下降,動-靜脈血pH及PCO2差迅速恢復正常。動-靜脈pH差值、PCO2差值突然增大提示可能是組織缺氧的開始,可反映血液通過組織時從組織得到的CO2和H+量,后者有組織代謝生成。動、靜脈血pH不僅取決于PCO2,還取決于代謝生成的酸。由于供氧量不能滿足組織有氧代謝的需要,機體改用無氧途徑生成ATP,乳酸生成增多,同時由于供氧不足,ATP水解生成的H+不能被再利用,導致H+濃度增高。在心跳呼吸停止的患者中,接受碳酸氫鈉者有更大程度的動