血气分析与酸碱失衡

1.0 ( FIO2 ＞60% )
水蒸气压 = 47mmHg

P(A-a)O2
理想肺状态 PAO2=PaO2 PAO2决定了PaO2的上限

肺泡-动脉PO2差：P(A-a)O2能充分反映氧气从肺进入到血液的情况

P(A-a)O2:

5-15mmHg 青年到中年人，FiO2=0.21

15-25mmHg 老年人， FiO2=0.21

AG: Ca2+/Mg2+ SO42-/PO42-

– cHCO3- < normal HCO3-，复合代酸 – cHCO3- > normal HCO3-，合并代碱 – 判定有无三重酸碱平衡紊乱

HCO3- Na+
+

Cl-

145

132 mmol/L

mmol/L

碳酸氢盐间隙
• 碳酸氢盐间隙 = △AG - △HCO3= （AG – 12）- （27 – HCO3-） = Na+ – CL- – 39

cO2Hb cO2Hb + cHHb + cMetHb + cCOHb

p50 和 ODC
• P50是氧饱和度50%时的氧分压,反映血 红蛋白和氧的结合力
• 不同因素影响ODC位置,P50说明曲线位 置
• P50是氧释放的关键参数
• 正常范围:25-29 mmHg

氧的释放与 ODC

• 不同因素影响ODC位置,P50说明曲线位置
• 过量的未被检测阳离子，如锂中毒时； • 未测出的阴离子减少，如低蛋白血症（白蛋白每
减少1g/dl ，AG降低2.5mEq/L)
• 出现异常带正电荷的蛋白质（副蛋白），可见于 多发性骨髓瘤。

AG增高

• AG ≥ 20 mmol/L 时提 示有代谢性酸中毒
– 血液中所有过量的阴 离子均由碳酸氢盐缓 冲

10-110mmHg 呼吸100%氧气的个体

P(A-a)O2
• 影响P(A-a)O2的生理原因：
通气-灌注比（V/Q）：指每分钟进入 肺泡的气体量与肺泡的毛细血管灌注 量之比。在临床低氧血症中扮演重要 角色。 弥散障碍 动静脉混合

氧合指数
• 氧合指数 ＝ PaO2/FiO2
对于吸高浓度氧的危重病人，氧合指数是首 选的低氧血症指数。 PaO2/FIO2<300意味着氧交换严重缺陷 PaO2/FIO2<200是诊断急性呼吸窘迫综合征 的标准之一

原发失衡 原发改变 代偿反应

预计代偿公式

代酸

HCO3- PaCO2 PaCO2 = 1.5 ×HCO3- + 8 ±2

代偿极限 10mmHg

代碱

HCO3- PaCO2 PaCO2 = 40 + 0.9 ×△HCO3- ±5 55mmHg

急性呼酸 PaCO2 HCO3- HCO3- =24 +△PaCO2×0.07±1.5 30mmol/ L
PaO2＜60mmHg为呼吸衰竭； PaO2＜40mmHg为重度缺氧（重度紫绀）。

动脉氧合状态

?

? ?

氧气的摄取 氧气的运输

??

?

氧气的释放

pO2 与肺泡气方程
肺泡气方程式 平均肺泡氧分压 = 吸入气氧分压 – (二氧化碳氧分压/呼吸商）
其中
吸入气氧分压 = 氧浓度× (大气压– 47)
0.8 ( FIO2 ＜60% ) 呼吸商 RQ =
内呼吸因素与代谢因素综合作用的结果。 pH＜7.35为失代偿性酸中毒； pH＞7.45为失代偿性碱中毒； pH7.35~7.45为：无酸碱失衡；代偿性酸碱失衡； 复合性酸碱失衡。

PaO2
• 概念: 血液中物理溶解的氧分子所产生的压力 • 正常值: 80~100mmHg；随年龄增长逐渐下降 • 意义：判断机体是否缺氧及其程度

动脉血气分析的目的
评估： • 肺泡通气 ：PaCO2 • 动脉氧合 ：PaO2 • 酸碱平衡 ：PH
静脉血气分析的目的
氧利用问题
pH

意义
• 呼吸系统疾病 • 各科危重症 • 机械通气不可缺少的参数。

重要参数及意义

符号 DaTe NO. Time
Baro
Temp #tHb A PH PaCO2 PaO2 BE BEecf BB

血气分析的代表符号

中文

符号

中文

日期 序号 时间

HCO3TCO2 S- t.HCO3

碳酸氢根 二氧化碳总量 标准碳酸氢根

当地大气压
标准体温（默认37°C） 总血红蛋白：默认15g/dL 酸碱度 二氧化碳分压 氧分压 全血剩余碱 细胞外液剩余碱 缓冲碱

St.PH
O2 Sat O2 Cont cH+ AaDO2 FIO2 RQ Shunt sample
– 正常范围：-6 ～ + 6 mmol/l • 碳酸氢盐间隙 ＞6 提示
– 代谢性碱中毒或/和 – 呼吸性酸中毒的代偿性碳酸氢盐潴留 • 碳酸氢盐间隙＜6 提示 – 高氯性代谢性酸中毒和/或 – 呼吸性碱中毒时代偿性的碳酸氢盐排泄

• 阴离子间隙（ AG ） 是指未测定阴离子 ( UA )与未测定阳离子( UC )之差
P50增大

PaCO2
• 概念：血中物理溶解的CO2 分子所产生的压力 • 正常值：35-45mmHg • 意义: 为呼吸参数，代表肺泡通气功能
PaCO2＞50mmHg为肺泡通气不足，见于呼吸 性酸中毒，Ⅱ型呼衰； PaCO2＜35mmHg为肺泡通气过度，见于呼吸 性碱中毒，也可见于Ⅰ型呼衰。

pCO2 和肺泡通气量
血气分析与酸碱失衡

什么是血气（Blood Gas)
• 血气：
– 广义：血液中的气体，主要有氧（O2）, 氮（N2）, 二 氧化碳（CO2） 三种气体，和微量的氩（A）,一氧化 碳（CO）及一氧化氮（NO）。
– 狭义：主要指与气体交换或呼吸有关的血液中的氧气 （O2）和二氧化碳（CO2）。

概念
• 通常是指使用血气分析仪对PaO2和PaCO2的测 定，但PaCO2不仅与PaO2有关，又与血中酸碱 成分及电解质有密不可分的关系，它们都是机 体内环境稳定的重要因素，因此临床上所说的 血气分析就包含了血液气体、酸碱平衡和电解 质三部分的综合诊断。

HCO3-
• 正常值：22～27 mmol/L,平均24 mmol/L • 意义: 为代谢参数
HCO3- <22mmol/L时,可为代谢性酸中毒 HCO3- > 27mmol/L时,可为代谢性碱中毒

二、Basic concepts
阴离子间隙 Anion Gap (AG)

• AG = 未测定阴离子 – 未测定阳离子

HCO3+ Cl-
132 mmol/L

Na+
145 mmol/L

潜在HCO3- (potential or corrected)

• HCO3-减少是由于存在未测定阴离子，每增加一分 子阴离子/丢失一分子HCO3-

• cHCO3- = 实测HCO3- + (AG-12)

• 意义：
– cHCO3- = normal HCO3-，单纯代酸

2.3-DPG ¯ Temp. ¯ pCO2 ¯ pH FHbF FCOHb FMetHb
P50减小

sO2 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 0

p50

20

40

246

pO2

60

80 mmHg

8 10 12 kPa

2.3-DPG Temp. pCO2 pH ¯ FSHb

pCO2 和肺泡通气量
判断人体通气状态的唯一指标是PaCO2 通气不足和通气过度分别反映为高和低的paCO2 正常的二氧化碳分压说明，在测量当时肺泡通气 量与二氧化碳的产生是相匹配的。

pCO2 mmHg
>45
35-45
<35

血液情况
高碳酸血症 血碳酸正常 低碳酸血症

肺泡通气状况
通气不足 正常通气 通气过度

丙酮酸、乳酸、三羧酸、酮体、NH4＋

碱：能接受质子的任何物质
• 体内物质代谢产生：氨基酸脱氨基 • 食物中所含金属元素在体内的氧化产物
– 菜、果、豆、奶； – 含 Na＋、K ＋、Ca2＋、Mg2＋和有机酸盐
• OH－、HCO3－、Pr－

PH
概念：血中H+浓度的负对数，是指血的酸碱度 正常值：7.35-7.45，相应[H+] 35~45 nmol/L； 意义：是酸碱平衡测定中最重要的参数, 反映体
= 已测定阳离子 – 已测定阴离子
= [Na+] – {[Cl-] + [HCO3-]}
= 12 4 mmol/L • 意义：AG升高主要反映体内代酸情况
乳酸、乙醇、尿酸、酮体 • AG越大，判定代酸越可靠 • AG正常，不等于无代酸(高氯性代酸）

155

155

AG: SO42-/PO42-

Ca2+/Mg2+

酸碱平衡的调节机制
1）缓冲系统：化学反应，立即反应。 HCO3-/ H2CO2 是主要缓冲系统 强酸变弱酸：HCl+HCO3-→H2CO3+Cl强碱变弱酸盐：NaOH+ H2CO3→NaHCO3+ H2O
2）细胞内外液的离子交换:如H+-K+,Cl--HCO3-交换。 3）肺调节：主要是排出CO2，数分钟至数小时开始，

• 氧饱和度

sO2

=

cO2Hb cO2Hb + cHHb

×

100

%

• 氧合的血红蛋白分数

sO2 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 0

sO (a)
2
sO2(v- )

p50 pO2(v-)

pO2(a)

20

40

246

pO2

60

80 mmHg

8 10 12 kPa

FO2Hb =

阴离子间隙代谢性酸中毒的临床原因
乳酸酸中毒 酮症酸中毒
糖尿病酮症酸中毒 乙醇酮症酸中毒 饥饿性酮症酸中毒
尿毒症 甲醇中毒 乙二醇中毒 水杨酸中毒 副醛中毒

酸碱平衡的调节机制
• 酸碱平衡的核心是确保体液pH 稳定，从而保证 组织细胞内环境的稳定。
• 当酸碱失衡时，机体调动调节机制来缓冲纠正， 这些调节机制有:
二氧化碳分压方程式
每分钟产生的二氧化碳(ml/min) ×o.863 二氧化碳分压= -------------------------------------------------------------
每分钟肺泡通气量(L/min)
每分钟肺泡通气量= 分钟通气量 –分钟死腔气量 分钟死腔气量 = 呼吸率 x 生理死腔气量 分钟通气量 =呼吸频率 x 潮气量

• 根据电中wenku.baidu.com定律：阴阳离子电荷总数相 等。
– Na++UC = CL- +HCO3- + UA

– AG = UA - UC = Na+ - ( CL- + HCO3- )

• 正常范围：8-16mmol/l

Na

AG
HCO3
Cl

很低或负AG的原因
• 卤族离子被当作氯离子检测，如溴中毒时（止咳 药含溴酸美沙芬）；

慢性呼酸 急性呼碱 慢性呼碱

PaCO2 PaCO2 PaCO2

HCO3HCO3HCO3-

H±C5O.538- = 24+△PaCO2×0.35 H±C2O.53- = 24 + △PaCO2 ×0.2 H±C2O.53- = 24 + △PaCO2 ×0.5

42mmol/ L 18mmol/ L 12-15mmol/L
2～3 天达最大代偿; 4）肾调节：主要是排出H+ 回收HCO3-，6~18h开始，
1周左右达最大代偿。

酸碱失衡的类型分析
• 单纯性酸碱失衡： • 混合性酸碱失衡：二重；三重。

单纯性酸碱失衡

1) 分类：呼酸、呼碱、代酸、代碱 2) 代偿：同向、范围、极限。

临床上常用的单纯性酸碱状态失衡的预计代偿公式

Albert估计方法
• 代酸：HCO3-每降低1mmol/L，PaCO2减少 1.0~1.3mmHg
• 代碱：PaCO2升高不超过55mmHg； • 急性呼酸：PaCO2每升高10mmHg，HCO3-升高1 • mmol/L • 慢性呼酸：PaCO2每升高l0mmHg，HCO3-升高
3.5mmol/l • 急性呼碱：PaCO2每下降10mmHg，HCO3-下降2mmol/L • 慢性呼碱：PaCO2每下降10mmHg，HCO3-下降5mmol/L

氧运输

• 动脉血的氧运输取决于

tHb
血红蛋白

pO2
氧分压

FO2Hb
氧合血红蛋白分数

血红蛋白类型

HbO2 O2
MetHb O2 O2
COHb
O2 HbO2

HHb –还原血红蛋白 O2Hb –氧合血红蛋白
COHb – 碳氧血红蛋白 MetHb – 高铁血红蛋白 SHb – 硫化血红蛋白

氧饱和度检测

标准 pH 值,在 PaCO2 40mmHg 氧饱和度 氧含量 氢离子浓度 肺泡/动脉氧梯度 吸氧浓度：默认0.21
呼吸商：默认0.84 体外循环吹氧的分流测量 默认动脉血

酸:能提供质子（H＋）的物质

• 体内物质代谢产生

• 食物在体内转化或经氧化后生成

• 挥发性酸: H2CO3

CO2+ H2O

• 固定酸: H2SO4、H3PO4、尿酸、甘油酸