医学课件血气分析基础知识.ppt
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- 医学 课件 血气 分析 基础知识
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1、概概 念念o 是指对血液不同类型气体和酸碱物质进行综合分是指对血液不同类型气体和酸碱物质进行综合分析的技术过程。析的技术过程。o 常用指标:氧指标、二氧化碳指标、酸碱指标。常用指标:氧指标、二氧化碳指标、酸碱指标。o 内容:(狭义)包括内容:(狭义)包括 血液气体成份分析血液气体成份分析 血液酸碱平衡状态分析血液酸碱平衡状态分析 (广义)包括(广义)包括 Hb及其衍生物及其衍生物电解质电解质乳酸乳酸血糖血糖胆红素等胆红素等临床应用临床应用通过监控机体通过监控机体O O2 2、COCO2 2水平、酸碱状态水平、酸碱状态o 衡量肺通气衡量肺通气/换气功能换气功能o 衡量心血管系统运输能力及血细胞功
2、能衡量心血管系统运输能力及血细胞功能o 衡量肝、肾等主要脏器代谢功能衡量肝、肾等主要脏器代谢功能o 诊治呼吸衰竭诊治呼吸衰竭o 重症及机械通气监护重症及机械通气监护o 急救、麻醉、手术监护急救、麻醉、手术监护心、肺、肾等器官、组织、系统功能的综合反映心、肺、肾等器官、组织、系统功能的综合反映1 气体分析气体分析o 气体成份:气体成份:O2、CO2、N2、饱和水蒸气(肺、饱和水蒸气(肺泡、血液)泡、血液)N2:仅有物理溶解,无生理交换过程,动:仅有物理溶解,无生理交换过程,动静脉中含量一致,静脉中含量一致,0.99ml/100ml血液。血液。饱和水蒸气:恒定,饱和水蒸气:恒定,Temp 37时,
3、时,47mmHg(6.3KPa)。)。因此因此 血液气体分析实质是指对血液气体分析实质是指对O2、CO2的分析的分析一、血氧测定一、血氧测定o 氧分压(氧分压(PO2):):是指溶解于血液中的氧所产生的压力。是指溶解于血液中的氧所产生的压力。O2运送形式:运送形式:游离形式:游离形式:1.5%结合形式:结合形式:98.5%(与(与Hb的血红素的血红素辅基上辅基上Fe+2)氧分压(氧分压(PO2):):特点:机体不同部位特点:机体不同部位PO2不同;不同;大气道最高,组织细胞最低;大气道最高,组织细胞最低;A Cap V;动脉血氧分压(动脉血氧分压(PaO2):):o 是衡量机体氧代谢的最重要指
4、标。是衡量机体氧代谢的最重要指标。正常值:正常值:85100mmHg(海平面)(海平面)70mmHg(银川)(银川)影响因素:影响因素:地区海拔高度地区海拔高度 (每增加(每增加100m,允许有,允许有1mmHg的降低。)的降低。)年龄(年龄(随年龄递减,随年龄递减,60岁以后,每增加一岁以后,每增加一岁允许有岁允许有1mmHg的降低。)的降低。)年龄预计公式:年龄预计公式:PaO2=100-0.03年龄年龄5mmHg动脉血氧分压(动脉血氧分压(PaO2):):PaO2与年龄的参考范围与年龄的参考范围年龄年龄 PaO2 均值均值 (岁)(岁)(mmHg)(mmHg)30 80110 95 40
5、 78108 90 50 75104 86 60 71100 82 70 6792 78 一般情况下,一般情况下,PaO2不至于低于不至于低于70mmHg.低氧血症:海平面地区低氧血症:海平面地区PaO280mmHg(正常范围下限)(正常范围下限)分度:分度:60PaO280mmHg,轻度低氧血症;,轻度低氧血症;40PaO260mmHg,中度低氧血症;,中度低氧血症;PaO240mmHg,重度低氧血症;,重度低氧血症;氧疗指征:氧疗指征:PaO260mmHg 呼吸衰竭:呼吸衰竭:PaO260mmHg 危险指征:危险指征:PaO220mmHg,组织已难以从血,组织已难以从血液中摄取氧气,是一危
6、险信号。液中摄取氧气,是一危险信号。动脉血氧饱和度(动脉血氧饱和度(SaO2):):即即Hb被氧饱和的百分比。被氧饱和的百分比。意义:主要反映氧合状况,间接评估意义:主要反映氧合状况,间接评估Hb的数量和质量。但在反映缺氧程度上,不如的数量和质量。但在反映缺氧程度上,不如PaO2敏感。敏感。正常值:正常值:SaO2:9598%SvO2:6877%,可用以,可用以鉴别动静脉标本,鉴别动静脉标本,60%说明组织氧耗增加说明组织氧耗增加或心肺功能欠佳。或心肺功能欠佳。SaO2的影响因素:的影响因素:SaO2与与PaO2呈正相关,凡影响呈正相关,凡影响PaO2的的因素均影响因素均影响SaO2。影响氧离
7、曲线的因素(影响氧离曲线的因素(Temp、Hb、H+等),可使同样的等),可使同样的PaO2产生不同的产生不同的SaO2。氧容量氧含量:氧容量氧含量:氧容量是指氧容量是指Hb携带氧的最大能力。携带氧的最大能力。不是血气分析仪直接测定的指标。不是血气分析仪直接测定的指标。一个一个Fe2+可结合一个可结合一个O2 一个一个Hb有四个有四个Fe2+(四条肽链,四个(四条肽链,四个卟啉,四个血红素辅基),可结合四个卟啉,四个血红素辅基),可结合四个O2 因而,因而,1gHb可结合可结合1.39ml O2,实际,实际上是上是1.34ml,因为有一小部分,因为有一小部分Fe2+与与O2结合结合后被氧后被氧
8、Fe3+化成,形成化成,形成MetHb,失去携氧能,失去携氧能力。力。成人血液成人血液Hb按按15g/dl计算,每计算,每100ml血,血,氧容量氧容量=1.3415=20.1ml,记作,记作20.1vol%.o 血红素分子是一个具血红素分子是一个具有卟啉结构的小分子,在有卟啉结构的小分子,在卟啉分子中心,由卟啉分子中心,由卟啉卟啉中中四个吡咯环上的氮原子与四个吡咯环上的氮原子与一个一个亚铁离子亚铁离子配位结合。配位结合。o 当血红蛋白不与氧结当血红蛋白不与氧结合的时候,有一个水分子合的时候,有一个水分子从卟啉环下方与亚铁离子从卟啉环下方与亚铁离子配位结合,而当血红蛋白配位结合,而当血红蛋白载
9、氧的时候,就由载氧的时候,就由氧分子氧分子顶替水的位置。顶替水的位置。o4个个N原子原子+1个个Fe+构成一个血红素辅基(卟啉)构成一个血红素辅基(卟啉)氧含量:氧含量:CaO2是指单位容积的动脉血中所含是指单位容积的动脉血中所含O2的总量。的总量。理论上,与氧容量相等。理论上,与氧容量相等。实际上,实际上,Hb衍生物有衍生物有O2Hb、HHb、COHb、SulfHb、MetHb等,只有等,只有HHb有携氧能力。有携氧能力。CaO213vol%,证明有,证明有“贫血性缺氧贫血性缺氧”的存在。的存在。但此时的但此时的PaO2往往是正常或处于较高水平。往往是正常或处于较高水平。意义:意义:CaO2
10、用以衡量用以衡量Hb的数量和质量。对于组织细胞的数量和质量。对于组织细胞来说,比来说,比PaO2更重要。更重要。肺泡动脉氧分压差肺泡动脉氧分压差(P(A-a)O2):):是反映肺内气是反映肺内气-血交换(换气功能)的综合性血交换(换气功能)的综合性指标指标。P(A-a)O2=PAO2 PaO2 正常值:正常值:020mmHg(1520诊断学诊断学)P(A-a)O2临床意义:临床意义:P(A-a)O2正常,正常,PaO2,多为通气不足所致;,多为通气不足所致;P(A-a)O2,吸入纯氧,吸入纯氧20min后恢复,后恢复,PaO2,多为,多为V/Q失调所致;失调所致;P(A-a)O2,吸入纯氧,吸
11、入纯氧20min后仍高,后仍高,PaO2,多为静脉分流增加所致。,多为静脉分流增加所致。在监护过程中,如进行性增高,多提示在监护过程中,如进行性增高,多提示预后不良,常规的措施已很难提高预后不良,常规的措施已很难提高PaO2,需,需考虑机械通气考虑机械通气 or 高压氧治疗。高压氧治疗。P50:o 是是SaO2 50%时的时的PaO2。反映反映Hb和和O2的亲和力;的亲和力;衡量氧离曲线位置的客观指标。衡量氧离曲线位置的客观指标。正常值:正常值:26.6mmHg (T37,PH7.40,PaCO240mmHg)意义:意义:,氧离曲线右移,氧离曲线右移,O2与与Hb亲和力亲和力,O2容易释放到组
12、织中去;容易释放到组织中去;,氧离曲线左移,氧离曲线左移,O2与与Hb亲和力亲和力,O2不易释放到组织中去;不易释放到组织中去;此时虽然此时虽然SaO2很高,但仍会有严重的组织缺氧。很高,但仍会有严重的组织缺氧。二、血二氧化碳测定二、血二氧化碳测定o 二氧化碳分压(二氧化碳分压(PCO2):是指溶解于血液中的是指溶解于血液中的CO2所产生的压力。所产生的压力。CO2的运送形式:(三种)的运送形式:(三种)物理溶解:物理溶解:5%结合形式:结合形式:95%,主要以,主要以HCO3-的形式存的形式存在;其次,与在;其次,与Hb结合形成结合形成氨酰甲基化合物氨酰甲基化合物。(第(第7版诊断学认为,第
13、三种形式是水合形成碳酸。)版诊断学认为,第三种形式是水合形成碳酸。)血二氧化碳血二氧化碳特点:特点:A、V、Cap中的含量差别不大,只有几个中的含量差别不大,只有几个mmHg。CO2 H2OH2CO3H+HCO3-全部反应均可逆。全部反应均可逆。意义:意义:CO2是机体代谢的最终产物之一。主要靠是机体代谢的最终产物之一。主要靠肺调节,其次,可通过皮肤呼吸、肾脏排出体肺调节,其次,可通过皮肤呼吸、肾脏排出体外。外。动脉血二氧化碳分压(动脉血二氧化碳分压(PaCO2):o PaCO2是考核酸碱平衡中呼吸因素的唯一指标。是考核酸碱平衡中呼吸因素的唯一指标。正常值:正常值:3545mmHg(4.676
14、.0kPa),),平均平均40mmHg PaCO235mmHg,肺泡通气过度;,肺泡通气过度;PaCO245mmHg,肺泡通气不足;,肺泡通气不足;PaCO250mmHg,呼吸衰竭。,呼吸衰竭。影响因素:所有影响肺呼吸功能的因素。影响因素:所有影响肺呼吸功能的因素。PaCO2的临床意义的临床意义判断呼吸衰竭类型与程度的指标判断呼吸衰竭类型与程度的指标 型呼衰:型呼衰:只有低氧,无只有低氧,无CO2储留。储留。PaO260mmHg,PaCO2正常或降低。正常或降低。型呼衰:型呼衰:低氧的同时,伴有低氧的同时,伴有CO2储留。储留。PaO260mmHg,PaCO250mmHg。肺性脑病:肺性脑病:
15、PaCO270mmHg判断呼吸性酸碱失衡的指标判断呼吸性酸碱失衡的指标判断代谢性酸碱失衡的代偿反应判断代谢性酸碱失衡的代偿反应低碳酸血症:低碳酸血症:PaCO235mmHg,伴或不伴低氧血症。,伴或不伴低氧血症。急性:急性:PaCO235mmHg,PH7.45,BE、HCO3-正常。正常。因起病急,机体未来得及代偿反应。因起病急,机体未来得及代偿反应。临床症状突出:主要是呼吸深快或浅快。临床症状突出:主要是呼吸深快或浅快。慢性:慢性:PaCO235mmHg,PH7.45或在或在正常范围上限,正常范围上限,BE、HCO3-。因病程长,机体代偿充分;临床症状不明显。因病程长,机体代偿充分;临床症状
16、不明显。高碳酸血症:高碳酸血症:o PaCO245mmHg,大多伴有低氧血症。,大多伴有低氧血症。急性:急性:PaCO245mmHg,PH7.35,BE、HCO3-正常。正常。因起病急,机体未来得及代偿反应。因起病急,机体未来得及代偿反应。临床症状突出:主要是呼吸困难。临床症状突出:主要是呼吸困难。慢性:慢性:PaCO2 45mmHg,PH7.35或在或在正常范围下限,正常范围下限,BE、HCO3-。因病程长,机体代偿充分;临床症状不明显。因病程长,机体代偿充分;临床症状不明显。CO2的调节作用:两条途径的调节作用:两条途径o 延髓中枢化学感受器:对延髓中枢化学感受器:对CO2的变化非常的变化
17、非常敏感,敏感,PCO2增加增加2mmHg,即可通气增强;该,即可通气增强;该作用是改变作用是改变H+浓度实现的,占浓度实现的,占80%。外周化学感受器:间接影响,敏感性低,外周化学感受器:间接影响,敏感性低,PCO2增加增加10mmHg,才有通气增强反应,仅占,才有通气增强反应,仅占20%。只有当中枢化学感受器作用受到抑制时,只有当中枢化学感受器作用受到抑制时,外周化学感受器才起主要作用。外周化学感受器才起主要作用。2酸碱平衡酸碱平衡o 基本概念:基本概念:酸和碱:按近代定义酸和碱:按近代定义 凡是能释放凡是能释放H+者(者(H+的给者)酸的给者)酸 凡是能接受凡是能接受H+者(者(H+的受
18、者)碱的受者)碱 亦即所谓酸碱乃是以能否释放或接受亦即所谓酸碱乃是以能否释放或接受H+来区分的。因此体液的酸碱平衡实质上是来区分的。因此体液的酸碱平衡实质上是 H+的平衡。的平衡。酸碱平衡机制:酸碱平衡机制:机体维持体内酸碱保持平衡,主要是通过以下机体维持体内酸碱保持平衡,主要是通过以下三大途径实现的:三大途径实现的:缓冲系统的缓冲作用;缓冲系统的缓冲作用;脏器的代偿调节作用;脏器的代偿调节作用;细胞内外离子交换。细胞内外离子交换。其中以缓冲系统的缓冲作用和脏器的代偿调节其中以缓冲系统的缓冲作用和脏器的代偿调节作用最为巨大。作用最为巨大。缓冲系统的缓冲作用:缓冲系统的缓冲作用:缓冲物质:弱酸缓
19、冲物质:弱酸+共轭碱共轭碱 细胞外液:血浆蛋白细胞外液:血浆蛋白 Pr-/HPr 占占7%BB HCO3-/H2CO3 占占35%细胞内液:细胞内液:HHb/Hb-占占35%RBC内内HCO3-/H2CO3 占占18%H2PO4-/HPO4-2 占占5%缓冲系统的缓冲作用:缓冲系统的缓冲作用:缓冲方式:缓冲方式:血浆蛋白:血浆蛋白:Pr所含的所含的AA是两性的。酸性环境下,是两性的。酸性环境下,其其-NH2-和和-COO-可接受可接受H+,使,使pH回升;反回升;反之,其之,其COOH可释放可释放H+,使,使pH下降。下降。HCO3-/H2CO3:是细胞外液(血浆)中最主:是细胞外液(血浆)中
20、最主要的缓冲对。数量多、作用大,缓冲效能最强。要的缓冲对。数量多、作用大,缓冲效能最强。占整个缓冲系统作用的占整个缓冲系统作用的95%以上。因此,以上。因此,pH主要由主要由HCO3-/H2CO3的浓度变化来控制。的浓度变化来控制。缓冲系统的缓冲作用:缓冲系统的缓冲作用:HHb/Hb-:当:当O2Hb在组织中释放在组织中释放O2的时的时候,候,Hb-可缓冲大量的可缓冲大量的H+。其缓冲能力较。其缓冲能力较血浆血浆Pr大大56倍。倍。H2PO4-/HPO4-2:主要存在于:主要存在于 肾脏的滤肾脏的滤过液中。在排过液中。在排H+的过程中作用较大。的过程中作用较大。主要主要以以 Na H2PO4的
21、形式排出(的形式排出(H+-Na同同时)。时)。缓冲系统的作用特点:缓冲系统的作用特点:o 首当其冲,第一道防线,作用快、反应灵。当首当其冲,第一道防线,作用快、反应灵。当酸碱平衡骤然变化时,几乎立即发生作用,而酸碱平衡骤然变化时,几乎立即发生作用,而且贯穿于酸碱失衡过程的始终。且贯穿于酸碱失衡过程的始终。o 能力有限。机体产酸很多,但能力有限。机体产酸很多,但BB(碱储)较少,(碱储)较少,平均只有平均只有44mEq/L。当机体发生严重的酸碱。当机体发生严重的酸碱失衡时,单靠缓冲系统的作用是不够的。从根失衡时,单靠缓冲系统的作用是不够的。从根本上还要依赖于肺、肾等脏器的正常调节。本上还要依赖
22、于肺、肾等脏器的正常调节。“积极肯干,能力有限。积极肯干,能力有限。”脏器的代偿调节作用:脏器的代偿调节作用:肺的代偿调节:肺的代偿调节:肺主要是通过控制肺主要是通过控制CO2的排出调节的排出调节pH。静息状。静息状态下,每分钟排出态下,每分钟排出CO2 200 ml,每天排出,每天排出300L。酸中毒时,酸中毒时,pH,HH+,H+HCO3-H2CO3 CO2H2O,过多的,过多的CO2可兴奋呼吸可兴奋呼吸中枢,使呼吸加深、加快,排出中枢,使呼吸加深、加快,排出CO2。碱中毒时,碱中毒时,pH,HH+,低,低 HH+可经化学可经化学感受器反射性地抑制呼吸,感受器反射性地抑制呼吸,排出排出CO
23、2,反应与上,反应与上相反。相反。肺的代偿调节特点:肺的代偿调节特点:“快快”1530min开始起作用,开始起作用,1224hr达到达到高峰。高峰。o 代偿极限:代偿极限:PaCO2:1055mmHg 如实测如实测PaCO2超出上述范围,说明有原超出上述范围,说明有原发性呼吸酸碱失衡的存在。发性呼吸酸碱失衡的存在。脏器的代偿调节作用:脏器的代偿调节作用:肾脏的代偿调节作用:肾脏的代偿调节作用:肾脏主要是通过其排肾脏主要是通过其排H+、泌、泌NH3、重、重吸收吸收HCO3-的作用,调节酸碱平衡。的作用,调节酸碱平衡。肾脏每天要排出肾脏每天要排出60mmol的非挥发性的非挥发性酸。其中酸。其中3/
24、4是是NH4+盐(盐(NH4+CL),),1/4是可滴定酸(是可滴定酸(H2PO4-)。)。肾脏的代偿调节作用特点:肾脏的代偿调节作用特点:“慢慢”呼吸因素变化后,呼吸因素变化后,612hr起作用,起作用,57d达到高峰。达到高峰。代偿极限:代偿极限:1040mmol/L 如实测如实测HCOHCO3 3-超出上述范围,说明有原超出上述范围,说明有原发性代谢酸碱失衡的存在。发性代谢酸碱失衡的存在。特别强调:特别强调:脏器调节有脏器调节有“肺快肾慢肺快肾慢”的特点,临床工作的特点,临床工作要注意了解病程之长短。如要注意了解病程之长短。如“慢性呼酸慢性呼酸”时,时,PaCO2,治疗时如很快纠正,治疗
25、时如很快纠正PaCO2,使其,使其恢复正常,但此时肾脏的代偿作用并未停止,恢复正常,但此时肾脏的代偿作用并未停止,纠正后极易出现呼酸后代碱,这是非常危险的。纠正后极易出现呼酸后代碱,这是非常危险的。脏器的代偿调节作用:脏器的代偿调节作用:肝脏的代偿调节作用:肝脏的代偿调节作用:传统的理论往往对肝脏的调节作用给以忽视,传统的理论往往对肝脏的调节作用给以忽视,只是把它合成氮素的作用看作一般的排氮过程,即只是把它合成氮素的作用看作一般的排氮过程,即维持维持“氮平衡氮平衡”。其实,合成氮素的过程,本身就。其实,合成氮素的过程,本身就是对是对HCOHCO3 3-的一种调节作用。的一种调节作用。2NH2N
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