实验血气分析仪的使用实验血气分析仪的使用1 一、实验目的一、实验目的1 1掌握血气分析仪的原理掌握血气分析仪的原理2 2掌握血气分析仪的操作方法掌握血气分析仪的操作方法3. 3. 熟练掌握各主要参数的参考值及临床意义熟练掌握各主要参数的参考值及临床意义2 二、实验原理二、实验原理 被测血液在管路系统的抽吸下，被抽进样品室内被测血液在管路系统的抽吸下，被抽进样品室内的测量毛细管中。血中的的测量毛细管中。血中的pH、PCO2和和PO2同时被同时被pH、pH参比、参比、PCO2和和PO2四只电极所感测，产生各自的四只电极所感测，产生各自的电信号，被放大、模数转换后，经仪器的微机处理、电信号，被放大、模数转换后，经仪器的微机处理、运算后，将测量和运算结果在显示器上显示及打印机运算后，将测量和运算结果在显示器上显示及打印机上打印。上打印。 电极的转换稳定性随温度变化非常敏感，故测量电极的转换稳定性随温度变化非常敏感，故测量室为一恒温系统。室为一恒温系统。3 血气分析在测量之前，先要用标准液体或气体血气分析在测量之前，先要用标准液体或气体来确定电极的工作曲线，即所谓的定标或校准。每来确定电极的工作曲线，即所谓的定标或校准。每种电极都要有两种标准物质来进行两点定标，建立种电极都要有两种标准物质来进行两点定标，建立工作曲线。以后在工作过程中，仪器自动对电极进工作曲线。以后在工作过程中，仪器自动对电极进行一点定标，检查电极偏离工作曲线情况，以保证行一点定标，检查电极偏离工作曲线情况，以保证数据准确性。数据准确性。 血气分析仪大体可分为血气分析仪大体可分为电极系统、管路系统电极系统、管路系统和和电路系统电路系统三大部分。三大部分。4 1 1电极系统电极系统 （1）pHpH电极电极 其玻璃电极的毛细管是由具有氢功能的钠或锂玻璃熔融吹制而成，电极支持管则由绝缘优良的铅玻璃制成，内部是银/氯化银电极，电极内充液为中性磷酸盐和KCl的混合液。pH电极产生的电位高低与样本中氢离子浓度有关，结果以pH形式计。（2）pHpH参比电极参比电极 为饱和甘汞电极，是金属（Hg）、该金属难溶盐（HgCl）和与该盐有相同阴离子的溶液（KCl溶液）三者构成的电极。pH电极和pH参比电极共同完成对pH值的测量。5 （3 3）PCOPCO2 2电极电极 是一种气敏电极，由pH玻璃电极、饱和甘汞电极和装有电极液的电极套组成的复合电极。套头部为CO2 2透气膜，成分是聚四氟乙烯或硅橡胶膜，可选择性透过CO2 2分子，让其溶解、水化、解离至平衡，从而增加H+浓度，使pH下降并被测定，结果换算成PCO2 2。（4 4）POPO2 2电极电极 是一种克拉克电极（Clark electrode），由铂（阴极）、银/氯化银（阳极）组成，装在一有机玻璃套内，内部充满PO2 2电极缓冲液，套前端覆盖一层能选择性渗透O2 2的膜，成分是聚丙烯或聚乙烯或聚氟乙烯。PO2 2电极原理与极谱分析原理相同，以氧化还原为依据。当外加电压达一定值时，O2 2在阴极表面被还原产生电流，发生极化现象，标本的氧离子渗过膜扩散到阴极表面，发生去极化作用，最终形成不随外加电压升高而增大的所谓极限电流，极限电流与PO2 2成正比。6 2 2管路系统管路系统 是在微机控制下，为完成自动定标、测量、冲洗等功能而设置的。包括：（1 1）气路系统：）气路系统：用来提供PCO2和PO2电极定标时所用的两种气体。可分为两种类型： 1 1）压缩气瓶供气方式（外配气方式）压缩气瓶供气方式（外配气方式）：是由两个压缩气瓶来供气的。一种含5% CO2、20% O2、其余为N2的气体；另一种含10% CO2、不含O2、其余为N2的气体。经减压后输出的气体，先经湿化器饱和湿化后，再送到测量室中，对PCO2和PO2电极进行定标。7 2 2）气体混合器供气方式（内配气方式）气体混合器供气方式（内配气方式）：是将空气压缩机产生的压缩空气和气瓶送来的纯CO2气体用仪器本身的气体混合器产生定标气体的。产生的气体也要经湿化器饱和湿化后，再送到测量室中，对PCO2和PO2电极进行定标。8 （2 2）液路系统：）液路系统：有两种功能：一是提供pH电极系统定标用的两种缓冲液；二是自动将定标和测量后停留在测量毛细管中的液体冲洗干净。通常有四个分别盛放缓冲液、缓冲液、冲洗液和废液的瓶子。有的仪器还配有专门的清洁液。血气分析仪一般均采用蠕动泵抽吸液体。电磁阀用来控制液体的通断。转换装置则在微机控制下，让不同液体按预先设置的程序进入测量室。9 （3 3）电路系统）电路系统：完成对仪器测量信号的放大、模数转换、温控、结果显示和打印等，现已发展到由电脑控制完成自动分析。直接测定指标：直接测定指标：pHpH、PaOPaO2 2、PaCOPaCO2 2间接测定指标：间接测定指标：SaOSaO2 2、CaOCaO2 2、T-COT-CO2 2、SBSB、ABAB、BBBB、BEBE10 三、器材三、器材ABL型血气分析仪型血气分析仪11 四、操作步骤四、操作步骤1、标本的采集标本的采集 血气采集的是全血，正确的采集部位、方法和保存是保血气采集的是全血，正确的采集部位、方法和保存是保证血气分析结果准确的重要环节证血气分析结果准确的重要环节。通常有：1）动脉血取血法）动脉血取血法 将干燥消毒的注射器无菌抽取肝素（1ml =1 000U，用生理盐水配）0.2ml，来回抽动，使针管全部湿润，排出多余肝素，注射器内死腔残留的肝素（约0.1ml）即可抗凝2ml全血。让病人处于安静状态下，皮肤消毒后，穿刺股动脉、肱动脉或桡动脉，取2ml动脉血，不能有气泡。抽出后针头立即刺入一橡皮内，封闭隔绝空气，双手来回搓动注射器，使血混匀。立即送检，如不能及时测定标本，最好将其保存于4环境中，但也不要超过2h，切勿用冰块，以防细胞破坏而溶血。应记录抽血时体温，若许可，最好在给病人停止给氧30min后采血，否则应注明给氧浓度，便于分析。12 2 2）毛细血管血取血法）毛细血管血取血法 对动脉血采集困难的患者，特别是婴儿，可改用此法。采血部位常为耳垂、手指、足跟、大趾或头皮，局部应先用热毛巾敷或轻轻按摩，使毛细血管血充分动脉化。取长120mm左右，容量100140l的毛细玻管，彻底洗净，灌以肝素液（50U/ml），6070干燥后即可使用。13 2 2测定测定 自动化的血气分析仪24h开机，定时自动定标，随时处于待机状态，进行样本测定。测定步骤各分析仪会有不同，请严格按各仪器的操作说明书操作。基本步骤包括：1 1）进样：）进样：将标本再次混匀，排去注射器头部血液少许，打开进样器，自动或手动进样。若用毛细血管血，选择毛细管方式进样。有的仪器除上述方式外，还可选择微量血、试管样本、呼出气样本、动-静脉及混合血样本、单项分析样本等多种方式。注意样本决不能有凝块。14 2）输入数据：）输入数据：大气压（PB）；患者体温（T）：患者体温每升高1，血液pH可下降0.0147；患者血红蛋白（Hb）值；吸入氧浓度（FIO2%）：若医生注明吸入氧浓度为L/min，可按以下公式换算成FIO2%： 。呼吸商（RQ）。3）报告）报告：仪器自动测量，显示并打印结果，发出报告。4）仪器再度处于待机状态）仪器再度处于待机状态，随时接受下一个样本的测量。15 3 3质控质控 预先输入好质控参数，按仪器的质控操作步骤进行质控样本的测定，仪器自动储存质控结果，并提供各种分析。血气分析质控物有两类：一类是全血性人造血液，具有与血液性质相近的优点，较稳定，易贮存。其表面有一层泡沫状氟碳化合物，可使质控物与空气隔绝，至少3min内不致造成质控物内气体组成的改变，其气体含量受室温影响极小。4 4仪器的维护和保养仪器的维护和保养16 五、常用指标及临床意义五、常用指标及临床意义1血红蛋白（Hb）【参考范围】男：120160g/L；女：110150g/L。【临床意义】 Hb主要功能是运输O2和CO2，同时又是重要的缓冲物质。血红蛋白携带氧时偏酸性，当动脉血流经组织时，氧合血红蛋白（HbO2）放出O2而成为酸性较小的血红蛋白。正是由于HbO2和Hb的酸性差别才使组织中生成的HCO3运至肺部，转变成CO2而排出体外。Hb与O2的结合曲线呈“S”形，此曲线受到多种因素的影响可发生左移或右移。在计算BEb、BEecf、SB、SatO2等参数时，与Hb值有关系。17 2酸碱度（pH）【参考范围】 动脉血：pH 7.357.45； 静脉血：pH 7.327.42。动脉血：H+35.544.7nmol/L； 静脉血：H+38.047.8nmol/L。18 【临床意义】 血液的pH必须维持在一定范围内，才能维持细胞正常的新陈代谢。维持血液pH恒定主要取决于碳酸盐缓冲系统，根据Henderson-Hasselbalch方程（即H-H方程）：，可见与H2CO3比值是决定血液pH值的主要因素，两者任一方改变均能影响pH值。而且互相间可进行代偿性增高或减低，若同时按比例增高或减低，其pH值不变。因此pH值应用有其局限性：pH只能决定是否有酸血症或碱血症，pH7.35为酸血症，pH7.45为碱血症，pH正常不能排除有无酸碱失衡；单凭pH不能区别是代谢性还是呼吸性酸碱平衡紊乱。19 3非呼吸性pH（non respiration pH，pHNR）【参考范围】 同pH基本一致。【临床意义】 将血标本用5.33kPa（40mmHg）的PCO2平衡后所测得的pH为pHNR，是排除了呼吸因素干扰的pH，因此pHNR是更能反映代谢性酸碱平衡的一个指标。正常人pHNR与血液pH应基本一致。pH大于或小于pHNR，说明pH有呼吸因素介入，为呼吸性酸中毒或碱中毒。20 4血氧分压（PO2）【参考范围】PaO2：10.013.3 kPa（75100mmHg）； PvO2：4.06.7kPa（3550mmHg）。【临床意义】 PO2指血浆中物理溶解O2的张力。在一个大气压下，正常人体内物理溶解的O2每100ml血液中仅占0.3ml。O2经肺泡进入血液后，除部分物理溶解于血液外，绝大部分进入红细胞与Hb结合形成HbO2。Hb与O2的结合是一种可逆结合。当血液中PO2升高时，O2与Hb结合形成HbO2；血液中PO2降低时，HbO2解离形成Hb和O2。故血液中PO2越高，HbO2的百分比率也越高。21 5氧饱和度（saturation oxygen，SatO2）【参考范围】SatO2：91.9%99.0%；SvO2：60%85%。【临床意义】 SatO2是Hb实际结合氧量与能结合氧量之比，亦为动脉血O2与Hb结合的程度：。血氧含量是指机体血液中与Hb实际结合的氧量；氧结合量是指血液中Hb在完全与氧结合后（HbO2）所含氧量。22 6二氧化碳分压（二氧化碳分压（PCO2）【参考范围】PaCO2：4.676.00 kPa（3545mmHg）； PvCO2：5.307.30 kPa（4055mmHg）。【临床意义】 动脉血中物理溶解CO2分子所产生的压力。 正常值3545mmHg，平均40mmHg (4.676.0kPa)。 PCO2代表酸碱平衡失调的呼吸因素，其改变可直接引起pH的变化。PaCO2 代表肺泡通气功能： 1.判断呼吸衰竭类型与程度的指标；2.呼吸性酸碱平衡失调的指标；3.代谢性酸碱失调的代偿反应。23 7 7二氧化碳总量（二氧化碳总量（TCOTCO2 2）【参考范围】动脉血：2327mmol/L，均值25mmol/L；静脉血：2429mmol/L，均值27mmol/L。【临床意义】 TCO2 2是指血浆中所有各种形式存在的CO2 2的总量，其中大部分（95%）是HCO3 3结合形式，少量（5%）是物理溶解形式，极少量是以碳酸、蛋白质氨基甲酸酯及CO3 32等形式存在。24 8 8二氧化碳结合力（二氧化碳结合力（COCO2 2CPCP）【参考范围】 2331mmol/L或50 vol%70vol%。【临床意义】 CO2CP是指血浆中以形式存在的CO2含量，即当室温为25，PCO2为5.32kPa（40mmHg）时，在血浆中以形式存在的CO2含量。25 9.SB9.SB（标准碳酸氢盐标准碳酸氢盐）SBSB血液在血液在3838、血红蛋白血红蛋白100%100%氧合氧合及及PCOPCO2 240mmHg40mmHg条件下，血浆的条件下，血浆的HCOHCO3 3含量含量, ,去除呼吸去除呼吸因素影响，能反映因素影响，能反映代谢性酸碱平衡情况代谢性酸碱平衡情况代谢性酸碱平衡情况代谢性酸碱平衡情况. . . .正常值正常值 222227mmol/L27mmol/L 平均平均 24mmol/L 24mmol/L26 10. AB（实际碳酸氢盐实际碳酸氢盐） ABAB在实际在实际PaCOPaCO2 2及血氧饱和度情况下，血浆及血氧饱和度情况下，血浆所含的所含的HCOHCO3 3含量含量受受呼吸呼吸呼吸呼吸、代谢因素代谢因素代谢因素代谢因素的双重影响的双重影响n正常值正常值222227mmol/L27mmol/L平均平均 24mmol/L 24mmol/L27 临床意义：临床意义： 1 1）排除呼吸因素的影响，是判断代谢性因素的指）排除呼吸因素的影响，是判断代谢性因素的指标标 降低：代酸或代偿后呼碱降低：代酸或代偿后呼碱 升高：代碱或代偿后呼酸升高：代碱或代偿后呼酸 2 2）正常情况下，）正常情况下，AB = SBAB = SB AB AB SB SB，表明表明PaCOPaCO2 240mmHg40mmHg，呼酸或代偿后代碱呼酸或代偿后代碱 AB AB SB SB，表明，表明PaCOPaCO2 240mmHg40mmHg，呼碱或代偿后代酸呼碱或代偿后代酸28 11. BB （缓冲碱）（缓冲碱）vBBBB是血液中具有缓冲能力的负离子的总和是血液中具有缓冲能力的负离子的总和n正常值正常值454555mmol/L55mmol/L(平均平均50mmol/L50mmol/L)全血缓冲碱的组成全血缓冲碱的组成 反映代谢性因素的指标：代酸，反映代谢性因素的指标：代酸，BB；代碱，；代碱，BB成份成份含量含量血浆血浆HCO3-35%红细胞红细胞HCO3-18%氧合和还原氧合和还原Hb35%血浆蛋白血浆蛋白7%有机、无机磷酸盐有机、无机磷酸盐5%29 12. BEBE（剩余碱）（剩余碱）BEBE是在是在3838、血红蛋白血红蛋白100%100%氧合氧合、PCOPCO2 240mmHg40mmHg条件下，条件下，将将1 1升全血的升全血的pHpH滴定到滴定到7.407.40所需的酸或碱量，反映体内所需的酸或碱量，反映体内碱储备。碱储备。正常值正常值3mmol/L3mmol/L反映体内反映体内代谢性酸碱平衡代谢性酸碱平衡的指标的指标能反映血液缓冲碱的变化，能反映血液缓冲碱的变化， + +碱超碱超,-,-碱缺碱缺，指导临床，指导临床补酸或碱量补酸或碱量补酸补酸( (碱碱)mmol)mmol量量=0.3BE=0.3BE体重体重(kg)(kg)30 13. AGAG血浆中常规测得的阳离子总和与阴离子总和之差血浆中常规测得的阳离子总和与阴离子总和之差AG = NaAG = Na+ + HCO HCO3 3 Cl Cl 参考值：参考值： 12 4mmol/L 12 4mmol/L（8-16mmol/L8-16mmol/L）重要性重要性：协助判断代酸和血气指标不能揭示的复合性酸碱失衡协助判断代酸和血气指标不能揭示的复合性酸碱失衡AG30mmol/LAG30mmol/L， 肯定酸中毒肯定酸中毒AG20AG2030mmol/L30mmol/L， 酸中毒可能性大酸中毒可能性大AG17AG1719mmol/L19mmol/L， 少数病例酸中毒少数病例酸中毒31 n名称名称 参考值参考值 意义意义npH 7.35-7.45 pH7.45，碱血症；，碱血症；pH7.35，酸血症，酸血症 PaO2 95-100mmHg 判断有无缺氧、呼吸衰竭的指标和程度判断有无缺氧、呼吸衰竭的指标和程度nPaCO2 35-45mmHg 呼吸性酸碱平衡失调的指标呼吸性酸碱平衡失调的指标nPA-aDO2 1520mmHg 换气功能指标换气功能指标nCaO2 19-21mmol/L 反映动脉血携氧量的综合性指标反映动脉血携氧量的综合性指标 nSaO2 95-98% 判断机体是否缺氧的指标判断机体是否缺氧的指标nTCO2 25.2 mmol/L HCO3是血浆中是血浆中CO2运输的主要形式运输的主要形式nAB 22-27mmol/L 呼吸、代谢因素的双重影响呼吸、代谢因素的双重影响 nSB 22-27mmol/L 代谢性酸碱平衡情况代谢性酸碱平衡情况nBB 45-55mmol/L 反映代谢性因素的指标：代酸反映代谢性因素的指标：代酸,BB,代碱，代碱，BBnBE 03mmol/L 体内代谢性酸碱平衡的指标体内代谢性酸碱平衡的指标, +碱超碱超,-碱缺碱缺nAG 8-16mmol/L 协助判断代酸和血气指标不能揭示的协助判断代酸和血气指标不能揭示的复合性酸碱失衡复合性酸碱失衡32