Анализ газов артериальной крови

Анализ крови, взятой из артерии, который измеряет количество определенных растворенных газов.

Анализ газов артериальной крови ( ABG ) или анализ газов артериальной крови ( ABGA ) измеряет количество артериальных газов, таких как кислород и углекислый газ . Для анализа газового состава крови необходимо взять небольшой объем крови из лучевой артерии с помощью шприца и тонкой иглы ^[1] , но иногда используется бедренная артерия в паху или другом месте. Кровь также можно взять из артериального катетера .

Тест ABG измеряет значения напряжения газов крови , артериальное парциальное давление кислорода (PaO2), артериальное парциальное давление углекислого газа (PaCO2), а также pH крови . Кроме того, можно определить артериальную сатурацию кислорода (SaO2). Такая информация жизненно важна при уходе за пациентами с критическими заболеваниями или респираторными заболеваниями. Таким образом, анализ газового состава крови является одним из наиболее распространенных тестов, проводимых пациентам в отделениях интенсивной терапии . На других уровнях оказания помощи пульсоксиметрия плюс чрескожное измерение уровня углекислого газа являются менее инвазивным альтернативным методом получения аналогичной информации. ^{[ нужна цитата ]}

Тест ABG также позволяет измерить уровень бикарбоната в крови. Многие анализаторы газов крови также сообщают о концентрациях лактата , гемоглобина , некоторых электролитов , оксигемоглобина , карбоксигемоглобина и метгемоглобина . Анализ крови на газ в основном используется в пульмонологии и реанимации для определения газообмена через альвеолярно-капиллярную мембрану. Тестирование газов крови также имеет множество применений в других областях медицины. Комбинации расстройств могут быть сложными и трудными для интерпретации, поэтому обычно используются калькуляторы, ^[2] номограммы и эмпирические правила ^{[3] .}

Первоначально образцы крови были отправлены из клиники в медицинскую лабораторию для анализа. Новое оборудование позволяет проводить анализ также в виде тестирования на месте оказания медицинской помощи , в зависимости от оборудования, имеющегося в каждой клинике.

Отбор проб и анализ

Настольный анализатор ABL800 FLEX - Radiometer Medical

Современный анализатор газов крови. Это устройство способно сообщать о pH, pCO ₂ , pO ₂ , SatO ₂ , Na ⁺ , K ⁺ , Cl ^- , Ca ²⁺ , гемоглобине (общем и производных: O ₂ Hb, MetHb, COHb, HHb, CNHb, SHb). , гематокрит, общий билирубин, глюкоза, лактат и мочевина. (Кобас b 221 – Рош Диагностика ).

Артериальную кровь для анализа газов крови обычно берет терапевт , а иногда и флеботомист , медсестра , фельдшер или врач. ^[4] Кровь чаще всего берут из лучевой артерии , поскольку она легко доступна, ее можно сжимать для остановки кровотечения и она имеет меньший риск окклюзии сосудов . Выбор лучевой артерии для взятия крови основан на результатах теста Аллена . Также используется плечевая артерия (реже бедренная артерия), особенно в экстренных ситуациях или у детей . Кровь также можно взять из артериального катетера, уже установленного в одной из этих артерий. ^[5]

Для взятия проб газов крови используются пластиковые и стеклянные шприцы. ^[6] Большинство шприцев продаются предварительно упакованными и содержат небольшое количество гепарина для предотвращения коагуляции . Другие шприцы, возможно, потребуется гепаринизировать: наберите небольшое количество жидкого гепарина и снова выдавите его, чтобы удалить пузырьки воздуха. После получения образца ^[7] необходимо исключить видимые пузырьки газа, поскольку эти пузырьки могут раствориться в образце и привести к неточным результатам. Запечатанный шприц помещают в анализатор газов крови . ^[8] Если используется пластиковый шприц для газов крови, образец следует транспортировать и хранить при комнатной температуре и проанализировать в течение 30 минут. Если ожидается длительная задержка (т. е. более 30 минут) перед анализом, образец следует набрать в стеклянный шприц и немедленно поместить на лед. ^[9] Также можно выполнить стандартные анализы артериальной крови, такие как измерение уровня глюкозы , лактата , гемоглобина , дисгемоглобина, билирубина и электролитов . ^{[ нужна цитата ]}

Производные параметры включают концентрацию бикарбоната, SaO2 и избыток оснований. Концентрация бикарбоната рассчитывается на основе измеренных значений pH и PCO2 с использованием уравнения Хендерсона-Хассельбалха. SaO2 получается на основе измеренного PO2 и рассчитывается на основе предположения, что весь измеренный гемоглобин представляет собой нормальный (окси- или дезокси-) гемоглобин. ^[10]

Расчеты

Деталь измерительной камеры современного анализатора газов крови с изображением измерительных электродов. (Cobas b 121 – Рош Диагностика)

Аппарат, используемый для анализа, аспирирует эту кровь из шприца и измеряет pH и парциальное давление кислорода и углекислого газа. Также рассчитывается концентрация бикарбоната. Эти результаты обычно доступны для интерпретации в течение пяти минут. ^{[ нужна цитата ]}

В медицине для контроля газов крови пациентов с гипотермией используются два метода : метод pH-стата и метод альфа-стата. Недавние исследования показывают, что метод α-стата превосходит другие. ^{[ нужна цитата ]}

• pH-стат: pH и другие результаты анализа крови измеряются при фактической температуре пациента. Целью является поддержание pH на уровне 7,40 и артериального давления углекислого газа (paCO ₂ ) на уровне 5,3 кПа (40 мм рт. ст.) при фактической температуре пациента. Для достижения этой цели необходимо добавить CO ₂ в оксигенатор.
• α-стат (альфа-стат): pH и другие результаты анализа крови измеряются при температуре 37 °C, несмотря на фактическую температуру пациента. Цель состоит в том, чтобы поддерживать давление углекислого газа в артериях на уровне 5,3 кПа (40 мм рт. ст.) и pH на уровне 7,40 при измерении при +37 °C.

Стратегии pH-стата и альфа-стата имеют теоретические недостатки. Метод α-стата является методом выбора для оптимальной функции миокарда. Метод рН-стата может привести к потере ауторегуляции в головном мозге (связи мозгового кровотока со скоростью метаболизма в головном мозге). Увеличивая мозговой кровоток сверх метаболических потребностей, метод pH-стата может привести к церебральной микроэмболизации и внутричерепной гипертензии. ^[10]

Методические рекомендации

1. Изменение PaCO ₂ на 1 мм рт. ст . выше или ниже 40 мм рт. ст. приводит к изменению pH на 0,008 единицы в противоположном направлении. ^[11]
2. PaCO ₂ будет уменьшаться примерно на 1 мм рт. ст. на каждые 1 мэкв/л снижения [ HCO⁻
   ₃] ниже 24 мэкв/л
3. Изменение в [ HCO⁻
   ₃] 10 мэкв/л приведет к изменению pH примерно на 0,15 единиц pH в том же направлении.
4. Оцените связь pCO ₂ с pH: Если pCO ₂ и pH движутся в противоположных направлениях, т.е. pCO ₂ ↑, когда pH <7,4, или pCO ₂ ↓, когда pH > 7,4, это первичное респираторное заболевание. Если pCO ₂ и pH движутся в одном направлении, т. е. pCO ₂ ↑, когда pH >7,4, или pCO ₂ ↓, когда pH < 7,4, это первичное нарушение обмена веществ. ^[12]

Параметры и эталонные диапазоны

Это типичные референтные диапазоны , хотя различные анализаторы и лаборатории могут использовать разные диапазоны.

Загрязнение образца комнатным воздухом приведет к аномально низкому уровню углекислого газа и, возможно, повышенному уровню кислорода, а также к одновременному повышению pH. Задержка анализа (без охлаждения образца) может привести к неточно низкому уровню кислорода и высокому уровню углекислого газа в результате продолжающегося клеточного дыхания.

рН

Нормальный диапазон pH составляет 7,35–7,45. Снижение pH (< 7,35) указывает на ацидоз , а повышение pH (> 7,45) — на алкалоз . Что касается газов артериальной крови, то наиболее частым явлением является респираторный ацидоз . Углекислый газ растворен в крови в виде угольной кислоты, слабой кислоты; однако в больших концентрациях он может резко повлиять на pH. При плохой легочной вентиляции ожидается повышение уровня углекислого газа в крови. Это приводит к повышению содержания угольной кислоты, что приводит к снижению pH. Первым буфером pH будут белки плазмы, поскольку они могут принимать некоторые ионы H ⁺ , пытаясь поддерживать кислотно-щелочной гомеостаз . Поскольку концентрация углекислого газа продолжает увеличиваться ( Pa CO ₂ > 45 мм рт. ст.), возникает состояние, известное как респираторный ацидоз. Организм пытается поддерживать гомеостаз, увеличивая частоту дыхания — состояние, известное как тахипноэ. Это позволяет гораздо большему количеству углекислого газа выходить из организма через легкие, тем самым увеличивая pH за счет меньшего количества углекислоты. Если человек находится в критическом состоянии и интубирован, необходимо механически увеличить количество вдохов. ^{[ нужна цитата ]}

Респираторный алкалоз ( Па СО ₂ < 35 мм рт. ст.) возникает при слишком малом количестве углекислого газа в крови. Это может быть связано с гипервентиляцией или чрезмерным дыханием, выполняемым через аппарат искусственной вентиляции легких в отделении интенсивной терапии. Необходимое действие — успокоить человека и попытаться уменьшить количество вдохов, чтобы нормализовать pH. Дыхательный путь пытается компенсировать изменение pH в течение 2–4 часов. Если этого недостаточно, имеет место метаболический путь. ^{[ нужна цитата ]}

В нормальных условиях уравнение Хендерсона-Хассельбаха дает значение pH крови.

${\displaystyle {\ce {pH}}=6.1+\log _{10}\left({\frac {[{\ce {HCO3^-}}]}{0.03\times Pa{\ce {CO2}}}}\right)}$

где:

• 6,1 — константа диссоциации (pKa ) _{угольной} кислоты ( H2CO3 ) при нормальной _{температуре} тела _.
• [ ОХС−3] — концентрация бикарбоната в крови, мэкв/л
• Па СО ₂ — парциальное давление углекислого газа в артериальной крови в мм рт. ст.

Почки и печень являются двумя основными органами, ответственными за метаболический гомеостаз pH. Бикарбонат – это основание, которое помогает акцептировать избыток ионов водорода при ацидемии. Однако этот механизм медленнее, чем дыхательный путь, и для вступления в силу может потребоваться от нескольких часов до 3 дней. При ацидемии уровень бикарбонатов повышается, поэтому они могут нейтрализовать избыток кислоты, тогда как при алкалемии происходит обратное. Таким образом, когда анализ газов артериальной крови выявляет, например, повышенный уровень бикарбоната, проблема сохраняется в течение нескольких дней, и происходит метаболическая компенсация, связанная с проблемой ацидемии крови. ^{[ нужна цитата ]}

В общем, гораздо легче исправить острое нарушение pH, регулируя дыхание. Метаболическая компенсация происходит на гораздо более позднем этапе. Однако в критической ситуации у человека с нормальным pH, высоким содержанием CO ₂ и высоким содержанием бикарбоната это означает, что, несмотря на высокий уровень углекислого газа, существует метаболическая компенсация. В результате нужно быть осторожным, чтобы не корректировать искусственно дыхание для снижения содержания углекислого газа. В таком случае резкое снижение содержания углекислого газа означает, что бикарбонат будет в избытке и вызовет метаболический алкалоз. В таком случае уровень углекислого газа следует постепенно снижать. ^{[ нужна цитата ]}

Смотрите также

• Анионный разрыв
• Пункция лучевой артерии
• Химическое равновесие
• Гемоксиметрия
• Артериовенозная разница по кислороду

Рекомендации

1. Доктор Колин Тайди (26 января 2015 г.). «Газы артериальной крови – показания и интерпретация». Пациент . Отзыв доктора Адриана Бонсолла . Проверено 2 января 2017 г.
2. Бэйли К. «Интерпретатор газов артериальной крови». prognosis.org. Архивировано из оригинала 12 марта 2013 г. Проверено 5 июля 2007 г.- Онлайн-анализ газов артериальной крови
3. Бэйли, Дж. К. (2008). «Простые, легко запоминающиеся «практические правила» для быстрой оценки физиологической компенсации кислотно-щелочных нарушений». Торакс . 63 (3): 289–90. дои : 10.1136/thx.2007.091223 . ПМИД  18308967.
4. Аарон С.Д., Вандемхин К.Л., Нафтель С.А., Льюис М.Дж., Роджер М.А. (2003). «Местное применение тетракаина перед пункцией артерии: рандомизированное плацебо-контролируемое клиническое исследование». Дыхание. Мед . 97 (11): 1195–1199. дои : 10.1016/S0954-6111(03)00226-9 . ПМИД  14635973.
5. Хагер Х.Х., Бернс Б. (31 июля 2020 г.). «Канюляция артерий». СтатПерлз. ПМИД  29489243 . Проверено 13 августа 2020 г. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
6. Wiwanitkit, Вирой (январь 2006 г.). «Стеклянные шприцы лучше, чем пластиковые, сохраняют газы артериальной крови для определения парциального давления кислорода: объяснение, основанное на составе наноматериалов». Международный журнал наномедицины . 1 (2): 223–224. дои : 10.2147/nano.2006.1.2.223 . ПМЦ 2426785 . ПМИД  17722540. 
7. Поттер, Льюис (7 января 2014 г.). «Как взять анализ газов артериальной крови (ГК) - Руководство ОБСЕ». Странные медики . Проверено 24 февраля 2023 г.
8. Хорн, Клаус; Грубер, Рудольф; Угеле, Бернхард; Кюстер, Хельмут; Ролинский, Борис (1 октября 2001 г.). «Измерение общего билирубина фотометрическим методом на анализаторе газов крови: возможность использования при неонатальном тестировании в местах оказания медицинской помощи». Клиническая химия . 47 (10): 1845–1847. дои : 10.1093/clinchem/47.10.1845 . ПМИД  11568098.
9. Процедуры сбора образцов артериальной крови; Утвержденный стандарт — четвертое издание (Процедуры взятия образцов артериальной крови; Утвержденный стандарт — четвертое издание). Институт клинических и лабораторных стандартов. 2004. ISBN 978-1-56238-545-3. Архивировано из оригинала 11 мая 2015 г. Проверено 27 апреля 2015 г.
10. Кофстад Дж (1996). «Газы крови и гипотермия: некоторые теоретические и практические соображения». Scand J Clin Lab Invest Suppl . 224 : 21–26. дои : 10.3109/00365519609088622. ПМИД  8865418.
11. Стултинг: Основы анестезии, 5-е изд. стр 321.
12. «Газ артериальной крови (ГК) за 4 шага» . www.edulanche.com/ . ЭдуЛанш . Проверено 13 мая 2016 г.
13. из Юго-западного медицинского центра Техасского университета в Далласе. Используется в интерактивном тематическом исследовании, дополняющем патологическую основу заболевания.
14. Бэйли К., Симпсон А. «Калькулятор кислорода на высоте». Apex (Экспедиции по высотной физиологии). Архивировано из оригинала 11 июня 2017 г. Проверено 10 августа 2006 г.- Интерактивный онлайн-калькулятор доставки кислорода
15. «Кислотно-щелочной баланс (стр. 3)» . 13 июня 2002 г. Архивировано из оригинала 13 июня 2002 г.
16. «Руководство RCPA: Избыток оснований (артериальная кровь)» .
17. «ABG (газ артериальной крови)» . Бруксайд Ассошиэйтс . Проверено 2 января 2017 г.
18. Получено на основе молярных значений с использованием молярной массы 44,010 г/моль.
19. «Газы крови» . Проверено 18 апреля 2023 г.
20. «Гемоглобин и транспорт кислорода Чарльз Л.» . www.meddean.luc.edu .

Внешние ссылки

• Онлайн-калькулятор газов артериальной крови. Архивировано 12 марта 2013 г. на Wayback Machine.