Анализ газов артериальной крови

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

Тест на газы артериальной крови ( ABG ) или анализ газов артериальной крови ( ABGA ) измеряет количество артериальных газов, таких как кислород и углекислый газ . Для теста ABG требуется, чтобы небольшой объем крови был взят из лучевой артерии с помощью шприца и тонкой иглы , ^[1] но иногда используется бедренная артерия в паху или другом месте. Кровь также может быть взята из артериального катетера .

Тест ABG измеряет значения газового давления крови , артериального парциального давления кислорода (PaO2) и артериального парциального давления углекислого газа (PaCO2), а также pH крови . Кроме того, можно определить насыщение артериальной крови кислородом (SaO2). Такая информация жизненно важна при уходе за пациентами с критическими заболеваниями или респираторными заболеваниями. Поэтому тест ABG является одним из наиболее распространенных тестов, проводимых у пациентов в отделениях интенсивной терапии . На других уровнях оказания помощи пульсоксиметрия плюс транскутанное измерение углекислого газа являются менее инвазивным альтернативным методом получения аналогичной информации. ^{[ необходима цитата ]}

Тест ABG также может измерять уровень бикарбоната в крови. Многие анализаторы газов крови также сообщают о концентрации лактата , гемоглобина , нескольких электролитов , оксигемоглобина , карбоксигемоглобина и метгемоглобина . Тест ABG в основном используется в пульмонологии и медицине интенсивной терапии для определения газообмена через альвеолярно-капиллярную мембрану. Тест ABG 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] .}

Образцы ABG изначально отправлялись из клиники в медицинскую лабораторию для анализа. Более новое оборудование позволяет проводить анализ также в качестве 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 определять pH, pCO2 , pO2 _, SatO2 _, Na ⁺ , K + ^, Cl− ^, Ca2 ⁺ , гемоглобин (общий и производные: O2Hb _, MetHb, COHb, HHb, CNHb, SHb), гематокрит, общий билирубин, глюкозу, лактат и мочевину. (Cobas b 221 - Roche Diagnostics ).

Артериальную кровь для анализа газов крови обычно берет респираторный терапевт , а иногда флеботомист , медсестра , фельдшер или врач. ^[4] Кровь чаще всего берется из лучевой артерии , потому что она легко доступна, может быть сжата для остановки кровотечения и имеет меньший риск окклюзии сосудов . Выбор лучевой артерии для забора крови основывается на результатах теста Аллена . Плечевая артерия (или реже бедренная артерия ) также используется, особенно в экстренных ситуациях или у детей. Кровь также можно брать из артериального катетера, уже установленного в одной из этих артерий. ^[5]

Для анализа газов крови используются пластиковые и стеклянные шприцы. ^[6] Большинство шприцев поставляются предварительно упакованными и содержат небольшое количество гепарина для предотвращения коагуляции . Другие шприцы, возможно, придется гепаринизировать, набрав небольшое количество жидкого гепарина и снова выдавив его, чтобы удалить пузырьки воздуха. После получения образца ^[7] необходимо устранить видимые пузырьки газа, так как эти пузырьки могут раствориться в образце и привести к неточным результатам. Запечатанный шприц отправляется в анализатор газов крови . ^[8] Если используется пластиковый шприц для анализа газов крови, образец следует транспортировать и хранить при комнатной температуре и анализировать в течение 30 минут. Если ожидаются длительные задержки (т. е. более 30 минут) перед анализом, образец следует набрать в стеклянный шприц и немедленно поместить на лед. ^[9] Стандартные анализы крови также можно проводить на артериальной крови, такие как измерение глюкозы , лактата , гемоглобина , дисгемоглобина, билирубина и электролитов . ^{[ необходима ссылка ]}

Производные параметры включают концентрацию бикарбоната, SaO2 и избыток оснований. Концентрация бикарбоната рассчитывается из измеренного pH и PCO2 с использованием уравнения Хендерсона-Хассельбальха. SaO2 выводится из измеренного PO2 и рассчитывается на основе предположения, что весь измеренный гемоглобин является нормальным (окси- или дезокси-) гемоглобином. ^[10]

Расчеты

Деталь измерительной камеры современного анализатора газов крови, показывающая измерительные электроды. (Cobas b 121 - Roche Diagnostics)

Машина, используемая для анализа, отсасывает 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. ^{[ необходима цитата ]}

В медицине используются два метода для управления газами крови пациентов с гипотермией : метод pH-стата и метод альфа-стата. Недавние исследования показывают, что метод альфа-стата лучше. ^{[ необходима цитата ]}

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

Стратегии pH-stat и alpha-stat имеют теоретические недостатки. Метод α-stat является методом выбора для оптимальной функции миокарда. Метод pH-stat может привести к потере ауторегуляции в мозге (связь мозгового кровотока с метаболической скоростью в мозге). Увеличивая мозговой кровоток сверх метаболических потребностей, метод pH-stat может привести к церебральной микроэмболизации и внутричерепной гипертензии. ^[10]

Руководящие принципы

1. Изменение PaCO2 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. PaCO2 будет уменьшаться примерно на 1 _{мм рт. ст. при каждом уменьшении [} HCO2 на 1 мЭкв/л].⁻
   ₃] ниже 24 мг-экв/л
3. Изменение в [ HCO⁻
   ₃] 10 мЭкв/л приведет к изменению pH примерно на 0,15 единицы 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 ↑ при pH <7,4 или pCO ₂ ↓ при pH > 7,4, это первичное респираторное расстройство. Если pCO ₂ и pH движутся в одном направлении, т. е. pCO ₂ ↑ при pH >7,4 или pCO ₂ ↓ при pH <7,4, это первичное метаболическое расстройство. ^[12]

Параметры и контрольные диапазоны

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

Загрязнение образца комнатным воздухом приведет к аномально низкому уровню углекислого газа и, возможно, повышенному уровню кислорода, а также к одновременному повышению pH. Отсрочка 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. При снижении pH (< 7,35) это подразумевает ацидоз , а при повышении pH (> 7,45) это подразумевает алкалоз . В контексте газов артериальной крови наиболее распространенным явлением будет респираторный ацидоз . Углекислый газ растворяется 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 уровня угольной кислоты, что приводит к снижению pH. Первым буфером pH будут белки плазмы, поскольку они могут принимать некоторые ионы H ⁺ , чтобы попытаться поддержать кислотно-щелочной гомеостаз . По мере того, как концентрация углекислого газа продолжает расти ( Pa CO2 > 45 мм рт. ст.), возникает состояние, известное как респираторный ацидоз. Организм пытается поддержать 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 содержания угольной кислоты. Если человек находится в критическом состоянии и интубирован, необходимо механически увеличить количество вдохов. ^{[ необходима цитата ]}

Респираторный алкалоз ( Pa CO2 < 35 _мм рт. ст.) возникает, когда в крови слишком мало углекислого газа. Это может быть вызвано гипервентиляцией или чрезмерным дыханием, осуществляемым через аппарат искусственной вентиляции легких в условиях интенсивной терапии. Необходимо успокоить человека и попытаться уменьшить количество вдохов, чтобы нормализовать pH. Дыхательный путь пытается компенсировать изменение pH в течение 2–4 часов. Если этого недостаточно, вступает в действие метаболический путь. ^{[ необходима цитата ]}

В нормальных условиях уравнение Хендерсона-Хассельбаха даст pH крови

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

где:

• 6,1 — константа кислотной диссоциации (pK a ₎ угольной кислоты ( H ₂ CO ₃ ) при нормальной температуре тела
• [ ХСО−3] — концентрация бикарбоната в крови в мЭкв/л
• Pa CO ₂ — парциальное давление углекислого газа в артериальной крови в мм рт. ст.

Почки и печень — два основных органа, отвечающих за метаболический гомеостаз pH. Бикарбонат — это основание, которое помогает принимать избыток ионов водорода всякий раз, когда есть ацидемия. Однако этот механизм медленнее, чем дыхательный путь, и может занять от нескольких часов до 3 дней, чтобы вступить в силу. При ацидемии уровень бикарбоната повышается, так что он может нейтрализовать избыток кислоты, в то время как при алкалиемии происходит обратное. Таким образом, когда анализ газов артериальной крови показывает, например, повышенный уровень бикарбоната, проблема присутствует уже несколько дней, и метаболическая компенсация произошла из-за проблемы ацидемии крови. ^{[ необходима цитата ]}

В целом, гораздо проще исправить острое нарушение pH, отрегулировав дыхание. Метаболические компенсации происходят на гораздо более поздней стадии. Однако в критической ситуации человек с нормальным pH, высоким CO2 _и высоким бикарбонатом означает, что, несмотря на высокий уровень углекислого газа, существует метаболическая компенсация. В результате, нужно быть осторожным, чтобы не искусственно регулировать дыхание, чтобы снизить уровень углекислого газа. В таком случае резкое снижение уровня углекислого газа означает, что бикарбонат будет в избытке и вызовет метаболический алкалоз. В таком случае уровень углекислого газа следует медленно снижать. ^{[ необходима цитата ]}

Артериальная и венозная кровь

С появлением пульсоксиметрии , которая измеряет насыщение кислородом транскутанно и является неинвазивной, артериальная кровь редко используется для определения оксигенации вне отделения интенсивной терапии. Кислотно-щелочной статус можно определить с помощью венозной крови, что исключает боль и неудобства забора артериальной крови в большинстве случаев. При наличии постоянного артериального катетера артериальную кровь легко получить и по-прежнему использовать. Венозную кровь обычно используют в других случаях, обычно из периферической вены, например, вены предплечья. Венозная кровь забирается после перфузии тканей , поэтому венозный pO2 всегда ниже, чем в артериальной крови. ^[21]

Смотрите также

• Анионный зазор
• Пункция лучевой артерии
• Химическое равновесие
• Гемоксиметрия
• Артериовенозная разница кислорода

Ссылки

1. Доктор Колин Тайди (26 января 2015 г.). "Газы артериальной крови - показания и интерпретация". Пациент . Проверено доктором Адрианом Бонсоллом . Получено 2017-01-02 .
2. Бейли К. "Интерпретатор газов артериальной крови". prognosis.org. Архивировано из оригинала 2013-03-12 . Получено 2007-07-05 .- Онлайн-анализ газов артериальной крови
3. Бейли, Дж. К. (2008). «Простые, легко запоминающиеся „правила большого пальца“ для быстрой оценки физиологической компенсации при кислотно-щелочных расстройствах». Thorax . 63 (3): 289–90. doi : 10.1136/thx.2007.091223 . PMID  18308967.
4. Аарон SD, Вандемхин KL, Нафтель SA, Льюис MJ, Роджер MA (2003). «Местное применение тетракаина перед артериальной пункцией: рандомизированное, плацебо-контролируемое, клиническое исследование». Respir. Med . 97 (11): 1195–1199. doi : 10.1016/S0954-6111(03)00226-9 . PMID  14635973.
5. Хагер, Хизер Х.; Бернс, Бракен (2024), «Артериальная канюляция», StatPearls , Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, PMID  29489243 , получено 28.06.2024
6. Wiwanitkit, Viroj (январь 2006 г.). «Стеклянные шприцы лучше пластиковых для сохранения газов артериальной крови для определения парциального давления кислорода: объяснение на основе состава наноматериалов». International Journal of Nanomedicine . 1 (2): 223–224. doi : 10.2147/nano.2006.1.2.223 . PMC 2426785 . PMID  17722540. 
7. Поттер, Льюис (7 января 2014 г.). «Как сдать анализ артериальной крови на газы (ABG) — Руководство OSCE». Geeky Medics . Получено 24 февраля 2023 г. .
8. Хорн, Клаус; Грубер, Рудольф; Угеле, Бернхард; Кюстер, Хельмут; Ролински, Борис (1 октября 2001 г.). «Измерение общего билирубина фотометрическим методом на анализаторе газов крови: потенциал для использования при неонатальном тестировании в месте оказания помощи». Клиническая химия . 47 (10): 1845–1847. doi : 10.1093/clinchem/47.10.1845 . PMID  11568098.
9. Процедуры сбора образцов артериальной крови; Утвержденный стандарт — Четвертое издание (Процедуры сбора образцов артериальной крови; Утвержденный стандарт — Четвертое издание). Институт клинических и лабораторных стандартов. 2004. ISBN 978-1-56238-545-3. Архивировано из оригинала 2015-05-11 . Получено 2015-04-27 .
10. Kofstad J (1996). «Газы крови и гипотермия: некоторые теоретические и практические соображения». Scand J Clin Lab Invest Suppl . 224 : 21–26. doi :10.3109/00365519609088622. PMID  8865418.
11. Stoelting: Основы анестезии, 5-е изд., стр. 321.
12. "Газы артериальной крови (ABG) в 4 шага". www.edulanche.com/ . EduLanche . Получено 2016-05-13 .
13. из Юго-западного медицинского центра Техасского университета в Далласе. Используется в интерактивном приложении к патологической основе заболевания.
14. Бейли К., Симпсон А. «Калькулятор кислорода на высоте». Apex (Экспедиции по физиологии высоты). Архивировано из оригинала 11.06.2017 . Получено 10.08.2006 .- Онлайн-интерактивный калькулятор доставки кислорода
15. "Кислотно-щелочной баланс (страница 3)". 13 июня 2002 г. Архивировано из оригинала 2002-06-13.
16. «Руководство RCPA: Избыток оснований (артериальная кровь)».
17. "ABG (газы артериальной крови)". Brookside Associates . Получено 2017-01-02 .
18. Получено из молярных значений с использованием молярной массы 44,010 г/моль.
19. "Газы крови" . Получено 2023-04-18 .
20. «Гемоглобин и транспорт кислорода Чарльз Л». www.meddean.luc.edu .
21. Бирн, Энтони Л.; Беннетт, Майкл; Чаттерджи, Робиндро; Саймонс, Ребекка; Пейс, Натан Л.; Томас, Пол С. (январь 2014 г.). «Анализ газов периферической венозной и артериальной крови у взрослых: сопоставимы ли они? Систематический обзор и метаанализ». Респирология . 19 (2): 168–175. doi :10.1111/resp.12225. ISSN  1323-7799.

Внешние ссылки

• Онлайн-калькулятор газов артериальной крови Архивировано 12.03.2013 на Wayback Machine