第1節血氣測定的基礎知識
一、血氣的物理、化學
二、呼吸生理與血氣分析
三、血氣分析的指標及其臨床意義
第2節血液氣體的測定方法和原理
一、血液pco2測定
二、血液po2測定
三、脈搏血氧飽和度（spo2）監測
四、呼氣末二氧化碳監測
五、經皮氧監測
六、經皮二氧化碳監測
第3節血氣分析在麻醉科中的應用
一、麻醉與手術前應用
二、麻醉、手術與血氣分析
三、在手術麻醉後病室中的應用
第86章血氣監測
麻醉和手術期間的呼吸管理，主要是維持呼吸功能的穩定和充分的組織供氧，以保證病人術中和術後的安全。但是，單憑臨床觀察不足以對呼吸狀態作出精確的估計。通常實施的通氣功能測定，也不能了解肺的換氣功能以及組織氧供與氧耗。
對呼吸狀態的全面判斷，仍有賴於血液氣體分析。因此，血液氣體分析已成為臨床麻醉必不可少的監測專案。
第1節血氣測定的基礎知識
一、血氣的物理、化學
（一）氣體分壓
按照dalton定律，幾種互相不起反應的混合氣體的壓力等於組成混合氣體的各氣體所佔容積的壓力的總和，也就是各個氣體分壓的總和。
空氣是混合氣體，由氮、氧、水蒸汽、二氧化碳等氣體組成，因此大氣壓（pb）就等於這些氣體分壓的總和：
pb=pn2+po2+ph2o+pco2
各個氣體的分壓則可用總壓力乘該氣體所佔的容積%而求得，即pb×f，f係指各氣體的容積%。以空氣為例，其組成為n2 78.08%，o2 20.
95%，co2 0.03%等。在空氣中，水蒸汽的變化最大。
在人體中，一般認為當氣體被吸入時，由於受到體溫的影響，混合氣體中的水蒸汽在肺泡中已達飽和狀態，因此在計算人體中各氣體的分壓時，必須要在總壓力中減去飽和水蒸汽壓後再乘以各自的容積%（表86-1）。以o2為例，假如pb為760mmhg，則吸入氣中的氧分壓（pio2）為：
pio2= (pb-ph2o)×0.2095
= (760-47)×0.2095
=149 mmhg
在肺泡和組織中的氣體交換是以瀰散方式進行的。氣體的瀰散運動是由於肺泡膜兩側的氣體存在著壓力的梯度，氣體總是從分壓高的一側向分壓低的一側運動。當氣體通過肺泡膜進入血液後，氣體就從氣相成為液相。
氣相與液相之間的交換與平衡，以及液相氣體的分壓，也遵循著上述分壓概念。
表86-1吸入氣和血液氣體分壓（單位：mmhg）
（二）氣體的溶解
氣體可溶解在液體（包括血液）之中，henry法則指出：在溫度恆定時，氣體溶於液體之中的量，與該氣體在氣相時的分壓成正比。這一法則並不適用於對那些能與液體發生化學反應的氣體，例如nh3、co2等。
henry法則可用c=α·p/760來表示，其中c為溶解氣體量，p為溶解氣體氣相時的分壓，α為bunsen溶解氣體量，p為溶解氣體氣相時的分壓，α為bunsen溶解係數。所謂bunsen溶解係數是指在標準溫度、乾燥狀態下氣體分壓為760mmhg時，在1ml液體中所溶解的氣體量。因此，在人體體液中計算溶解氣體的量時，溫度就成為乙個重要因素。
溫度公升高可使α減小，而溫度降低時α增大。以o2為例，30℃時o2在水中的溶解係數為0.0261，而40℃時僅0.
0231。這就意味著在低溫狀態下氧的溶解量有所增加。當血溫在37℃時o2在血液中的bunsen溶解係數為0.
0238，假設肺泡氣中氧分壓為100mmhg，體溫為37℃，無肺泡氣動脈血氧分壓差，每毫公升血液中o2的溶解量計算如下：
氧溶解量（ml/ml）=0.238×100/760=0.00315
如氧的溶解量以ml/dl計算，則可知道，在血溫37℃時，每1mmhg的po2，o2的溶解量為0.00315ml/dl。
二、呼吸生理與血氣分析
呼吸的全過程包括以下三個環節：①外呼吸（或稱肺呼吸），從空氣被吸入肺，在肺泡內氣與肺毛細血管血進行交換，系氧進入血液迴圈，二氧化碳進入肺泡並隨呼吸排出到體外的過程；②氧與二氧化碳在血液中的運輸；③內呼吸（或組織呼吸），係指氣體在血液與組織細胞間的交換，氧從血液中進入組織細胞，而二氧化碳則進入到血液中。
（一）外呼吸與血氣分析
外呼吸的主要環節包括肺的通氣與換氣功能，圖86-1顯示了通氣、換氣功能與血氣分析的聯絡。圖中vt代表潮氣量，vd代表無效腔量，每分鐘肺泡通氣量（）=（vt-vd）×f，f代表呼吸頻率。根據這一公式可以看到，肺泡通氣量與體內co2的生成量（）成正比，而與單位時間內呼氣中的co2濃度（co2%）成反比關係。
由於pco2等於co2的分量（fco2）乘以常數（k），即pco2=fco2×k，因此，上式可寫成：。在一般情況下，肺泡氣中的co2分壓（paco2）與動脈血中的co2分壓（paco2）是相等的。因此，在不變或變化較小的情況下，paco2反映著肺的通氣功能狀態（圖86－1）。
此外，肺通氣與肺泡氣氧分壓（pao2）也有一定的關係。當通氣不足時，pao2隨的減少而下降，但在過度通氣時，儘管增加明顯，而pao2並不能有相應的公升高，此部份曲線相對比較平坦（圖86-2）。因此在麻醉中保證供氧，首先要注意通氣量，並在此基礎上給氧。
vd/vt即無效腔量與潮氣量的比值，也是肺通氣功能狀態的乙個重要指標，正常值0.2~0.35，可以通過paco2及peco2（呼出氣co2分壓）加以計算。
肺的換氣功能指的是肺泡膜兩側氣體的交換。在正常狀態下，單位時間內氣體瀰散的量（vgas）取決於瀰散面積（a），肺泡膜的厚度（t）以及氣體在肺泡膜兩側的分壓差，即d·k（p1-p2），k為常數。因為各種氣體的理化性質不同，其瀰散力亦各有差異。
例如co2的瀰散力要比o2大20倍左右，因此即使肺泡氣與靜脈血中的co2分壓差僅6mmhg，co2仍能很充分地瀰散到肺泡中去，所以在一般情況下，paco2=paco2。
應用fick原理可以計算心排血量或每分鐘通過肺的血流量（）。由於單位時間內機體的耗氧量（）與血流通過肺時攝取的氧量是相等的，因此可以利用動脈血的氧含量與混合靜脈血差來計算心排血量，即。在這裡指的是肺動脈血氧含量，cao2可用肱或橈動脈血測得，則可通過收集呼出氣體並測定其中的氧濃度而得。
肺換氣功能障礙的主要原因包括肺泡膜病變或肺的通氣/血流比例失調，其結果是造成pao2明顯下降。當通氣/血流比例失調時，必然使一部份血液得不到正常的氣體交換而造成肺內血液自右向左分流；另一方面當通氣雖屬充分，但肺血流不足或肺微迴圈發生障礙時，也會使靜脈血得不到充分氧合而造成pao2的下降。因此，低氧血症常是肺換氣功能障礙的主要早期徵象。
與此同時，肺泡動脈血氧分壓差（a-ado2）增大，亦增大。
a-ado2是對通氣或換氣功能衰竭進行鑑別的重要指標之一。比值在排除不正常的動靜脈交通，心臟性右向左分流，或是肺內的原因（如肺內腫瘤或血管瘤）情況下，也是診斷換氣功能衰竭的重要指標。反映的肺內分流的百分比，即分流率，在正常情況下不超過3%～5%。
，式中指的是肺毛細血管末段血液中的氧含量，cao2是動脈血中的氧含量，是混合靜脈血中的氧含量。在吸入氧分量（fio2）=1.0的情況下，生理性解剖分流及通氣/血流失衡對pao2將不發生影響，此時的純由異常分流所致。
也可通過下式進行計算：
式中0.00315是氧在37℃時溶解係數
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