三、血气分析
（一）定义
血气一般指血液中的氧气和二氧化碳气体，血气分析指直接抽取动脉血或静脉血测量血液中各种气体张力或通过经皮测量O2和CO2分压，目前临床较多采集动脉血做血气分析。其结果是评价患者呼吸、氧合和酸碱平衡状态的必要指标，这些指标与生命活动密切相关，因而，血气分析有“维持生命的指南针”之称。
（二）监测原理及方法
1.常规动脉血气分析 以肝素抗凝管从桡动脉采血，利用三电极系统技术分别测量血pH、PO2、PCO2。
2.持续动脉血气监测（continuous intraarterial blood gas monitoring，CIABG） 经桡动脉或股动脉置入动脉穿刺套管针，将校准后的血管内传感器通过独特置入系统插入，传感器并非电化学分析方法，而采用光化学传感器；传感器与监测仪连接即可连续监测。CIABG具有连续性，能够及时读数，做到早期诊断和治疗。特别适合于心脏围术期，体外膜肺，严重复合伤患者等需要连续监测血气，并根据结果及时调整治疗方案者。相比常规动脉血气分析，其重复性好、避免了采血污染及劳动耗费、快速，对于小婴儿也避免了频繁采血所致的血量丢失。CIABG就技术而言是目前最先进的血气监测技术，完全可以取代目前常规动脉血气分析，但由于多参数传感器价格昂贵未能普及。
3.经皮氧分压监测（transcutaneous partial pressure of oxygen，PtcO2）用于组织氧供应状况的持续监测，即和PaO2有关，也和周围血液循环状态和皮肤厚度有关。原则上氧电极应置于循环功能良好、皮肤厚度较薄的部位。在婴幼儿，电极放置在皮肤薄、血流丰富的前胸和足跟部，PtcO2与PaO2相关系数可达0.99。成人因皮肤较厚，氧气弥散至监测电极的距离远，相关系数为0.65～0.96。因皮肤是机体循环灌注的最后一个器官，对循环功能的变化最敏感，休克早期，皮肤血流量首先减少，故PtcO2的变化可以是休克或心功能不全的早期征象之一。
4.经皮二氧化碳分压监测（transcutaneous partial pressure of CO2，PtcCO2）在成人，PtcCO2与PaCO2的关系较PtcO2与PaO2相关性更密切。原因是CO2含量与分压的变化呈线性关系，毛细血管动脉端和静脉端的CO2分压差别不大；PtcCO2受循环的影响较小。自1980年后，PtcCO2监测技术不断改进，已能够将脉搏血氧监测整合到一个传感器中以防止弱灌注导致的误读；传感器趋于小型化、数字化，测量更加稳定。
（三）正常值（常规动脉血气）
pH：7.34～7.45；PaO2：75～100mmHg（10.0～13.0kPa）；SaO2：95%～100%；PaCO2：35～45mmHg（4.7～6.0kPa）；HCO3-：22～30mmol/L。
（四）在呼吸功能监测中的应用及注意事项
1.肺通气功能的监测 判断动脉血气是否合适并不一定是各种指标皆在正常范围。根据氧解离曲线，PaO2＞60mmHg，SaO2≥90%的情况下可保障足够的氧合水平；PaO2进一步升高，SaO2的增加并不明显，而PaO2＜60mmHg时，两者的变化呈线性关系。在阻塞性肺疾病，氧浓度的增加可加重CO2潴留；而高浓度的氧疗可导致氧中毒，这对肺实质疾病影响更大。PaCO2本身对机体的影响，主要通过pH对机体的代谢造成损害；碱中毒使氧解离曲线左移，影响氧的释放，患者对碱中毒的耐受程度远低于酸中毒，故单纯考虑治疗目的时，PaO2在60～80mmHg、SaO2在90%～95%、pH在7.3～7.45较合适，PaCO2可以不作为主要观察指标，即只要pH在合适范围。PaO2正常或高于正常（COPD患者＜80mmHg）是可以接受的。
2.换气功能的监测
（1）肺泡动脉血氧分压差［P（A-a）O2］：P（A-a）O2用于评价氧通过肺泡壁进入毛细血管的能力。PaO2的计算公式如下。
PaO2=（PB-PH2O）FiO2-PACO2/R
PB：大气压；PH2O：饱和水蒸气的压力；FiO2：吸入气氧浓度；PACO2：肺泡气二氧化碳分压，一般等于PaCO2；R：呼吸商。
因健康人肺内存在一定程度的分流，吸入气氧浓度越高，P（A-a）O2差异越大；随年龄的增长，分流增加，差值也逐渐增加。
P（A-a）O2正常值：FiO221%时为8mmHg，60～80岁的患者可达24mmHg；FiO2100%为22～75mmHg。
（2）氧合指数（oxygenation index，01，PaO2/FiO2）：OI测定方法简便易行，已成为衡量氧气交换的最常用指标，也用于急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征的诊断；同时，在恒定的FiO2下，0I的改善还可以反映PEEP的治疗效果。由于终末肺泡毛细血管氧含量及肺泡氧分压难以获得，使用吸入氧浓度替代肺泡氧分压测定主要考虑氧合指数测定方法简便易行，但也存在误差大，重复性差的缺点，因此，动态监测OI的价值更大。
3.组织氧合功能的监测 常用混合静脉血氧分压（PvO2）或饱和度（SvO2）表示，是了解氧合和循环功能及组织利用氧能力的综合指标；与PaO2或SaO2结合对判断组织缺氧的环节和原因有重要价值。
与氧合功能有关的指标还有氧耗量（υO2）、心排血量（Qt）、动脉血氧含量（CaO2）、混合静脉血氧含量（CvO2）。根据Fick公式：υO2=Qt（CaO2-CvO2）。
正常值：PvO2和SvO2正常值分别为36～40mmHg和73%～83%，CaO2-CvO2的正常值为50～55ml/L。若PaO2（SaO2）与PvO2（SvO2）同时下降，CaO2-CvO2保持不变，则为肺氧合功能障碍；若PaO2（SaO2）基本正常，PvO2（SvO2）下降，CaO2-CvO2增高，则为周围组织循环不良或组织代谢量增加。