动脉血气分析:解读指南

动脉血气分析：解读指南

学习成果

完成本单元后，您应该可以：

采用分步的和符合逻辑的方法解读动脉血气结果，并能够作出正确诊断 ∙ 了解代谢性和呼吸性酸中毒及碱中毒的病因

∙ 了解如何计算肺泡-动脉 (A-a) 血氧梯度，并能够对其作出解释。 ∙ 关于作者

Andrea Benjamin 是 BMJ Learning 的临床编辑。 她之前是一名临床医生， 在呼吸科和普通内科医学领域具备丰富经验。 她尤其对重症医学感兴趣。 为什么我要撰写本单元

" 对动脉血气分析结果的错误解读可能导致治疗决策失误。在本单元中，我归纳了一个简单的方法，有助于您正确判读动脉血气分析结果。"

要点

存在四种主要的酸碱平衡紊乱：

o 呼吸性酸中毒

o 代谢性酸中毒

o 呼吸性碱中毒

o 代谢性碱中毒

∙ 这些平衡紊乱常常伴有代偿性改变

∙ 这些改变很少可以完全代偿原发性平衡紊乱

∙ 对于慢性疾病，代偿的幅度会更大，从而更好地维持 pH 值 ∙ 临床提示

∙ 在解读血气结果时，一定要参照临床表现。

控制血液的 pH 值

血液的 pH 值略偏酸性（7.35 到 7.45 之间）。为保持正常的功能，人体将血液的 pH 值维持在 7.4 左右。通过以下三个机制，人体可以将血液酸碱平衡维持在这个狭窄的范围之内：

∙

∙

∙ 细胞内和细胞外缓冲系统 肾脏的调节作用 肺的调节作用

最重要的 pH 缓冲系统包括血红蛋白，碳酸（是 CO2 溶解后形成的弱酸）和碳酸氢盐（其对应的弱碱）缓冲系统。 碳酸氢盐缓冲系统作用效果好，因为其各组分的浓度可以独立调节。 这一缓冲系统包括两个重要组分，即 CO2 和 HCO3 -.

∙

∙ 肺通过调节肺泡通气量对血液中的 CO 2 分压 (pCO2) 进行调节 肾脏通过调节碳酸的排泄和碳酸氢盐的重吸收调节 HCO 3 - 的浓度

Henderson-Hasselbalch 公式

血气分析仪可直接测量 pH 值和 pCO2。 HCO3 的浓度可根据

-Henderson-Hasselbalch 公式算出。 从公式中可以看出，pH 值取决于 HCO3 的浓

度与 pCO2 的比值，并非由两者之一单独决定。

pH = pK (6.1) + 3 -

0.03 x pCO2 -

以下是该公式的一个简化形式，它明确地表示了三个值之间的关系。如果您能够记住这个简化公式，它有助于您理解本单元后面所讲到的代偿性改变部分。

pH ~ 3 -

pCO 2

定义

酸血症

当血液的 pH 值

碱血症

当血液的 pH 值 >7.45 时，称为碱血症。

酸中毒

∙

∙

∙ 这是一个使酸性物质在体内蓄积的过程 但并不一定导致 pH 值异常 从 Henderson-Hasselbalch 公式中可以看出，HCO 3 浓度的降低或 pCO 2 的升高均可以诱发酸中毒：

HCO 3 -

pCO 2 -pH ~ ∙

∙ 当两种情况只发生一种时，可以导致酸血症 如果在酸中毒的同时发生碱中毒，那么最后的 pH 值可能等于、高于或低于正常值 碱中毒

∙

∙

∙ 这是一个使碱性物质在体内蓄积的过程 但并不一定导致 pH 值异常 从 Henderson-Hasselbalch 公式中可以看出，HCO 3 浓度的升高或 pCO 2 的降低均可以诱发碱中毒：

3 - pH ~ pCO 2 -

∙

∙ 当两种情况只发生一种时，可以导致碱血症 如果在碱中毒的同时发生酸中毒，那么最后的 pH 值可能等于、高于或低于正常值 碱剩余

发生酸中毒时，负性的碱剩余提示存在代谢性酸中毒。 碱剩余是指当 pCO2 恒定保持在 5.3 kPa 时将 1 升血的 pH 值滴定到 7.4 所需要的碱量或酸量。

为什么要测量动脉血气？

测量动脉血气的目的是为了：

∙

∙

∙

∙ 确定酸碱平衡 确定氧合作用（动脉 pO 2 可以帮助我们了解气体交换的效率） 诊断和确立呼吸衰竭的严重程度（pCO 2 可以帮助我们了解通气情况） 指导治疗，比如，当对慢性阻塞性肺病 (COPD) 患者进行氧疗或无创通气治疗时，或者对糖尿病酮症酸中毒患者进行治疗时。

四种主要的酸碱平衡紊乱是：

∙

∙

∙

∙ 呼吸性酸中毒 代谢性酸中毒 呼吸性碱中毒 代谢性碱中毒。

采用分步式方法解读动脉血气结果

以下方法有助于您系统而准确地解读动脉血气结果（表 1）。

表 1. 解读动脉血气结果的五步法

第一步 是否存在酸血症或碱血症？

第二步 原发性酸碱平衡紊乱是呼吸性的还是代谢性的？

第三步 如果是代谢性酸中毒，阴离子间隙是否升高？

第四步 是否存在代偿？ 如果有，代偿是否适度？

肺泡—动脉氧梯度是多少？ 查看动脉 pO2 时，要结合吸入氧浓度和动第五步 脉 pCO2

首先，您需要熟知正常值（表 2）。 请注意，每个医院的值可能有少许不同，因此您要使用自己医院的正常值。

表 2：动脉血气正常值

动脉 pCO2 4.5-6.0 kPa

动脉 pO2 11.0-13.0 kPa

HCO 3 - 22.0-28.0 mmol/l

碱剩余 -2.0 到 +2.0

阴离子间隙 8.0-16.0 mmol/l

氯离子 98.0-107.0 mmol/l

第一步：是否存在酸血症或碱血症？

查看 pH 值，如果 pH 值：

∙ >7.45，则患者存在碱血症 ∙

如果 pH 值正常，则查看 pCO2 和 HCO3 浓度，如果一项或两项异常，则患者可能存在混合型酸碱平衡紊乱。

-

第二步：原发性酸碱平衡紊乱是呼吸性的还是代谢性的？

查看 pH、pCO 2 以及 HCO3 - 浓度。

如果 pH 值

o 如果 pCO2 升高，则说明存在原发性呼吸性酸中毒

-o 如果 HCO3 浓度降低，则说明存在原发性代谢性酸中毒。

∙ 如果 pH 值 >7.45，则说明碱中毒导致了碱血症，并且：

o 如果 pCO2 降低，则说明存在原发性呼吸性碱中毒

-o 如果 HCO3 浓度升高，则说明存在原发性代谢性碱中毒。 ∙

实例 1

骨科请您查看一名 60 岁的女性患者，该患者两周前进行了右侧髋关节置换术。 她出现呼吸困难。她的动脉血气结果如下：

pH: 7.48

∙ pO 2: 8.0 kPa

∙ pCO 2: 3.2 kPa

-∙ HCO 3 : 25 mmol/l。 ∙

她患有哪种类型的酸碱平衡紊乱？

第一步：该患者存在碱血症。

第二步：她的 pCO2 降低，从而判断这是原发性呼吸性碱中毒。

该患者有原发性呼吸性碱中毒。 鉴别诊断应包括肺栓塞和医院获得性肺炎。

实例 2

您在急症科接诊一名 18 岁男性患者。 该患者已经呕吐 24 个小时，自感不适。 他的动脉血气结果如下：

∙

∙

∙

∙

∙

∙

∙

∙ Na : 138 mmol/l K +: 3.0 mmol/l 尿素氮：7.8 mmol/l 肌酐：130 µmol/l pH: 7.49 pO 2: 12.7 kPa pCO 2: 5.0 kPa -HCO 3 : 31 mmol/l。 +

第一步：该患者存在碱血症。

第二步：他的 HCO3 - 浓度升高，说明存在原发性代谢性碱中毒。

该患者在呕吐时从胃肠道丢失氢离子，导致了原发性代谢性碱中毒。 患者还存在低钾血症，可能也与代谢性碱中毒有关。

第三步：如果是代谢性酸中毒，阴离子间隙是否升高？ 确定酸中毒的类型有助于将潜在病因范围缩小。

阴离子间隙是什么？

在人体内，阳离子和阴离子的数目是相等的。 化验血液时可以测出大部分的阳离子，但只能测出少量的阴离子。 因此，把所测得的阴离子和阳离子各自相加，两者的差值即为未测出的阴离子（如血浆白蛋白）量。

因为 Na+ 是主要测得的阳离子，而 Cl- 和 HCO3 - 是主要测得的阴离子，则阴离子间隙的计算公式为：

阴离子间隙 = Na+ - (Cl- + HCO3 -)

阴离子间隙的正常值为：8-16 mmol/l。

有些医院在计算阴离子间隙时将 K+ 也计算在内。 因此：

阴离子间隙 = (Na+ + K+) - (Cl- + HCO3 -)

如果计算时包括 K+，阴离子间隙的正常值为 12-20 mmol/l。

表 3 中给出了高阴离子间隙酸中毒 (>16 mmol/l) 的主要病因。

表 3. 高阴离子间隙酸中毒 (>16 mmol/l) 的主要病因

内源性酸性产物增多 ∙ 酮症酸中毒（比如饮酒、饥饿或患糖尿病时）

∙ 乳酸酸中毒

∙ A 型：组织的氧合作用受损

o 当灌注不足时（比如休克时），组织进行缺氧代

∙ 谢，致使乳酸生成增多 B 型：组织的氧合作用未受损：

o 比如肝衰竭时，乳酸代谢减少

外源性酸性物质增多 ∙

∙

∙ 甲醇 乙二醇（防冻剂） 阿司匹林

慢性肾衰 机体对酸性物质的排泄能力下降 ∙

正常阴离子间隙酸中毒 (8-16 mmol/l) 的主要病因一般和血浆 Cl- 的增加有关，如表 4 所示。

表 4 正常阴离子间隙酸中毒 (8-16 mmol/l) 的主要病因

碳酸氢盐丢失 ∙ 经胃肠道：

o 腹泻

o 回肠造口术

o 胰瘘、胆汁瘘、肠瘘

∙

∙ 经肾： o 2 型（近端）肾小管酸中毒 服用碳酸酐酶抑制剂

1 型（远端）肾小管酸中毒

4 型肾小管酸中毒（醛固酮减少症） 肾脏排酸能力下降 ∙ ∙

对于低白蛋白患者，如何纠正阴离子间隙

在阴离子间隙 (8-16 mmol/l) 中，11 mmol/l 往往由白蛋白组成。 所以，白蛋白浓度的下降可以降低阴离子间隙的基础值。 如果患者的白蛋白浓度低，当出现酸碱平衡紊乱时，反而会表现为正常的阴离子间隙，因为酸碱平衡紊乱通常会导致阴离子间隙升高。

白蛋白浓度每下降 10 g/l，阴离子间隙就会降低 2.5 mmol/l。

实例 3

一名 61 岁的男性酒精性肝病患者因" 上消化道出血" 收入院。 他的血压是 90/40 mm Hg。 他的动脉血气结果如下：

∙

∙

∙

∙

∙

∙

∙

∙ 白蛋白：20 g/l (n = 40 g/l) Na : 135 mmol/l +K : 3.5 mmol/l Cl -: 100 mmol/l pH: 7.30 pCO 2: 3.3 kPa HCO 3 -: 20 mmol/l 乳酸浓度：5 IU/l。 +

他的阴离子间隙是多少？他存在哪种类型的酸碱平衡紊乱？

首先计算阴离子间隙：Na + - (HCO3 - + Cl-) = 135 - (100 + 20) = 15 mmol/l。 所得结果位于正常值 8-16 mmol/l 范围之内。

然后根据降低的白蛋白浓度纠正阴离子间隙：

∙

∙

∙

∙

∙ 阴离子间隙 = 15 mmol/l 白蛋白浓度下降了 20 g/l 白蛋白浓度每下降 10 g/l，阴离子间隙降低 2.5 mmol/l 因此，该患者的阴离子间隙总共降低了 5 mmol/l 校正后的阴离子间隙值为 15 + 5 = 20 mmol/l。

从而看出，该患者存在高阴离子间隙代谢性酸中毒。 鉴于患者存在高乳酸血症和低血压，所以该酸中毒可能继发于 A 型乳酸酸中毒（见表 3）。

实例 4

一名 20 岁的男性自感不适， 诉口渴并进饮大量液体。 他的动脉血气结果如下：

∙

∙

∙

∙

∙

∙

∙

∙ 葡萄糖：30 mmol/l pH: 7.32 pO 2 : 11.5 kPa pCO 2: 3.0 kPa HCO 3 -:18 mmol/l Na +: 148 mmol/l K +: 3.5 mmol/l -Cl : 100 mmol/l。

该患者存在哪种酸碱平衡紊乱？

第一步：该患者存在酸血症。

第二步：他的 HCO3 - 浓度降低，则说明存在原发性代谢性酸中毒。

第三步：阴离子间隙 = (Na - (Cl + HCO3 )

子间隙升高。

该患者存在高阴离子间隙代谢性酸中毒，很可能是由糖尿病酮症酸中毒引起的。

实例 5

一名 44 岁的男性溃疡性结肠炎患者，剧烈腹泻两天。 他的动脉血气结果如下：

∙

∙

∙

∙

∙

∙

∙

∙

∙ +--148 - 118 = 30 mmol/l。 阴离肌酐：200 µmol/l 尿素氮：17 mmol/l pH: 7.31 pO 2 : 12.5 kPa pCO 2: 4.0 kPa HCO 3 -:16 mmol/l Na +: 136 mmol/l +K : 3.1 mmol/l -Cl : 121 mmol/l。

该患者存在哪种酸碱平衡紊乱？

第一步：该患者存在酸血症。

第二步：他的 HCO3 - 浓度降低，则说明存在原发性代谢性酸中毒。

第三步：阴离子间隙 = (Na+ - (Cl- + HCO3 -)

果正常。

-该患者存在正常阴离子间隙代谢性酸中毒，很可能是由于剧烈的腹泻导致 HCO3 丢

失而引起的。 136 - 121 = 15 mmol/l。 此结

第四步：是否存在代偿？

代偿是指人体为纠正酸碱平衡紊乱而进行的一系列应答。 正常的代偿途径包括：

∙

∙

∙ 缓冲系统，其中包括血红蛋白、血浆蛋白、碳酸氢盐以及磷酸盐。 这一应答可在数分钟内发生 呼吸应答，可在数分钟到数小时内发生 肾脏应答，可能需要一周的时间。

为什么识别代偿如此重要？

通过识别代偿可以帮助您将原发性酸碱平衡紊乱和继发的动脉血气改变区分开来。例如，当患者存在代谢性酸中毒时，他可能会出现过度通气，其唯一目的是通过降低 pCO2 来代偿代谢性酸中毒，从而产生部分代偿性代谢性酸中毒，而不可将其误认为原发性代谢性酸中毒和原发性呼吸性碱中毒。

对于存在单一酸碱平衡紊乱的患者，如果酸碱平衡紊乱不严重，则可以完全代偿，最终也可以获得一个正常的 pH 值 (7.35-7.45)。尽管 pH 值正常，但 HCO3 - 和 pCO 2 异常，也会提示您考虑混合型酸碱平衡紊乱。

您可能觉得判别某一酸碱异常是混合性还是单一代偿性是一件很难的事情。 但有一点非常有用，即记住原发性平衡紊乱的预期代偿程度。 如果某一参数的变化超出了预期的代偿程度，则很可能是混合型酸碱平衡紊乱（见表 5）。 和呼吸性酸碱平衡紊乱相比，代谢性酸碱平衡紊乱的代偿反应更难以预测。

表 5. 总结：代偿反应

酸碱平衡初始的化学代偿反应 代偿程度

紊乱 改变

呼吸性酸

pCO 2 中毒 急性呼吸性酸中毒时，以 5.3 kPa 为基础，pCO 2 每

HCO 3 升高 1.3 kPa： -

∙

∙ HCO 3 浓度增加 1.0 mmol/l pH 值降低 0.07 -

慢性呼吸性酸中毒时，以 5.3 kPa 为基础，pCO 2 每

升高 1.3 kPa：

∙

∙ HCO 3 - 浓度增加 3.5 mmol/l pH 值降低 0.03

呼吸性碱

中毒 pCO 2 急性呼吸性碱中毒时，以 5.3 kPa 为基础，pCO 2 每HCO 3 降低 1.3 kPa： -

∙

∙ HCO 3 浓度减少 2.0 mmol/l pH 值增加 0.08 -

慢性呼吸性碱中毒时，以 5.3 kPa 为基础，pCO 2 每

降低 1.3 kPa：

∙

∙ HCO 3 浓度减少 5.0 mmol/l pH 值增加 0.03 -

代谢性酸

中毒

代谢性碱

中毒 HCO 3 HCO 3 --pCO 2 pCO 2

代偿反应的方向和初始的化学变化方向始终一致。 这是因为，代偿反应的基础是维

-持 HCO3 浓度和 pCO2 的比值。 请记住 Henderson-Hasselbalch 公式中三者之间

的关系：pH ~ HCO3 -/pCO2。

对于慢性疾病，代偿的幅度会更大，从而更好地维持 pH 值。 原发性呼吸性酸碱平衡紊乱可以出现代谢性代偿，熟知这些预期的变化值有助于您诊断混合型酸碱平衡紊乱。

代谢性代偿

代谢性代偿需要数天时间。 它分为两步：

1. 细胞缓冲作用，数分钟到数小时内发生。 这只能导致血浆碳酸氢盐 (HCO3 -) 轻度升高

2. 肾脏代偿作用，发生在 3 到 5 天内。

因而，急性和慢性酸碱平衡紊乱可出现不同的代偿反应。

∙

∙ 呼吸性酸中毒时，肾脏对碳酸的排泄以及对碳酸氢盐的重吸收增多。 呼吸性碱中毒时，肾脏通过减少碳酸氢盐的重吸收及氨的排泄发挥代偿作用。

呼吸性代偿

呼吸性代偿需要数小时。 代谢性酸碱平衡紊乱的呼吸性代偿最长可达 12 到 24 个小时。 此代偿反应在酸碱平衡紊乱出现后一小时开始，经过 12 到 24 个小时后终止。

∙

∙ 代谢性酸中毒时，控制呼吸的中枢性和周围性化学感受器受到刺激后，可以导致肺泡通气量的增加。这也继而导致代偿性呼吸性碱中毒 代谢性碱中毒很难通过减少通气量来代偿。而且通气不足还可以降低氧合作用。因此呼

吸系统很少将 pCO 2 保持在 7.5 kPa 以上。如果 pCO 2 超过这一数值，则说明存在混合型酸碱平衡紊乱，也即代谢性碱中毒合并呼吸性酸中毒，而不是代偿性代谢性碱中毒。

混合型酸碱平衡紊乱

混合型酸碱平衡紊乱是指同时出现不只一种的原发性酸碱平衡紊乱。这在住院患者中常见。熟知代偿机制和代偿程度有助于您辨别这些酸碱平衡紊乱。请注意，呼吸性碱中毒和呼吸性酸中毒不可能同时存在。

当出现以下情况时，您应该考虑混合型酸碱平衡紊乱：

∙

∙

∙ 代偿反应出现，但存在代偿不足或代偿过度 pCO 2 和 HCO 3 - 浓度出现异常，且两者变化方向相反（一者升高，一者降低）。 单一酸碱平衡紊乱时，代偿反应的方向和初始异常变化的方向始终一致 pH 值正常，但 pCO 2 或 HCO 3 - 浓度异常。 单一酸碱平衡紊乱时，代偿反应很少将 pH

值恢复到正常水平，如果代偿后的 pH 值恢复正常，则考虑存在混合型酸碱平衡紊乱。 就经验而言：

∙

∙ 当 pCO 2 升高且 HCO 3 - 浓度降低时，呼吸性酸中毒和代谢性酸中毒同时存在 当 pCO 2 降低且 HCO 3 - 浓度升高时，呼吸性碱中毒和代谢性碱中毒同时存在。

实例 6

一名 30 岁有抑郁症病史的女性患者服用了过量的苯二氮卓类药物。 她的动脉血气结果如下：

∙

∙

∙

∙ pH: 7.3 pO 2: 11 kPa pCO 2: 8 kPa

-HCO 3 : 25 mmol/l。

她患有哪种酸碱平衡紊乱？

第一步：该患者存在酸血症。

第二步：患者的 pCO2 升高，从而判断这是原发性呼吸性酸中毒。

第四步：患者的 HCO3 - 浓度是正常的，说明没有代偿。这是因为患者起病急， 代谢性代偿需要数天时间。

患者由于服用了过量的苯二氮卓类药物，使呼吸中枢受抑制而导致急性呼吸性酸中毒。

实例 7

一名 78 岁的男性患者，患有重症慢性阻塞性肺病 (COPD)，其动脉血气结果如下：

∙

∙

∙

∙ pH: 7.34 pO 2: 9.0 kPa pCO 2: 7.9 kPa HCO 3 -: 32 mmol/l。

他患有哪种酸碱平衡紊乱？

第一步：该患者存在酸血症。

第二步：他的 pCO2 和 HCO3 - 浓度均升高。

这是属于：

a. 慢性呼吸性酸中毒伴有适度的代谢性代偿？

b. 代谢性碱中毒合并呼吸性代偿？

c. 混合型的呼吸性酸中毒和代谢性碱中毒？

第四步：

a. pCO 2 高出正常值 2.6 kPa 。 代偿性改变的方向和初始变化的方向始终一致。 慢

-性呼吸性酸中毒时，预期的代偿性改变为：HCO 3 每升高 7.0mmol/l，pH 值降低

0.06（即 pH 为 7.34，而 HCO3 - 浓度为 32 mmol/l）。

b. 由于呼吸系统很少将 pCO2 保持在 7.5 kPa 以上，且该患者的 pH 值低于 7.35， 其病史也不符合原发性代谢性碱中毒的特征。

c. 该病例中 pH 值呈酸性，且代谢性代偿符合 pCO2 的变化。

由此看出，患者存在继发于严重 COPD 的慢性呼吸性酸中毒。

实例 8

一名 20 岁男性进行性肌营养不良患者，因" 尿路感染" 收入院，其体温是 39ºC。 患者自感发热，其周围血管扩张，血压为 90/60 mm Hg。 自 1 个小时前开始导尿，现已排尿 5 ml。 他的动脉血气结果如下：

∙

∙

∙

∙

∙

∙

∙ pH: 7.28 pO 2: 10.8 kPa pCO 2: 6.0 kPa HCO 3 -: 18 mmol/l Na +: 146 mmol/l K +: 4.5 mmol/l -Cl : 101 mmol/l。

患者存在哪种酸碱平衡紊乱？

第一步：该患者存在酸血症。

第二步：他的 pCO2 升高且 HCO3 - 浓度降低。

第三步：其阴离子间隙升高 (146 - 101 + 18) = 27 mmol/l。

第四步：如果是代谢性酸中毒，pCO 2 应该降低。 如果是呼吸性酸中毒，HCO 3 浓度应该升高。 因而可见，他存在混合型酸碱平衡紊乱。 可以肯定他患有高阴离子间隙代谢性酸中毒合并呼吸性酸中毒，前者很可能由感染性休克引起，后者则由进行性肌营养不良导致。

第五步：肺泡—动脉血氧梯度（A-a 梯度）是什么？

A-a 梯度是指肺泡 pO2 计算值和动脉 pO2 测量值之间的差值。 动脉 pO2 是一个关于气体交换和吸入空气中的 O2 浓度分数 (FiO2) 的函数。 因而，其正常值并非恒定不变。

通过计算 A-a 梯度，您可以确定某一动脉血氧测量值对患者的以下情况而言是否正常：

∙

∙

∙ 海拔 吸入氧浓度 呼吸频率。

这为评估气体交换提供了一个途径，且可以在床边进行。

您还可以用它计算氧气从肺泡内弥散到动脉循环时的效率。 肺泡 pO2 永远高于动脉 pO2。 对于正常人，A-a 梯度介于 2 到 4 kPa 之间。 该梯度的升高意味着气体交换不足，当它超过 4 kPa 时即为不正常。

计算 A-a 梯度

当在海平面水平呼吸空气时，吸入的氧分压是 21 kPa。 进入气道后，由于上呼吸道的水蒸气饱和作用，吸入氧分压（即 PiO2）降为 20 kPa 。 到达肺泡后，肺泡细胞摄取 O2，取而代之的是 CO2，从而进一步降低肺泡 pO2，变为 13 到14 kPa。 pCO 2 产量和 pO2 消耗量的比值由呼吸商决定。 据估算，该比值为 0.8。 因此，肺泡 pO2 等于 PiO2 和肺泡 pCO2 的差值。 pCO2 的值通过除以呼吸商稍微增加。 肺泡 pO 2 = 吸入 pO 2 - 肺泡 pCO 2 / 0.8

= 吸入 pO 2 - 肺泡 pCO 2 x 1.2

因为肺泡 pCO2 约等于动脉 pCO2，所以：

肺泡 pO2 = 吸入 pO2 - 动脉 pCO2 x 1.2。

因为 A-a 梯度是肺泡 pO2 计算值和动脉 pO2 测得值的差值，所以，从动脉 pO2 计算值中减去肺泡 pO2，即可得出 A-a 梯度：

肺泡 pO2 = PiO2 - 动脉 pCO2 x 1.2

A-a 梯度 = 肺泡 pO2 - 动脉 pO2

PiO 2 = 有效吸入 pO2。

实例 9

一名 21 岁女性患者，已知患有焦虑症，因" 呼吸短促" 来急症科就诊。 她的胸部 x 射线检查正常， 呼吸频率为 20 次/分。 未吸氧时，其动脉血气结果如下：

∙

∙

∙

∙ pH: 7.46 pO 2 : 10.4 kPa pCO 2: 3.7 kPa -HCO 3 : 25 mmol/l。

请问该患者的目前症状是由惊恐发作引起，还是有其它更严重的病因？

计算出的肺泡 pO 2 = PiO2 - 1.2 x pCO2

= 20 - (1.2 x 3.7) = 20 - 4.44 = 15.56 kPa

A-a 梯度 = 15.56 - 10.4 = 5.16 kPa (n = 2-4 kPa)。

A-a 梯度升高。这表明患者存在气体交换不足，氧气没有有效地从肺泡弥散到动脉循环。这意味着相对于患者的呼吸频率而言，所测得的动脉血氧气值太低。您应该怀疑患者患有肺栓塞。

四种常见酸碱平衡紊乱的病因

呼吸性酸中毒

呼吸性酸中毒是一种因肺泡通气不足（即呼吸衰竭）而引发的临床疾病。 呼吸衰竭可以导致动脉 pCO2 迅速升高。 主要病因见表 6。

表 6. 呼吸性酸中毒的主要病因

∙ 药物，如阿片类和苯二氮卓类药物

∙ 中枢神经系统的病变

∙ 慢性高碳酸血症患者进行氧疗后

运动神经元性疾病

∙ 双侧膈肌麻痹，可见于脊髓灰质炎患者

∙ 格林巴利综合症 (Guillain-Barré syndrome)

∙ 肌萎缩症 ∙ 呼吸中枢受抑制 神经肌肉疾病导致的呼吸肌无力

∙ 多发性硬化

胸壁或胸廓异常 肥胖低通气综合症

∙ 脊柱后凸

∙ 连枷胸

∙ 硬皮病 ∙

影响气体交换的疾病 慢性阻塞性肺疾病 (COPD)

∙ 肺炎

∙ 重症哮喘

∙ 急性肺水肿 ∙

∙ 气道梗阻 梗阻性睡眠呼吸暂停

呼吸性碱中毒

呼吸性碱中毒是一种因肺泡过度通气而引发的临床疾病。 呼吸性碱中毒可以急性发病，也可以慢性发病。 主要病因见表 7。

表 7. 呼吸性碱中毒的主要病因

中枢神经系统的兴奋性增高 ∙ 疼痛

∙ 焦虑

∙ 过度通气

∙ 脑血管意外

∙ 脑膜炎

∙ 脑炎

∙ 肿瘤

∙ 颅脑外伤

低氧血症或组织缺氧 海拔过高

∙ 重度贫血

∙ 通气/灌注异常 ∙

∙

∙

∙

∙

∙ 肺部疾病 哮喘 肺栓塞 肺炎 肺水肿 间质性肺疾病

∙ 气胸

药物（呼吸兴奋药） 水杨酸盐类

∙ 氨茶碱

∙ 孕酮 ∙

代谢性酸中毒

代谢性酸中毒是以体内酸性物质总量相对增多为特征的临床疾病。 代谢性酸中毒的出现标志着机体存在其它基础疾病，您要考虑到这一点。 确定这一基础病变对采取恰当的治疗方案至关重要。

代谢性酸中毒分为两类：

1. 阴离子间隙增高型

2. 正常阴离子间隙型。

代谢性碱中毒

代谢性碱中毒是一种相对常见的临床疾病，其主要特征是高碳酸氢盐血症。主要病因见表 8。

表 8. 代谢性碱中毒的主要病因

∙ 经胃肠道：

o 呕吐

o 鼻胃管吸出

∙ 经肾：

o 原发性肾上腺皮质激素增多症，如继发于克罗恩病

(Conn's disease) 或库欣综合症 (Cushing's disease)

o 髓袢类或噻嗪类利尿剂

o 高碳酸血症后

∙

∙ 氢离子丢失 氢离子转入细胞内 浓缩性碱中毒 低钾血症 利尿剂

请注意：

机体内的 HCO3 - 浓度是正常的

∙ 当细胞外碳酸氢盐总量相对恒定时，细胞外液体积的减少致使

血浆 HCO3 - 浓度升高 ∙

1. 一名 65 岁男性患者到您的诊所就医，他患有脊柱后凸多年，其主诉为间歇

性劳累性气促。患者的肺野清晰，其动脉血气结果如下：

pH: 7.35

o pO 2: 7.5 kPa

o pCO 2: 7.9 kPa

-o HCO 3 : 33 mmol/l。 o

患者存在哪种类型的酸碱平衡紊乱？

a 急性呼吸性酸中毒

b √ 慢性呼吸性酸中毒

c 混合型的急性呼吸性酸中毒和代谢性碱中毒

第一步：患者的 pH 值是正常的。

第二步：患者的 pCO2 升高，从而判断这是呼吸性酸中毒。

第四步：患者的 HCO3 - 浓度升高。 因为他的 pH 值低于 7.4，偏酸性，说明存在代偿。 该代偿反应符合慢性呼吸性酸中毒而不符合急性呼吸性酸中毒。

请记住，对于慢性疾病，代偿的幅度会更大，从而可以更好地维持 pH

-值。 如果是急性呼吸性酸中毒，pH 值应该为 7.26，且 HCO3 浓度

应该为 28 mmol/l。

由此而言，该患者存在慢性呼吸性酸中毒。

2. 您在急症科接诊一名 20 岁的女性患者，患者患有急性重症哮喘。 她言语断

续，不能完整说完一句话。 急症室已给予氧气袋面罩吸氧，氧流量为15 l/min。 她的动脉血气结果如下：

pH: 7.47

o pO 2: 11.2 kPa

o pCO 2: 3.7 kPa

-o HCO 3 : 25 mmol/l。 o

患者存在哪种类型的酸碱平衡紊乱？

a √ 急性呼吸性碱中毒

b 慢性呼吸性碱中毒

c 代偿性代谢性酸中毒

第一步：该患者存在碱中毒。

第二步：她的 pCO2 降低，从而判断这是呼吸性碱中毒。

第四步：她的 HCO3 - 浓度正常， 说明不存在代偿。这和她的急性病史相符。 由此而言，患者存在急性呼吸性碱中毒。

3. 该患者进行了持续雾化吸入和静脉滴注氨茶碱治疗，但是 30 分钟后，患者

仍不见好转。在氧气袋面罩吸氧的情况下，复查患者动脉血气，结果如下：

pH: 7.32

o pO 2: 8.8 kPa

o pCO 2: 6.2 kPa

-o HCO 3 : 25 mmol/l。 o

请问患者现在的酸碱平衡紊乱是哪一种？

a √ 急性呼吸性酸中毒

b 慢性呼吸性酸中毒

c 急性代谢性酸中毒

第一步：该患者存在酸血症。

第二步：她的 pCO2 升高，从而判断这是呼吸性酸中毒。

第四步：她的 HCO3 浓度正常，说明不存在代偿。由此而言，患者存在急性呼吸性酸中毒。

pO 2

4. 一名 30 岁男性患者，患有Ⅰ型糖尿病，因腹痛和呕吐就诊，其动脉血气结

果如下：

pH: 7.32

o pO 2: 12.1 kPa o -

o o o o o

pCO 2: 3.2 kPa

-HCO 3 : 18 mmol/l Na +: 134 mmol/l +

K : 5.8 mmol/l Cl -: 96 mmol/l.

患者存在哪种类型的酸碱平衡紊乱？

B √ 部分代偿性代谢性酸中毒 c 部分代偿性呼吸性碱中毒

第一步：该患者存在酸血症。

第二步：他的 HCO3 浓度降低，则说明存在代谢性酸中毒。 第三步：Na - (HCO3 + Cl) = 134 - 114 = 20 mmol/l。 该患者存

在高阴离子间隙代谢性酸中毒。

第四步：他的 pCO2 降低， 这是由于代偿性肺泡高通气导致。 请记住，呼吸性代偿在数分钟到数小时内发生。 其 pH 值偏酸性，说明存在酸血症。 因此，该患者存在部分代偿性高阴离子间隙代谢性酸中毒。

5. 一名30岁男性患者患有持续性癫痫发作，已从静脉输入20mg 安定，并给予

苯妥英静脉滴注。给患者氧气袋面罩吸氧（氧流量为15L/min）的同时进行动脉血气分析，其结果如下：

o o o o o o o o

+

---

a 混合型代谢性酸中毒和呼吸性碱中毒

pH: 7.28

pO 2: 15.0 kPa pCO 2: 8.0 kPa HCO 3 -: 16 mmol/l Na +: 140 mmol/l K +: 4.0 mmol/l Cl -: 98 mmol/l

乳酸浓度：5.0 IU/l。

患者存在哪种类型的酸碱平衡紊乱？

a 代偿性代谢性酸中毒 b 代偿性呼吸性酸中毒

C √ 混合型代谢性酸中毒和呼吸性酸中毒

第一步：该患者存在酸血症。

第二步：患者的 pCO2 较高，从而判断这是呼吸性酸中毒。 患者的HCO 3-浓度较低，则说明存在代谢性酸中毒。

第三步：阴离子间隙=(Na-(Cl+HCO3 )=140-(98+16)=24mmol/l，高于正常值。患者存在高阴离子间隙代谢性酸中毒。

第四步：代偿后的代谢性酸中毒一般具有较低的pCO 2。代偿后的呼吸性酸中毒一般具有较高的 HCO3-浓度。 请记住：

代偿反应的方向和初始的化学变化方向始终一致。

呼吸系统很少将 pCO2 维持在 7.5 kPa 以上，当超过此值时，

提示存在混合型酸碱平衡紊乱。

+

--

由此而言，他存在混合型酸碱平衡紊乱。 该患者存在：

高阴离子间隙代谢性酸中毒，很可能是 A 型乳酸酸中毒，由持续性癫痫发作引起； 过度的肌肉活动可以导致无氧代谢及乳酸酸中毒

呼吸性酸中毒，很可能由于静脉输注安定导致。

6. 一名 45 岁女性患者，既往患有消化性溃疡，因持续性呕吐收入院。该患者

呈现" 脱水貌" 。她的动脉血气结果如下：

o o o o o o o o

pH: 7.5 pO 2:14.0kPa pCO 2:6.1kPa HCO 3-:40mmol/l +

Na :140mmol/l K +:2.7mmol/l

尿素氮：8.3mmol/l 肌酐：135 µmol/l。

患者存在哪种类型的酸碱平衡紊乱？

b 部分代偿性呼吸性酸中毒 C √ 部分代偿性代谢性碱中毒

第一步：该患者存在碱中毒。

a 混合型的呼吸性酸中毒和代谢性碱中毒

第二步：她的HCO 3-浓度升高，则说明存在代谢性碱中毒。

第四步：她的pCO 2轻度升高，说明代偿适度。因为存在碱中毒，说明她存在部分代偿性代谢性碱中毒。

7. 一名 25 岁男性患者，因呼吸困难 5 天来急症科就诊。 胸部 X 射线显示气

胸。 未吸氧时，患者动脉血气结果如下：

pH: 7.43

o pO 2: 10.5 kPa o pCO 2: 3.8 kPa

-o HCO 3 : 19 mmol/l。

o

患者存在哪种类型的酸碱平衡紊乱？

A √ 慢性呼吸性碱中毒 b 代偿性代谢性酸中毒

c 混合型代谢性酸中毒和呼吸性碱中毒

第一步：其 pH 尚属正常，虽然存在轻度的碱中毒。

-第二步：他的 pCO2 和 HCO3 浓度均降低，提示不是代偿性呼吸性碱

中毒，就是代偿性代谢性酸中毒。

第四步：代偿反应的方向和初始的化学变化方向始终一致。 以 5.3 kPa 为基础，pCO 2 每降低 1.3 kPa：

-HCO 3 浓度在慢性酸碱平衡紊乱时会降低 5.0 mmol/l，在急性酸碱平衡紊乱时则降低 2.0 mmol/l

pH 值在慢性酸碱平衡紊乱时升高 0.03，在急性酸碱平衡紊乱

时升高 0.08。

就这例患者而言，其代偿反应符合 pCO2 的变化，与慢性而非急性呼吸性碱中毒相符。 因为 pH 值偏碱性，患者存在碱血症，且患者已呼吸困难 5 天，所有他存在慢性呼吸性碱中毒。 请记住，代谢性代偿需要数天时间。

8. 一名 44 岁男性患者，因克罗恩病 (Crohn's disease) 接受了回肠造口术，

现正在重症护理室接受监护，其动脉血气结果如下：

pH: 7.33

o pO 2: 11.7 kPa o pCO 2: 4.5 kPa

-o HCO 3 : 18 mmol/l

o

o o o o o o

Na +: 135 mmol/l +

K : 3.5 mmol/l Cl -: 110 mmol/l 尿素氮：6.8 mmol/l 肌酐：125 µmol/l 白蛋白：30 g/l。

患者存在哪种类型的酸碱平衡紊乱？

a 阴离子间隙增高型代谢性酸中毒 B √ 正常阴离子间隙代谢性酸中毒

第一步：该患者存在酸血症。

第二步：他的 HCO3 - 浓度降低，则说明存在代谢性酸中毒。 第三步：阴离子间隙等于 Na - (HCO3 + Cl) = 135 - (18 + 110) =

7 mmol/l。

根据白蛋白浓度对阴离子间隙进行纠正：

白蛋白浓度下降了 10 g/l

白蛋白浓度每下降 10 g/l，阴离子间隙降低 2.5 mmol/l 由此而言，纠正后的阴离子间隙为 7 + 2.5 = 9.5 mmol/l。

+

--

此结果正常。因此，患者存在正常阴离子间隙酸中毒，很可能继发于回肠造口术后导致的碳酸氢盐丢失。

9. 呼吸科收入一名 78 岁男性患者，患有重度慢性阻塞性肺疾病合并充血性心

衰。 患者被给予雾化吸入、类固醇激素以及呋塞米静滴治疗。 医生从其既往病历记录中得知，该患者通常存在慢性呼吸性酸中毒。

治疗 3 天后，患者症状好转。 为了解患者出院时的动脉血气情况，呼吸科给予复查动脉血气，结果如下：

pH: 7.4

o pO 2: 8.5 kPa o pCO 2: 7.9 kPa

-o HCO 3 : 44 mmol/l。

o

患者存在哪种类型的酸碱平衡紊乱？

A √ 混合型呼吸性酸中毒和代谢性碱中毒 b 代谢性碱中毒伴适度的呼吸性代偿 c 呼吸性酸中毒伴有适度的代谢性代偿

第一步：患者的 pH 值是正常的。 当 pH 值正常但 pCO2 或 HCO3 浓

度不正常时，您应该考虑混合型酸碱平衡紊乱。

第二步：患者的 pCO2 升高，从而判断这是呼吸性酸中毒。 患者的 HCO3 - 浓度也升高，则说明存在代谢性碱中毒。

第四步：代偿后的呼吸性酸中毒一般具有较高的 HCO3 - 浓度

1. 当为代谢性碱中毒进行呼吸代偿时，呼吸系统很少将 pCO2 维持在 7.5 kPa 以上，如果超过此值，则意味着存在混合型酸碱平衡紊乱。 因此，这不可能是代谢性碱中毒伴适度呼吸代偿 2.pCO 2 高出正常值 2.6 kPa。 已知该患者存在慢性呼吸性酸中毒，因重度慢性阻塞性气道疾病导致。 请记住对于慢性呼吸性酸中毒，pCO 2 在 5.3 kPa 的基础上每升高 1.3 kPa，HCO 3 - 即会增加 3.5 mmol/l，且 pH 值降低 0.03

所以，当存在慢性呼吸性酸中毒时，预期的代偿性改变为：pH 值每降

-低 0.06，HCO 3 升高 7 mmol/l。 （由此可见，这是一例慢性呼吸性酸中毒病例，伴有适度的代谢性代偿，其预期的 pH 应为 7.34，预期的 HCO3 - 应为 32 mmol/l）

请记住，当代偿反应存在，但代偿程度不足或代偿过度，此时应该考虑混合型酸碱平衡紊乱。 经过上述运算后，您可以得知，这例患者存

-在严重的代偿过度。 （HCO 3 浓度等于 44 mmol/l，而非 32 mmol/l） 因此，患者存在混合型酸碱平衡紊乱。该患者存在：

1.继发于重度慢性阻塞性肺疾病的慢性呼吸性酸中毒以及

2. 继发于静滴呋塞米的代谢性碱中毒。

当为代谢性碱中毒进行呼吸代偿时，呼吸系统很少将 pCO2 维持在 7.5 kPa 以上，如果超过此值，则意味着存在混合型酸碱平衡紊乱。 因此，这不可能是代谢性碱中毒伴适度呼吸代偿。

尽管该患者存在慢性呼吸性酸中毒，但相比之下，其代偿反应严重过

-度。 （HCO 3 浓度等于 44 mmol/l，而非 32 mmol/l）。所以，这不可能是呼吸性酸中毒伴适度代谢性代偿。 因此，该患者存在混合型慢性呼吸性酸中毒合并代谢性碱中毒。

-