第二节气体交换功能监测

肺内气体交换是呼吸功能的根本所在。肺内气体交换，不仅有赖于肺泡各部位通气与血流比率的均衡，还有赖于良好的氧合作用和氧交换效率。

一、氧合作用指标监测

1．动脉血氧分压（PaO2）的监测　是指溶解在动脉血浆内的氧所产生的张力。它不仅反映了血浆中物理溶解的氧量，而且影响血氧饱和度，因而影响与血红蛋白结合的氧量。所以，PaO2是决定氧运输量的重要因素。

健康人在海平面呼吸空气时，PaO2的正常值为10．6～13．3kPa（80～100mmHg）。当在海平面呼吸空气时，PaO2低于正常值就提示缺氧，但一般只有当PaO2＜8．0kPa（60mmHg）时，临床才可诊断低氧血症。临床上根据PaO2数值将缺氧分为轻、中、重度。8．0～10．5kPa（60～79mmHg）为轻度低氧血症；5．3～7．8kPa（40～59mmHg）为中度低氧血症；低于5．3kPa（40mmHg）为重度低氧血症。但随着年龄的增大，PaO2有所下降，60岁以上者，每增长1岁，正常PaO2的低限则降低0．13kPa（1mmHg）。测定PaO2需要采取动脉血样通过血气分析获得。

一般认为，PaO2是评价肺功能的重要参数，当吸入氧浓度不变时，PaO2升高常表示肺的氧合功能已有改善。但是，在危重患者中，循环和代谢方面的改变也可影响PaO2。如ARDS患者在降温治疗时可降低氧耗量，结果PaO2升高，肺功能并无明显改善。在PEEP治疗时，PaO2可升高，但也可能使心排血量降低，结果使氧输送量下降和组织缺氧。呼吸、循环、代谢方面的因素以及血红蛋白的数量和质量都可影响PaO2。

2．动脉血氧饱和度（SaO2）的监测　SaO2是指动脉血液中血红蛋白在一定氧分压和氧结合的百分比，即氧合血红蛋白占血红蛋白的百分比。如果以公式表示即为：SaO2＝氧合血红蛋白／血红蛋白×100%，其正常值为95%～97%。SaO2仅仅表示血液内氧与血红蛋白结合的比例，虽然多数情况下也作为缺氧和低氧血症的客观指标，但与PaO2不同的是它在某些情况下并不能完全反映机体缺氧的情况，尤其是当合并贫血或血红蛋白减低时，此时虽然SaO2正常，但可能存在一定程度的缺氧。

血氧饱和度与血氧分压及血红蛋白离解曲线有直接关系。血红蛋白离解曲线呈“S”型（图15－3），有如下特点。

（1）曲线上段：相当于PaO28．0～13．3kPa（60～100mmHg）时，PaO2下降较大，但SaO2的下降却较小，例如当PaO2从13．3kPa（100mmHg）下降到10．6kPa（80mmHg）时，SaO2仅减少2%（从97．5%降到95．5%）。这一特点使高原地区者PaO2下降时并不明显降低血液携带氧的能力；也可使轻度呼吸功能不全的患者在PaO2不低于8．0kPa（60mmHg）时，SaO2仍能维持在90%以上，较好地供应人体对氧的需要；同时也意味着PaO2大于13．3kPa（100mmHg）时，对增加SaO2极为有限，仅能增加物理性的血氧溶解含量。

图15－3　氧合血红蛋白解离曲线

（2）曲线下段：相当于PaO21．3～5．3kPa（10～40mmHg）时坡度陡直，意味着PaO2略有降低，SaO2即有明显下降，有利于向组织细胞供氧；另一方面，在低水平PaO2时，稍增加吸氧量时即可使SaO2明显增加。

（3）影响氧离曲线的因素：pH值越低或PaCO2越高，也就是氧离曲线右移；否则相反，也就是氧离曲线左移。此外，温度升高或2，3－二磷酸甘油酸（2，3－DPG）增加，均能使氧离曲线右移，相反则左移。

3．混合静脉血氧分压（PVO2）及静脉血氧饱和度（SVO2）的监测　PVO2与SVO2是了解肺气体交换及周围循环灌注水平的一项综合指标。在组织中，由于毛细血管静脉端血液氧分压与组织的氧分压达到了平衡，因此监测这些组织的静脉血的氧分压和氧饱和度便能够反映该组织的氧合情况。基于以上认识，临床上把测量静脉血氧饱和度作为组织氧合监测的方法。目前最常使用的是抽取来自肺动脉或右心房的静脉血作为测试标本，由于这是全身静脉回流的血液，因此，能总体反映全身组织氧合情况。SV O2正常值约为75%。

混合静脉血氧仪检测的价值优于SaO2，因为SVO2值正好落在氧离曲线的陡峭部。在这一区域SVO2与PVO2的关系几乎呈直线相关关系，当PVO2每增减0．13kPa（1mmHg）就伴随着SVO2的2%的改变。因此SVO2是更有利于监测危重患者氧合及心肺功能状态的重要指标（表15－1）。

表15－1　一些与SVO2改变有关的临床情况

由于SVO2为全身静脉血汇集后的平均值，故可受组织器官灌注情况和氧耗变动的影响，使其不能敏感地反映局部组织的氧合状况。如脓毒症等一些以全身炎症反应为基础的病症，尽管有外周组织缺氧的其他表现，SVO2却往往在正常范围。其原因可能为局部静脉分流增加或由于败血症的细胞毒作用导致氧提取和氧耗减少。因此，可以认为SVO2下降提示机体肯定存在绝对或相对缺氧，而SVO2正常却不能排除这种可能。

二、氧交换效率的监测

1．动脉血氧分压／吸氧浓度（PaO2／FiO2）的监测　PaO2／FiO2是反映氧合作用及气体交换效率的最简化指标，可用于快速估计患者的气体交换状态是否需使用其他指标做进一步的监测。健康人随着吸入氧浓度（FiO2）的增加，PaO2相应上升，PaO2／FiO2正常为53．3～66．7kPa（400～500mmHg）。肺通气／血流比例失调、弥散功能障碍及动静脉血分流均可使PaO2／FiO2比值下降。如急性呼吸衰竭时其比值可小于40kPa（300mmHg），当比值小于20kPa（150mmHg）时提示患者气体交换及氧合作用极差，为气管插管及机械通气指征。

2．动脉－肺泡氧气分压（PaO2／PAO2）的监测　PaO2／PAO2是另一项床旁监测的简化指标，其对气体交换效率和氧合作用的估计较PaO2／FiO2更为准确。PAO2计算公式为：PAO2＝PiO2－PaCO2／R，其中吸入气氧分压（PiO2）＝FiO2×（PB－47），呼吸商（R）＝0．8，PB为大气压。PaO2／PAO2的正常值为0．93。当气体交换及氧合作用障碍时，此值明显降低。

3．肺内分流（Qs／Qt）的监测　肺内分流指心排血量中不经过肺毛细血管而直接进入体循环中的血流，Qs／Qt是判断肺内分流最准确的指标，可反映肺内通气与血流灌注比例是否正常。其计算公式为：

Qs／Qt＝（CcO2－CaO2）／（CcO2－CvO2）（15－1）

其中CcO2为毛细血管氧含量，CcO2＝ScO2（Hb×1．34）＋（PcO2×0．0031）。ScO2为毛细血管血氧饱和度，可用动脉血氧饱和度SaO2代替，PcO2为毛细血管血氧分压，可用PAO2代替。CaO2为动脉血氧含量，CvO2为混合静脉血氧含量。Qs／Qt的精确值需要通过肺动脉导管取混合静脉血来测定，亦可经光导混合静脉血氧饱和度仪连续动态观察。

Qs／Qt正常值为3%～5%。分流增加可见于以下情况：①先天性心脏病，左至右分流；②肺不张与肺萎缩；③肺部感染；④肺水肿；⑤ARDS。

4．肺泡气动脉血氧分压差（PA－aO2）的监测　PA－aO2是一项换气功能的指标，无法直接从血气分析的结果中测得，一般可在血气分析的基础上，依公式计算得出，即PA－aO2＝PAO2－PaO2。其正常值为15～30mmHg，但可受年龄因素的影响。正常人随年龄的增加而加大，青年人为0．7～2．0kPa（5～15mmHg）；在老年人可达3．7kPa（28mmHg）。如果PA－aO2＞4．0kPa（30mmHg），提示有静脉血掺杂，即存在静－动脉分流。每2．1kPa（16mmHg）的PA－aO2大约相当于1%的静－动脉分流。

PA－aO2测定的主要临床价值在于有助于对低氧血症产生原因的分析，如有弥散障碍、通气与血流灌注比例失调时，除PaO2下降外，PA－aO2可增高，而通气不足的病人虽PaO2下降，但PA－aO2正常。

三、呼吸功能综合判断

虽然气体交换功能监测中各个指标的正常与否都代表了不同的临床意义，但为了对呼吸功能有全面、系统、规范的评价，还需要将多个指标进行综合判断（表15－2）。

表15－2　肺功能障碍的综合分级