基本介紹
- 中文名：血氣分布係數
- 外文名：Blood gas distribution coefficient
- 血氣：O2和CO2
- 指標：pH、PO2、PCO2的測定值等
- 測定：血氣分析儀
- 意義：臨床疾病的診斷和治療
研究背景,係數概念,發展歷史,
研究背景
生命的基本特徵是不斷地從環境中攝入營養物、水、無機鹽和氧氣,同時又不斷地排出廢物、呼出二氧化碳。機體需要氧氣,用於體內的氧化過程,並主要用於能量新陳代謝。追溯到上億年前,生物在進化過程中,逐漸地適應了有氧的環境,高等生物在有氧環境下,才能讓其體內代謝物釋放出大量能量,以維持生命活動。有無氧或少氧狀態下,能量釋放不完全,O2被機體利用的過程中,產生了CO2並排出體外,這種消耗O2產生CO2的過程中,均有賴於機體的氣體交換系統,血液在氣體交換中起有重要的作用。
係數概念
一般而言,血氣是指血液中所含的O2和CO2氣體。血氣分布係數是評價病人呼吸、氧化及酸鹼平衡狀態的必要指標。它包括血液的pH、PO2、PCO2的測定值,還包括經計算求得如TCO2、AB、BE、SatO2、ContO2等參數。血氣分析的有關數據對臨床疾病的診斷和治療發揮著重要的作用。血氣分析儀是測定生命生理血氣分布係數的檢測設備,其準確性與實時性是至關重要的。
發展歷史
自五十年代末丹麥的PoulAstrup研製出第一台血氣分析儀四十多年來,血氣分析技術一直在急性呼吸衰竭診療、外科手術、搶救與監護過程中發揮著至關重要的作用。隨著科學技術的迅猛發展,血氣分析儀的各項性能也得到極大的提高。
根據血氣分析的時代特點,大致可將其分為三個發展階段:
五十年代末至六十年代:這一時期血氣分析儀發展和套用起步不久,電子電路及工業自動化,計算機套用水平還很低,需要專人操作,並且需要手動操作,結構笨重,所需樣品量也很大,可測定值較少,有pH、PCO2、PO2。以丹麥Radiometer公司的AME-1型為代表。
七十年代至八十年代:計算機和電子技術的套用導致血氣分析儀進入全自動時代,由於採用了積體電路,儀器結構得到重要改進,重量降至30kg左右。感測器探頭小型化使得所需樣品量降至幾百至幾十微升,工作選單日趨簡單,操作可在提示下進行,可測量和計算的參數也不斷增多。各公司生產的儀器均實現了自動定標、自動進樣、自動清洗、自動檢測儀器故障和電極狀態,並自動報警,電極的使用壽命和穩定性不斷提高,儀器的預熱和測量時間也逐步縮短。
九十年代:九十年代以來,計算機技術進一步滲透到血氣分析領域,先進的界面幫助模式、圖示模式使操作更為直觀,許多廠家把血氣和電解質等分析結合在一起,生產出了血氣電解質分析儀。軟體和硬體的進步使現代血氣分析儀具有超級的數據處理、維護、貯存和專家診斷功能。為滿足日益增長的POCT需要,血氣分析儀正朝著攜帶型、免維護、易操作的方向發展。
血氣分析設備發展至今已有了極大的發展,但從工作原理來說,其工作結構並沒有什麼根本的變化,主要由專門的氣敏電極分別測出O2、CO2和pH三個數據,並推算出一系列參數。血氣分析儀生產廠家的型號很多,自動化程度也不盡相同,但其結構組成基本一致,一般包括電極(pH、PO2、PCO2)、進樣室、CO2空氣混合器、放大器元件、數字運算顯示屏和印表機等部件,進行自動化分析,其所需樣品少,檢測速度快而準確。不同的廠家只是對其工作原理中部分或全部作了更小化或計算機化。當然,這些改進也使其檢測結果更準確、更快捷。操作人員的工作量也有不同程度的減輕。
(1)電極系統
pH測定系統:pH測定系統包括pH測定電極、玻璃電極、參化電極及兩種電極間的液體介質。pH電極是利用電位法原理測量溶液的H+濃度,其電極是一個對H+敏感的玻璃電極,同時必須用另一電位值已知的參比電極配套,通常與甘汞電極保持電接觸。血樣中的H+與玻璃電極膜中的金屬離子進行交換,產生電位差,並與血樣的H+濃度成正比,二者之間存在著對數關係。在電極內部有pH恆定的溶液,與玻璃膜接觸。玻璃電極內部還有Ag/AgCl參比電極,浸在pH恆定液中,電極線連線伏特計,測量血樣[H+]所產生的電位差,即中測pH值,並以數字顯示再列印結果。參比電極里的KCl溶液通過它逸出與標本接觸而形成接觸面。因為KCl濃度很大,所以血標本中離子組成的差異不會改變參比電極上的恆定電位。pH電極要求pH測定範圍在6.8~8.0間,並能讀出小數點以下三位,精密度達0.002pH單位,準確性達到0.09pH單位。pH電極穩定性好,計數不漂移。
PCO2電極:PCO2電極屬於CO2氣敏電極。主要由特殊玻璃電極和Ag/AgCl參比電極及電極緩衝液組成。這種特殊的玻璃電極是對pH敏感的玻璃膜外包圍著一層碳酸氫鈉溶液(NaHCO35mmol/L、NaCl20mmol/L,並以AgCl溶液飽和),溶液的外側再包一層氣體可透膜。此膜是以聚四氟乙烯或矽膠為材料,可選擇性讓電中性能CO2通過,帶電荷的H+及帶負電荷的HCO3-不能通過。CO2則擴散入電極內,與電極里的碳酸氫鈉溶液發生下列變化。使其內的NaHCO3、NaCl溶液的pH值發生改變,產生電位差,由電極套內的pH電極檢測。pH值的改變與PCO2數值呈線性關係(pH/logPCO2),根據這一關係即可測出PCO2值。
