第四章　小儿呼吸系统疾病的实验诊断学

自微型氧电极和CO ₂电极问世以来，用动脉血或毛细血管血来测定其气体张力，已成为临床反映肺功能的一种较为普通的手段。肺的一项主要功能是气体的交换，血液的气体分析则直接显示了气体交换的现状，因此它对呼吸系统疾病的监护、肺功能的评定，极为有用。患儿可直接从桡动脉、股动脉取血，也可从浅颞动脉采集血标本。但已有很多实验证明：在周围循环良好、四肢暖和、血流通畅的情况下，毛细血管的血液标本与直接从动脉采得的血标本，其气体分析结果基本一致，这种方法对患儿，尤其是婴幼儿更为有利。局部热敷后（38℃），毛细血管扩张，即所谓的“动脉化血”，更为临床上所常用。在收集血标本时要避免与空气接触，避免血液被肝素所稀释。血气体分析主要包括血液中氧分压（PaO ₂）及二氧化碳分压（PaCO ₂）的测定两项。肺功能还直接与血pH有关。现按此三项，分别叙述于下。

组织需要分子氧来维持其正常代谢。人类在海平面高度的吸入气、肺泡气、动脉和组织的PaO ₂逐渐下降，其数值分别为21.3、13.3、12、5.3kPa（160、100、90及40mmHg），由此可见动脉氧分压和肺泡氧分压差为1.3kPa（10mmHg）。

氧在血液中以与血红蛋白（Hb）化学结合氧和物理性溶解氧两种状态存在。这两部分O ₂的量则主要决定于血液的PaO ₂。以物理状态存在的溶解O ₂仅占血气中的一小部分（1.5%，化学结合的占98.5%），在PaO ₂为13.3kPa（100mmHg）时，每100ml血仅含溶解O ₂0.3ml，而在同样的PaO ₂下血红蛋白几乎全部得以氧化。

血浆内溶解的氧，透过红细胞的膜扩散并溶解到细胞质内，与血红素以化学形式结合，形成氧合血红蛋白（HbO ₂）。每克血红素可结合1.36ml氧气。人血红素以14g计算，每100ml血液的血红蛋白可结合氧气（1.36ml/g×14g）19ml左右。因为人的血红蛋白并非都是14g，在动脉血氧分压为100mmHg的条件下约有97%左右的血红蛋白与氧结合，所以正常人的结合氧约为18.2ml。

反映血液氧分压与血氧饱和度[血氧饱和度（SO ₂）是指红细胞的血红素结合氧的量与血红素全部与氧结合后所结合的氧量之间的百分比，可由下列公式算出：氧饱和度（SO ₂）＝血氧含量/血氧容量×100%]关系的曲线称“氧离解曲线”，以氧分压为横坐标，以血红素的血氧饱和度为纵坐标。一般说来，动脉血氧分压（PaO ₂）越高，血红蛋白的氧结合的百分率也越高，胎儿的血氧离解曲线左移，说明在同一PaO ₂下，胎儿血较成人血能结合更多的O ₂。此外体温、pH及血CO ₂分压也影响氧离解曲线的形态，当pH升高，CO ₂张力下降时，曲线左移即血红蛋白结合更多的氧气，反之则向右移即血红蛋白能释放更多的O ₂。

在海平线高度，正常PaO ₂在86～107mmHg，平均为96mmHg。PaO ₂的测定在儿科中十分重要，若PaO ₂小于20mmHg可引起脑部损害，甚至死亡；PaO ₂大于100mmHg，在未成熟儿可引起晶体后纤维变性而致盲。此外，由于氧离解曲线的特点，当PaO ₂在50mmHg以上时，血液氧饱和良好，若再增加PaO ₂并不能以临床情况如皮肤颜色来判断其充氧情况，只有测定PaO ₂才能得到正确信息，这在对未成熟儿的监护时尤为重要。

未成熟儿的正常PaO ₂可低于85mmHg，相反，换气过度（PaCO ₂上升）的患儿，虽然PaO ₂大于85mmHg，也可能是不正常的，因此在评价PaO ₂时，要注意年龄及换气情况。PaO ₂的降低，一般都是由与呼吸有关的各种因素引起的，换气不足、气体转运不足或换气-灌注不平衡等。PaO ₂的降低还可作为肺部有轻度病变但肺功能常规试验及X线检查正常时的客观指标，这类患儿应重点随访。

PaO ₂还常作为呼吸衰竭的实验室诊断指标，多数以PaO ₂低于55mmHg（接近静脉PO ₂）作为分界值。从氧离解曲线看，此值正处于曲线从坡度小的上段转向坡度大的中段，也即若低于此值时，曲线的代偿能力明显下降，PaO ₂进一步下降，血红蛋白的氧结合百分率急速减少，组织缺氧也就更严重。

O ₂和CO ₂都以物理溶解和化学结合两种形式存在于血液中，血液中物理溶解的CO ₂约占CO ₂总运输量的5%，化学结合的占95%。化学结合的形式主要是碳酸氢盐和氨基甲酰血红蛋白，碳酸氢盐形式占CO ₂总运输量的88%，氨基甲酰血红蛋白形式占7%。这部分主要受呼吸的影响，PCO ₂则是直接测定这部分CO ₂所产生的压力。因此PCO ₂与血液中溶解CO ₂的浓度成正比。

动脉CO ₂分压（PaCO ₂）直接反映肺泡的通气状态，从公式：PaCO ₂＝K×VCO ₂/VA（K，常数；VCO ₂，产生的CO ₂；VA，肺泡的换气），可知在其特定的代谢水平上（VCO ₂），PaCO ₂与VA成反比关系，即肺泡换气越多，PaCO ₂越下降，若肺泡换气不通畅，则PaCO ₂上升。不同年龄大小、休息或运动状态，各类哺乳动物均能使机体保持PaCO ₂接近于40mmHg，这主要是通过调节无效腔大小、潮气量及呼吸次数来完成。无效腔较小的幼儿可依靠较小的潮气量及较快的呼吸来协调，可能是因轻度缺氧之故。出生后1周内的新生儿，其PaCO ₂常约为35mmHg，在此时期内若PaCO ₂为40mmHg已属不正常。

PaCO ₂大于40mmHg代表肺泡换气不足，排除了患儿在采取血标本时屏气者外，提示肺泡气体交换受阻，可因肺内病变、呼吸肌无力、气道阻塞或呼吸中枢等病变引起，其中尤以急、慢性肺部疾病引起者为多见。

PaCO ₂降低，小于35mmHg，代表肺泡换气过度（血液因空气渗入者除外），除患儿因焦虑、害怕等生理原因所致换气过度外，可因肺部疾病（哮喘、气胸、肺充血、肺炎等）通过反射，从而刺激了呼吸中枢所致。机械呼吸应用不当，可使PaCO ₂降低或上升，因此PaCO ₂的测定为呼吸道监护的重要指标。

呼吸衰竭也可根据PaO ₂值来判断。在海平大气压下，于静息条件下呼吸室内空气，并排除心内解剖分流和原发于心排血量降低等情况后，动脉血氧分压（PaO ₂）低于60mmHg，或伴有二氧化碳分压（PaCO ₂）高于50mmHg，即为呼吸衰竭。

酸碱平衡对许多酶系统极为重要，体内正常的pH为7.3～7.45。pH的定义为氢离子浓度的负对数，即pH＝-log（H ⁺）。体内主要依靠呼吸及肾脏来保持此值的恒定。因此血pH的测定，也反映呼吸系统的功能。若pH小于7.35，PaCO ₂大于50mmHg，则称“呼吸性酸中毒”（失代偿）；若PaCO ₂增高而pH正常，则为“代偿性呼吸性酸中毒”；pH大于7.45，PaCO ₂小于35mmHg则称“呼吸性碱中毒”（失代偿）；若pH正常，而PaCO ₂减少后则为“代偿性呼吸性碱中毒”。酸碱失衡的判断，还需要与临床症状相结合。