Khí máu động mạch

KHÍ MÁU Chương Acid base 1.2.1 Acid gì? - Thuật ngữ axit có nguồn gốc từ tiếng Latinh acidus có nghĩa chua Các nhà hóa học ban đầu có danh sách đặc tính chung chất mà họ coi axit bazơ [ví dụ: axit có vị chua, chuyển quỳ tím sang màu đỏ, phản ứng với số kim loại tạo khí dễ cháy (hiđro) vv ] Họ đánh giá chất axit bazơ (hoặc khơng phải) cách so sánh đặc tính chất với danh sách đặc tính Thuyết Arrhenius - Phương pháp tiếp cận đại axit-bazơ Arrhenius vào năm 1887 Ông định nghĩa axit chất có khả phân ly dung dịch nước để tạo ion hydro Định nghĩa xác định hầu hết chất coi axit vào thời điểm Bazơ định nghĩa chất phân ly dung dịch nước để tạo ion hydroxit Lý thuyết khơng hồn tồn thỏa đáng số lý Ví dụ, số chất có tính axit khơng chứa hydro số bazơ không chứa ion hydroxit Lý thuyết áp dụng cho dung dịch nước Thuyết Bronsted-Lowry - Sự phát triển thuyết Bronsted-Lowry (1923) cách tiếp cận thường chấp nhận lĩnh vực sinh học y tế Axit định nghĩa chất bỏ ion hydro cho chất khác Điều không yêu cầu dung dịch nước phân ly thành ion định nghĩa Arrhenius Chất nhận H + từ axit gọi bazơ liên hợp Ý tưởng cặp axit-bazơ liên hợp phần quan trọng phương pháp Bronsted-Lowry Độ mạnh axit định Bs Phạm Ngọc Minh _ Khoa Cấp Cứu Bệnh viện đa khoa Xanh Pôn nghĩa theo độ mạnh xu hướng tặng ion hydro vào dung môi (tức nước hệ thống sinh học) Một axit mạnh có xu hướng hiến proton cho nước cao; [H3O +] cao Cách tiếp cận khác: Lewis and Usanovich - Một định nghĩa tổng quát axit bazơ cách tiếp cận Lewis vào năm 1923 Động lực vấn đề chất thể đặc tính axit dung dịch (ví dụ CO2) khơng chứa H + Trong sơ đồ Lewis, thân H + axit - Usanovich (1939) phát triển cách tiếp cận tổng quát lý thuyết axit-bazơ nhằm củng cố cách tiếp cận khác lý thuyết trước 1.2.2 Chúng ta tiếp cận nào? Từ quan điểm y học sinh học, lý thuyết Bronsted-Lowry dễ hiểu bao gồm tất axit bazơ sinh học gặp phải dung dịch nước Đây cách tiếp cận ưa thích (CO2 khơng hồn tồn axit hệ BronstedLowry khơng có ion hydro điều chỉnh cách coi axit cacbonic (H2CO3) axit.) Trên thực tế, hầu hết bác sĩ có kiến thức axit bazơ, phần kết hợp phương pháp Arrhenius (axit: H + dung dịch), phương pháp Bronsted-Lowry (axit = chất cho proton) chí phương pháp Lewis (ví dụ CO2 axit) Mức độ hiểu biết nói chung thỏa đáng cho mục đích lâm sàng Bảng tóm tắt cách tiếp cận khác Bs Phạm Ngọc Minh _ Khoa Cấp Cứu Bệnh viện đa khoa Xanh Pôn 1.3 - Hydrogen Ion 1.3.1 Hydrogen Ion dung dịch Các proton trần (tức H +) không tồn dung dịch Các proton liên kết phản ứng với phân tử nước xung quanh Điều biểu diễn dạng H3O + (ion hydronium) mối quan hệ một-một khơng xác Stewart gợi ý biểu diễn xác {H: (H2O) n} + để minh họa phản ứng tương tác H + với phân tử nước Điều bất tiện sử dụng lâm sàng, tiếp tục nói ion hydro (H +) đơn giản thuận tiện Đây quy ước chấp nhận nhớ H + biểu tượng cho phép ẩn dụ (Stewart) không tồn dạng "H + ẩn dụ" sử dụng rộng rãi quy ước tiếp tục Bs Phạm Ngọc Minh _ Khoa Cấp Cứu Bệnh viện đa khoa Xanh Pôn 1.3.2 Hoạt động Hydrogen Ion Các nhà hóa học nói dung dịch lý tưởng dung dịch có đặc tính hóa lý dự đốn Tuy nhiên, dung dịch thực tế lại không lý tưởng Sự sai lệch so với dung dịch lý tưởng tương tác phân tử dung dịch bao gồm tương tác dung môi-chất tan tương tác chất tan-chất tan Độ lớn tương tác (và độ lệch so với dung dịch lý tưởng) cao với nồng độ hạt chất tan cao dung dịch với ion so với hạt khơng mang điện tích Ý tưởng 'nồng độ hiệu quả' hay 'hoạt động' Lewis đưa để giải vấn đề Hoạt độ “activity” cho biết có hạt dường có mặt dung dịch chênh lệch với số hạt thực có mặt Hoạt độ coi áp dụng hệ số hiệu chỉnh cho nồng độ Hoạt độ liên quan đến nồng độ hệ số hoạt độ: Hệ số hoạt độ chất tan không đổi dung dịch cụ thể giá trị thay đổi đặc tính dung dịch bị thay đổi (ví dụ cách thay đổi nồng độ ion nhiệt độ) Nếu mối quan hệ nồng độ hoạt độ vẽ đồ thị khơng phải tuyến tính Nó phụ thuộc vào loại dung mơi, loại nồng độ chất hòa tan khác có dung dịch Trong dung dịch lý tưởng, hệ số hoạt độ Hệ số hoạt độ đạt đến thống dung dịch khơng lý tưởng ngày trở nên lỗng Bs Phạm Ngọc Minh _ Khoa Cấp Cứu Bệnh viện đa khoa Xanh Pôn Thông thường bàn luận cân acid-bazơ giả định hệ số hoạt độ chất tan sử dụng nồng độ thay cho hoạt độ Điều rõ ràng không lỗi thường nhỏ không liên quan đến lâm sàng Một số kỹ thuật đo lường (chẳng hạn điện cực chọn lọc ion) đo hoạt động số kỹ thuật khác đo nồng độ chất 1.3.3 pH Điện cực thủy tinh cho H + điện cực chọn lọc ion (ISE) sử dụng rộng rãi y học lâm sàng Điện chỗ điện cực tỷ lệ với log hoạt độ ion hydro dung dịch thử nghiệm Thuật ngữ sử dụng pH- định nghĩa là: Thuật ngữ pH (viết xác - p viết thường, viết hoa H) sử dụng lần WM Clark (nhà phát minh điện cực oxy Clark) vào năm 1920 (xem: Từ điển tiếng Anh Oxford thu gọn) Tuy nhiên, khái niệm đưa nhà hóa học Đan Mạch, Soren Peter Sorensen năm 1909 để log âm nồng độ ion hydro; ông sử dụng thuật ngữ PH báo gốc Ơng gọi Wassosystemionenexponent (tiếng Đức có nghĩa số mũ ion hydro hydro tiếng Đức "wassosystem") Có số phiên ý nghĩa 'p' Trong phiên thông thường, p dùng để từ tiếng Đức �potenz� (lũy thừa theo nghĩa số mũ) nên pH có nghĩa 'độ mạnh hydro' Độ mạnh gọi lũy thừa 10 sử dụng làm sở Bs Phạm Ngọc Minh _ Khoa Cấp Cứu Bệnh viện đa khoa Xanh Pôn cho log độ mạnh axit dung dịch Nghiên cứu gần cho thấy chữ 'p' sử dụng kết việc ông tự ý dán nhãn điện cực sử dụng thí nghiệm 'p' 'q', phép đo thu từ điện cực bao gồm chữ p q Lưu ý ký hiệu �p� sử dụng hai ngữ cảnh thảo luận axit-bazơ: p nghĩa � log âm của� pH, pK, pOH p nghĩa � áp suất riêng phần� pCO2 pH coi 'đại diện không thứ nguyên [H +]' (Kellum, 2000) thân khơng phải nồng độ Bởi điều này, pH khơng có đơn vị nào: số Thuật ngữ �đơn vị pH � sử dụng lỏng lẻo cơng cụ để hỗ trợ giải thích số khái niệm Ví dụ, gradient pH tối đa niêm mạc dày đơn vị pH (tức 7,4 trừ 1,4) thể cho gradient nồng độ ion hydro 106 (tức 1.000.000) Ngược lại, gradien ion hydro qua ống góp thận nước tiểu có tính toan(pH 4,5) tạo khoảng đơn vị pH (tức gradien 103) Thuật ngữ �đơn vị pH� coi � thay đổi độ pH� hầu hết ngữ cảnh Thuật ngữ �nồng độ pH � đơn giản sai không sử dụng Về mặt lý thuyết, giá trị pH nằm khoảng từ-vơ đến + vô giới hạn thực tế dung dịch từ -1,2 đến +15 phản ánh [H +] thay đổi từ 15 đến 10-15 mol / lít Axit clohydric đậm đặc nhà hóa học sử dụng có pH -1,1 Giá trị dịch người nằm khoảng từ cực toan (pH 0,87 để tiết HCl vào ống nội bào tế bào thành dày) đến giá trị kiềm mật dịch tụy Phạm vi tham chiếu cho pH động mạch 7,36 đến 7,44 Bs Phạm Ngọc Minh _ Khoa Cấp Cứu Bệnh viện đa khoa Xanh Pôn 1.3.4 Ghi tốt nhất: pH hay [H+] ? Có thảo luận tiếp tục ký hiệu thích hợp để biểu thị tính axit dịch thể: pH [H +] Về mặt thực tế, tốt bạn nên quen thuộc với sử dụng phòng xét nghiệm địa phương bạn Khuyến nghị quan quốc tế có liên quan (IUCC) sử dụng độ pH Ưu điểm pH so với [H +] là: Nó biểu tượng truyền thống sử dụng rộng rãi Nó liên quan đến hoạt động H + (chứ nồng độ) hay cụ thể log hoạt động H + điều mà hệ thống sinh lý dường đáp ứng lại Nó đo điện cực pH (tức hoạt động H +) Phương án thay [H +] khơng hệ số hoạt độ bị bỏ qua H + tự (tức proton trần) khơng phải dạng thực có mặt dung dịch Nhược điểm pH là: - Nó biểu tượng đại diện cho phép biến đổi phi tuyến tính kép [H +] (tức log nghịch đảo) - Rất khó để học hiểu - Nó che giấu độ lớn thay đổi [H +] 1.3.5 Cách đơn giản để chuyển đổi pH [H+] Sự thay đổi [H +] theo hệ số gây thay đổi pH 0,3 - điều cung cấp cho cách đơn giản để xác định cặp giá trị pH- [H +] khác biết pH 7,4 40 nmoles / l Ví dụ: [H +] 80 nmoles / l pH 7,1 - kiểm tra bảng cho thấy giá trị 79, phương pháp đơn giản Bs Phạm Ngọc Minh _ Khoa Cấp Cứu Bệnh viện đa khoa Xanh Pơn xác Mối quan hệ giữ nguyên log 0,3 nên tăng gấp đôi giảm nửa [H +] có nghĩa thay đổi độ pH lên 0,3 lên xuống Điều không cho phép bạn tính nhẩm giá trị pH [H +] cặp quan trọng dễ ghi nhớ là: pH 7,4 40 nM pH 7,0 100 nM pH 7,36 44 nM Bs Phạm Ngọc Minh _ Khoa Cấp Cứu Bệnh viện đa khoa Xanh Pôn pH 7,44 36 nM Hai giá trị cuối phạm vi giá trị pH bình thường, dễ nhớ mối quan hệ [H +] phần thập phân pH (nghĩa phạm vi bình thường từ 7,36 đến 7,44 [H +] 44 đến 36 nM Bây bạn tính độ pH 7,06 có giá trị [H +] 88nm giá trị cao gấp đôi 7,36 (tức 44nM) - v.v 1.4: Đo pH 1.4.1 Phương pháp Điện cực bạch kim khí hydro ban đầu sử dụng để đo [H +] khơng giúp cho phân tích pH lâm sàng Mẫu phải bão hịa hồn tồn khí hydro loại bỏ hết oxy Phương pháp khơng thích hợp để phân tích tự động nhanh mẫu máu Các phương pháp đo pH bao gồm: Các phương pháp đo màu Giấy quỳ sử dụng để định axit bazơ loại giấy kết hợp thuốc nhuộm nhạy với pH thiết kế để đo độ phân cấp độ pH tốt (ví dụ: pH nước tiểu ước tính cách sử dụng thuốc nhuộm thị que nhúng) Tiến phương pháp đo pH máy đo màu sử dụng thuốc nhuộm thị (bao gồm thuốc nhuộm huỳnh quang) dẫn đến phát triển phương pháp đo pH nội mạch xác Paratrend 7+ hệ thống có sẵn thị trường để đo pH động mạch khí máu Điện cực thủy tinh Chúng sử dụng rộng rãi ứng dụng y tế máy khí máu Điện cực ISFET - sử dụng 'Bóng bán dẫn hiệu ứng trường chọn lọc ion' Chúng sử dụng hầu hết công nghiệp phát triển để sử dụng lòng mạch Bs Phạm Ngọc Minh _ Khoa Cấp Cứu Bệnh viện đa khoa Xanh Pôn 1.4.2 Điện cực pH thủy tinh Năm 1906, Cremer phát điện chỗ màng thủy tinh tỷ lệ với chênh lệch pH màng Kerridge vào năm 1925 phát triển điện cực thủy tinh để phân tích mẫu máu MacInnes & Dole vào năm 1929 thử nghiệm với loại thủy tinh khác để tìm loại nhạy cảm Thủy tinh MacInnes-Dole (được gọi thủy tinh Corning 015) bao gồm 72% silicon dioxide, 6% oxit canxi 22% oxit dinatri (Na2O) Điện cực pH bao gồm nửa: điện cực thủy tinh điện cực so sánh (ví dụ điện cực calomel) Bộ phận phát triển điện thủy tinh phụ thuộc vào khác biệt aH + màng thủy tinh Điều cho phép đo pH dung dịch thử cách hiệu pH dung dịch phía bên màng không đổi Các điện khác phát triển điện cực pH (ví dụ điện tiếp giáp chất lỏng, điện không đối xứng & điện khuếch tán) chúng thường không định lượng điện cực cụ thể Sự cố khắc phục cách chuẩn hóa hiệu chỉnh Chuẩn hóa đề cập đến q trình u cầu điện giống đo dung dịch mẫu đo dung dịch hiệu chỉnh Đặc biệt, điện tiếp giáp chất lỏng phải không thay đổi Dung dịch hiệu chỉnh dung dịch đệm chuẩn hóa học có độ pH biết Nhiều thành phần điện cực (ví dụ điện cực calomel) nhạy cảm với nhiệt độ Nhiệt độ phép đo phải kiểm sốt xác: thường 37 ° C 1.4.3 Hiệu chỉnh nhiệt độ Nếu yêu cầu, máy khí máu đại báo giá trị pH cho nhiệt độ thực tế bệnh nhân �giá trị hiệu chỉnh tính tốn tốn học từ độ pH đo 37 ° C máy Sự thay đổi độ pH theo nhiệt độ gần tuyến tính 'làm mát kỵ khí' mẫu máu (tức làm mát hệ thống kín) làm cho độ Bs Phạm Ngọc Minh _ Khoa Cấp Cứu Bệnh viện đa khoa Xanh Pôn ... alpha-stat không điều chỉnh nhiệt độ kết khí máu Khơng có nhiệt độ bệnh nhân phiếu xét nghiệm, tự làm khí máu, nhập nhiệt độ 37 ° C nhiệt độ thực tế bệnh nhân Kết từ máy khí máu sau phải kết đo máy 37... thay đổi thơng khí Việc điều chỉnh mẫu số pCO2 (trong phương trình Henderson-Hasselbalch) cách thay đổi thơng khí tương đối nhanh (vài phút đến vài giờ) Tăng tiết CO2 tăng thơng khí dẫn đến ba... cầu, máy khí máu đại báo giá trị pH cho nhiệt độ thực tế bệnh nhân �giá trị hiệu chỉnh tính tốn tốn học từ độ pH đo 37 ° C máy Sự thay đổi độ pH theo nhiệt độ gần tuyến tính 'làm mát kỵ khí' mẫu