動脈血ガス検査
動脈血ガス検査
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動脈血ガス（ABG）検査、または動脈血ガス分析（ABGA ）は、酸素や二酸化炭素などの動脈ガスの量を測定します。ABG検査では、注射器と細い針を用いて橈骨動脈から少量の血液を採取する必要がありますが、[ 1 ]鼠径部にある大腿動脈など、他の部位から血液を採取する場合もあります。また、動脈カテーテルから血液を採取することもできます。

ABG検査では、動脈血酸素分圧（PaO2）、動脈血二酸化炭素分圧（PaCO2）、そして血液pHを測定します。さらに、動脈血酸素飽和度（SaO2 ）も測定できます。これらの情報は、重篤な疾患や呼吸器疾患の患者のケアにおいて非常に重要です。そのため、ABG検査は集中治療室で患者に対して行われる最も一般的な検査の一つです。他のケアレベルでは、パルスオキシメトリーと経皮的二酸化炭素濃度測定を組み合わせることで、同様の情報を得るためのより侵襲性の低い代替手段となります。

ABG検査は、血液中の重炭酸塩濃度を間接的に測定できます。重炭酸塩濃度は、ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式を用いて算出されます。多くの血液ガス分析装置は、乳酸、ヘモグロビン、いくつかの電解質、オキシヘモグロビン、カルボキシヘモグロビン、メトヘモグロビンの濃度も報告します。ABG検査は主に呼吸器科および救命医療において、肺胞毛細血管膜を介したガス交換を測定するために使用されます。ABG検査は、他の医療分野でも様々な用途があります。疾患の組み合わせは複雑で解釈が困難な場合があるため、計算機、[ 2 ] 、ノモグラム、および経験則[ 3 ]が一般的に使用されています。

ABGサンプルは、もともと分析のためにクリニックから医療検査室に送られていました。新しい機器の登場により、各クリニックの設備に応じて、 POC（ポイントオブケア検査）としても分析が可能になりました。

サンプリングと分析

ベンチトップアナライザー ABL800 FLEX -ラジオメーターメディカル
最新の血液ガス分析装置。pH、pCO 2、pO 2、SatO 2、Na +、K +、Cl − 、 Ca 2+、ヘモグロビン（総ヘモグロビンおよび派生ヘモグロビン：O 2 Hb、MetHb、COHb、HHb、CNHb、SHb）、ヘマトクリット、総ビリルビン、グルコース、乳酸、尿素を測定できます。（Cobas b 221 - Roche Diagnostics）。

血液ガス分析のための動脈血は、通常、呼吸療法士が採取しますが、採血技師、看護師、救急救命士、医師が行う場合もあります。[ 4 ]橈骨動脈から採血されることが多いのは、アクセスが容易で、出血を抑えるために圧迫することができ、血管閉塞のリスクが低いためです。どの橈骨動脈から採血するかは、アレンテストの結果に基づいて選択されます。上腕動脈（または頻度は低いが大​​腿動脈）も、特に緊急時や小児の場合は使用されます。また、これらの動脈のいずれかにすでに留置されている動脈カテーテルから採血することもできます。[ 5 ]

血液ガスサンプルには、プラスチック製とガラス製の注射器が用いられる。[ 6 ]ほとんどの注射器は予め包装されており、凝固を防ぐために 少量のヘパリンが含まれている。その他の注射器は、少量の液体ヘパリンを吸い上げ、再び噴出して気泡を除去することにより、ヘパリン化する必要がある。サンプルを採取したら、[ 7 ]目に見える気泡を除去するように注意する。これらの気泡はサンプル中に溶解し、不正確な結果をもたらす可能性がある。密封した注射器は血液ガス分析装置に送られる。[ 8 ] プラスチック製の血液ガス注射器を使用する場合、サンプルは室温で輸送および保管し、30 分以内に分析しなければならない。分析前に長時間の遅延（つまり、30 分以上）が予想される場合は、サンプルをガラス注射器で採取し、すぐに氷上に置くべきである。[ 9 ]動脈血では、グルコース、乳酸、ヘモグロビン、異常ヘモグロビン、ビリルビン、 電解質の 測定などの標準的な血液検査も行うことができます。

導出パラメータには、重炭酸塩濃度、SaO2、塩基過剰などがある。重炭酸塩濃度は、測定されたpHとPCO2からヘンダーソン・ハッセルバルヒの式を用いて算出される。SaO2は測定されたPO2から導出され、測定されたヘモグロビンはすべて正常ヘモグロビン（酸化ヘモグロビンまたは脱酸化ヘモグロビン）であるという仮定に基づいて計算される。[ 10 ]

計算

最新の血液ガス分析装置の測定室の詳細。測定電極が示されています。（Cobas b 121 - Roche Diagnostics）

分析に使用する機械は、注射器から血液を吸引し、pH値、酸素分圧、二酸化炭素分圧を測定します。また、重炭酸イオン濃度も算出されます。これらの結果は通常5分以内に解釈可能です。

低体温患者の血液ガス管理には、pHスタット法とαスタット法という2つの方法が医学的に用いられてきました。最近の研究では、αスタット法の方が優れていることが示唆されています。

  • pHスタット：pHおよびその他の動脈血ガス測定結果は、患者の実体温で測定されます。目標は、患者の実体温においてpHを7.40に維持し、動脈血二酸化炭素分圧（paCO 2 ）を5.3 kPa（40 mmHg）に維持することです。この目標を達成するには、酸素化装置にCO 2を添加する必要があります。
  • αスタット（アルファスタット）：pHおよびその他の動脈血ガス測定結果は、患者の実際の体温に関わらず、37℃で測定されます。目標は、+37℃で測定した場合に動脈血二酸化炭素分圧を5.3 kPa（40 mmHg）、pHを7.40に維持することです。

pHスタット法とαスタット法はどちらも理論的な欠点を有する。αスタット法は最適な心筋機能を得るための最適な方法である。pHスタット法は、脳における自己調節機能（脳血流と脳内代謝率の連動）の喪失につながる可能性がある。pHスタット法は、代謝必要量を超えて脳血流を増加させることで、脳微小塞栓症や頭蓋内圧亢進症を引き起こす可能性がある。[ 10 ]

ガイドライン

  1. PaCO2が40mmHg以上または40mmHg以下に1mmHg変化すると、pHは反対方向に0.008単位変化します。[ 11 ]
  2. PaCO2は[ HCO− 3] 24 mEq/L未満
  3. [ HCO− 3] が 10 mEq/L の場合、pH は同じ方向に約 0.15 pH 単位変化します。
  4. pCO 2と pHの関係を評価する：pCO 2と pH が逆方向に動いている場合、つまりpH が 7.4 未満のときにpCO 2が上昇し、pH が 7.4 を超えるときに pCO 2が下降する場合は、一次呼吸器疾患である。pCO 2と pH が同じ方向に動いている場合、つまり pH が 7.4 を超えるときに pCO 2が上昇し、pH が 7.4 未満のときに pCO 2 が下降する場合は、一次代謝疾患である。[ 12 ]

パラメータと基準範囲

これらは一般的な基準範囲ですが、さまざまな分析装置や研究室では異なる範囲が使用される場合があります。

分析対象物 範囲 解釈
pH 7.34–7.44 [ 13 ]pHまたは H + は、人が酸性血症 (pH < 7.35、H + >45) であるか、アルカロイド性血症 (pH > 7.45、H + < 35) であるかを示します。
H +35～45 nモル/ L（n M）
動脈血酸素分圧（P a O 2） 10～13 kPa 75～100 mmHg [ 13 ]PaO 2が低い場合、血液の酸素化に異常があることを示しており、低酸素血症と診断されます。（低酸素症とは、動脈血ではなく組織や臓器の酸素不足である虚血のことですが、低PaO 2 は必ずしも低酸素症の指標となるわけではありません。）Pa O 2 が 60 mm Hg 未満の場合は、酸素補給が必要です。
動脈血二酸化炭素分圧（P a CO 2） 4.7～6.0 kPa 35～45 mmHg [ 13 ]二酸化炭素分圧（Pa CO 2 ）は、CO 2の生成と排出の指標です。代謝率が一定であれば、Pa CO 2 は換気による排出によってのみ決まります。[ 14 ] Pa CO 2が高い場合（呼吸性アシドーシス、あるいは高炭酸ガス血症）は換気不足（または、より稀ではあるが、代謝亢進性疾患）を示し、Pa CO 2が低い場合（呼吸性アルカローシス、あるいは低炭酸ガス血症）は過換気または過剰換気を示します。
HCO−322～26 mEq/L HCO​−3イオンは代謝障害（ケトアシドーシスなど）の有無を示します。HCO−3代謝性アシドーシス、高HCO−3代謝性アルカローシスを示します。血液ガス測定結果と併せて示されるこの値は、分析装置によって計算されることが多いため、直接測定された総CO2濃度との相関関係を確認する必要があります（下記参照）。
SBC e21～27 mmol/L 5.33 kPaのCO2 、完全な酸素飽和度、37℃での血液中の重炭酸塩濃度。[ 15 ]
塩基過剰−2～+2mmol/L 塩基過剰は、酸塩基平衡障害における代謝性要素の評価に用いられ、代謝性アシドーシスか代謝性アルカローシスかを示します。重炭酸イオン濃度とは対照的に、塩基過剰はpH変化の呼吸以外の部分を完全に分離することを目的とした計算値です。[ 16 ]

塩基過剰（細胞外液 - BE(ecf)、血液 - BE(b)）には2つの計算方法があります。BE(ecf) = [ HCO−3]− 24.8 + 16.2 × (pH − 7.4)。BE(b)に使用した計算式は、(1 − 0.014 × Hgb ) × ([ HCO−3]− 24.8 + (1.43 × Hgb + 7.7) × (pH − 7.4)。

総CO 2（tCO 2 (P) c） 23～30 mmol/L [ 17 ] 100～132 mg/dL [ 18 ]これはCO 2の総量であり、 HCOの合計です。−3PCO 2は次の式で表されます: tCO 2 = [ HCO−3] + α ×PCO 2、ここでα=0.226 mM/kPa、HCO−3はミリモル濃度（mM）（mmol/L）で表され、PCO 2はkPaで表される。
O 2含有量（C a O 2、C v O 2、C c O 2） 94-100% [ 19 ] (mL O 2 /dL血液) これは血漿中に溶解しヘモグロビンに化学的に結合した酸素の合計であり、計算によって決定されます：C a O 2 = (PaO 2 × 0.003) + (SaO 2 × 1.34 × Hgb)ここでヘモグロビン濃度はg/dLで表されます。[ 20 ]

サンプルが室内空気に汚染されると、二酸化炭素濃度が異常に低下し、酸素濃度が上昇する可能性があり、同時にpHも上昇します。サンプルを冷却せずに分析を遅らせると、細胞呼吸が継続するため、酸素濃度が不正確に低下し、二酸化炭素濃度が上昇する可能性があります。

pH

病態生理学のサンプル値
BMP /電解質:
ナトリウム+ = 140 Cl − = 100 BUN = 20 /グルタミン酸= 150 \
K + = 4 CO2 = 22PCr = 1.0
動脈血ガス：
HCO 3 − = 24 p a CO 2 = 40 p a O 2 = 95 pH = 7.40
肺胞ガス：
p A CO 2 = 36 p A O 2 = 105 Aa g = 10
他の：
カルシウム= 9.5 マグネシウム2+ = 2.0 PO 4 = 1
CK = 55 BE = −0.36 AG = 16
血清浸透圧/腎臓:
PMO = 300 PCO = 295 ポグ= 5 BUN:Cr = 20
尿検査：
UNa + = 80 UCl − = 100 UAG = 5 FENa = 0.95
英国+ = 25 USG = 1.01 UCr = 60 UO = 800
タンパク質/消化管/肝機能検査：
LDH = 100 TP = 7.6 AST = 25 TBIL = 0.7
ALP = 71 高度= 4.0 ALT = 40 BC = 0.5
AST/ALT = 0.6 BU = 0.2
AF alb = 3.0 SAAG = 1.0 ソグ= 60
脳脊髄液:
髄液 alb = 30 髄液グルコース= 60 髄液/血清アルブミン= 7.5 髄液/硫酸グルコース= 0.6

pH の正常範囲は 7.35～7.45 です。pH が低下すると (< 7.35)、アシドーシスを意味し、pH が上昇すると (> 7.45)、アルカローシスを意味します。動脈血ガスに関しては、最も一般的な発生は呼吸性アシドーシスです。二酸化炭素は、弱酸である炭酸として血液に溶解しますが、高濃度では pH に劇的な影響を与える可能性があります。肺換気が不十分な場合は常に、血液中の二酸化炭素レベルが上昇することが予想されます。これにより炭酸が上昇し、pH が低下します。pH の最初の緩衝液は血漿タンパク質です。これは、酸塩基の恒常性を維持しようとするためH +イオンをいくらか受け入れることができるためです。二酸化炭素濃度が上昇し続けると ( Pa CO 2 > 45 mmHg)、呼吸性アシドーシスと呼ばれる状態が発生します。体は恒常性を維持するために呼吸数を増加させます。この状態は頻呼吸と呼ばれます。これにより、肺からより多くの二酸化炭素が体外に排出され、炭酸ガス濃度が低下してpHが上昇します。重篤な状況で挿管されている場合は、機械的に呼吸数を増やす必要があります。

呼吸性アルカローシス（Pa CO 2 < 35 mmHg）は、血液中の二酸化炭素濃度が低すぎる場合に発生します。これは、過換気、あるいは集中治療室における人工呼吸器による過剰な呼吸によって起こる可能性があります。適切な処置は、患者を落ち着かせ、呼吸回数を減らしてpHを正常化することです。呼吸経路は2～4時間でpHの変化を補おうとします。それでも不十分な場合は、代謝経路が働きます。

通常の条件下では、ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式は血液のpHを次のように表す。

pH＝6.1+ログ10⁡（[HCO3−]0.03×P1つの二酸化炭素2）{\displaystyle {\ce {pH}}=6.1+\log _{10}\left({\frac {[{\ce {HCO3^-}}]}{0.03\times Pa{\ce {CO2}}}}\right)}

どこ：

  • 6.1は、通常の体温における炭酸（H 2 CO 3 ）の酸解離定数（p Ka ）である。
  • [ HCO−3]は血液中の重炭酸塩濃度（mEq/L）である。
  • Pa CO 2は動脈血中の二酸化炭素分圧（mmHg）である。

腎臓と肺は、pHの代謝恒常性を担う主要な臓器です。重炭酸塩は、アシデミア（酸性血症）の際、過剰な水素イオンの受容を助ける塩基です。しかし、このメカニズムは呼吸経路よりも遅く、効果を発揮するまでに数時間から3日かかる場合があります。アシデミアでは、重炭酸塩濃度が上昇し、過剰な酸を中和しますが、アルカレミアでは逆のことが起こります。したがって、例えば動脈血ガス検査で重炭酸塩濃度の上昇が示された場合、問題は数日間存在しており、血液中のアシデミアの問題に対する代謝的代償が起こったことになります。

一般的に、急性のpH異常は呼吸を調整することで比較的容易に是正できます。代謝による代償は、ずっと後の段階で起こります。しかし、危機的な状況では、正常pH、高CO2、高重炭酸塩の人の場合、二酸化炭素濃度は高いものの、代謝による代償が起こります。そのため、二酸化炭素濃度を下げるために人工的に呼吸を調整しないように注意する必要があります。このような場合、二酸化炭素濃度を急激に下げると、重炭酸塩が過剰になり、代謝性アルカローシスを引き起こす可能性があります。このような場合は、二酸化炭素濃度をゆっくりと下げていく必要があります。

動脈血と静脈血

経皮的に非侵襲的に酸素飽和度を測定するパルスオキシメトリーの登場以来、ICU外での酸素化の判定に動脈血が用いられることは稀である。酸塩基平衡は静脈血で判定できる ため、ほとんどの場合、動脈血採取に伴う痛みや不便さを回避できる。動脈カテーテルが留置されている場合は、動脈血の採取は容易であり、依然として使用されている。それ以外の場合は、前腕静脈などの末梢静脈から採取した静脈血が一般的に使用される。静脈血のpHとHCO3の値は動脈血と十分近いため、直接比較することができる。静脈血のpCO2は動脈血に比べて信頼性が低いが、場合によっては使用できる。静脈血のPO2レベルは常に動脈血よりも著しく低いため、静脈血PO2として報告、ラベル付け、解釈する必要がある。 [ 21 ]

参照

参考文献

  1. ^コリン・タイディ医師（2015年1月26日）「動脈血ガス - 適応と解釈」。Patient誌。エイドリアン・ボンソール医師によるレビュー。2017年1月2日閲覧。
  2. ^ Baillie K. 「動脈血ガス解析」 prognosis.org. 2013年3月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年7月5日閲覧。- オンライン動脈血ガス分析
  3. ^ Baillie, JK (2008). 「酸塩基平衡障害の生理学的代償を迅速に評価するための、シンプルで覚えやすい『経験則』」 Thorax . 63 ( 3): 289–90 . doi : 10.1136/thx.2007.091223 . PMID 18308967 . 
  4. ^ Aaron SD, Vandemheen KL, Naftel SA, Lewis MJ, Rodger MA (2003). 「動脈穿刺前の局所テトラカイン投与：無作為化プラセボ対照臨床試験」 . Respir. Med . 97 (11): 1195– 1199. doi : 10.1016/S0954-6111(03)00226-9 . PMID 14635973 . 
  5. ^ Hager, Heather H.; Burns, Bracken (2024)、「Artery Cannulation」、StatPearls、Treasure Island (FL): StatPearls Publishing、PMID 29489243 、 2024年6月28日閲覧。 
  6. ^ Wiwanitkit, Viroj (2006年1月). 「酸素分圧測定のための動脈血ガス保存において、ガラス製注射器はプラスチック製よりも優れている：ナノマテリアル組成に基づく説明」 . International Journal of Nanomedicine . 1 (2): 223– 224. doi : 10.2147/nano.2006.1.2.223 . PMC 2426785. PMID 17722540 .  
  7. ^ Potter, Lewis (2014年1月7日). 「動脈血ガス（ABG）検査のやり方 - OSCEガイド」 . Geeky Medics . 2023年2月24日閲覧。
  8. ^ Horn, Klaus; Gruber, Rudolf; Ugele, Bernhard; Küster, Helmut; Rolinski, Boris (2001年10月1日). 「血液ガス分析装置による光度測定による総ビリルビン測定：新生児のポイントオブケア検査への応用可能性」 . Clinical Chemistry . 47 (10): 1845–1847 . doi : 10.1093/clinchem/47.10.1845 . PMID 11568098 . 
  9. ^動脈血検体の採取手順；承認規格第4版（動脈血検体の採取手順；承認規格第4版）臨床検査基準協会、2004年、ISBN 978-1-56238-545-3. 2015年5月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年4月27日閲覧。
  10. ^ a b Kofstad J (1996). 「血液ガスと低体温：理論的および実践的考察」Scand J Clin Lab Invest Suppl . 224 : 21–26 . doi : 10.3109/00365519609088622 . PMID 8865418 . 
  11. ^ストーティング：麻酔の基礎、第5版、321ページ。
  12. ^ 「動脈血ガス（ABG）の4つのステップ」 www.edulanche.com/ . EduLanche . 2016年5月13日閲覧。
  13. ^ a b cテキサス大学サウスウェスタン医療センター（ダラス）の正常範囲表。「Interactive Case Study Companion」の「Pathologic basis of disease（疾患の病理学的根拠）」で使用されています。
  14. ^ Baillie K, Simpson A. 「高度酸素計算機」 . Apex (Altitude Physiology Expeditions). 2017年6月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2006年8月10日閲覧。- オンラインインタラクティブ酸素供給計算機
  15. ^ 「酸塩基平衡（3ページ）」 2002年6月13日。2002年6月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  16. ^ 「RCPAマニュアル：塩基過剰（動脈血）」。
  17. ^ 「ABG（動脈血ガス）」ブルックサイド・アソシエイツ。 2017年1月2日閲覧。
  18. ^モル質量44.010 g/molを用いたモル値から導出
  19. ^ 「血液ガス」 。 2023年4月18日閲覧。
  20. ^ 「ヘモグロビンと酸素輸送 Charles L」www.meddean.luc.edu。
  21. ^ Byrne, Anthony L; Bennett, Michael; Chatterji, Robindro; Symons, Rebecca; Pace, Nathan L; Thomas, Paul S (2014年1月). 「成人における末梢静脈血と動脈血のガス分析：それらは比較可能か？系統的レビューとメタアナリシス」 Respirology. 19 ( 2 ): 168– 175. doi : 10.1111/resp.12225 . ISSN 1323-7799 . 
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