冠状动脉旁路移植手术后动脉和中心静脉血气的一致性及相关性*

李小莉, 梁丽明, 洪化芳

中南大学湘雅医学院附属海口医院 1心胸外二科, 2麻醉科(海南海口 570208)

冠状动脉旁路移植手术(coronary artery bypass grafting，CABG)是公认的治疗冠状动脉心脏疾病的最有效方法，其能显著改善心肌的血供，缓解患者心绞痛，减少冠心病死亡的风险[1]。动脉血气分析是评估氧分压(PO2)、二氧化碳分压(PCO2)、碳酸氢盐(HCO3)和pH的有效方法，在CABG术后需应用呼吸机辅助呼吸，在使用呼吸机时应及时根据经皮血氧饱和度监测和血气分析结果，及时调整呼吸机使用方式，动脉血气分析的指标能为CABG患者术后提供灌注状态评估的参考，并为医生提供复苏以及适时停止辅助呼吸提供参考[2]。但对患者进行动脉采集血液样本进行的分析的过程是有创，也对CABG患者术后增加了痛苦，并且可能导致血栓形成、栓塞，血肿，动脉瘤，远端肢体缺血和感染等并发症的发生[3]。中心静脉血气(central venous blood gas, CVBG)分析是一种估计全身PCO2和pH的潜在替代方法之一[4]。在重症监护环境中，由于大多数需要频繁血气监测，在置入中心静脉导管的患者中，可以方便安全地采集静脉血进行实验室检测，无需重复静脉穿刺。如果中心静脉血液样本也可以用于评估血气分析，并能对传统的动脉血气分析进行替代，这将有助于减少医生的工作量，也减少了潜在并发症发生的风险。最近的研究[5]表明，在一些特殊生理条件下动脉和静脉的pH值之间没有显著差异，表明了中心静脉血液与动脉血液样本进行pH分析，显示了动脉和静脉HCO3水平之间存在显著的相关性[6]。此外，中心静脉二氧化碳分压(PvCO2)可作为诊断动脉高碳酸血症的筛查方法[7]。但既往的这些研究由于其样本量较小，因此对于中心静脉血气分析能否替代传统的动脉血气分析，目前仍需要进一步深入研究。本研究旨在探讨在CABG术后患者中动脉血气分析和中心静脉血气的一致性及相关性，为中心静脉血气检测在CABG等相关手术的应用提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2015年1月至2017年12月于我院行CABG术患者共100例作为研究对象, 纳入标准：(1)符合拟行CABG术的[8]诊断标准；(2)年龄于30～70岁；(3)获得患者及家属知情同意。排除标准：(1)合并肾脏、肝脏或呼吸系统衰竭的患者；(2)术中或术后需进行心肺复苏的患者；(3)出现术后体温过低(<36℃)或体温过高(>38℃)；(4)术后血流动力学不稳定；(5)长期吸烟史的患者。本研究获得医院伦理委员会审核并批准。100例患者中男57例，女43例，平均年龄(62.3±8.7)岁，其中合并高血压87例(87.0%)，合并2型糖尿病38例(38.0%),合并脑卒中12例(12.0%)。

1.2 处理方法和检测指标 在患者接受CABG手术后，常规留置桡动脉留置针和中心静脉留置管，因此，对行CABG患者通过桡动脉留置针和中心静脉留置管分别采集动脉和中心静脉血标本。常规使用呼吸机辅助通气12 h，拔管后给予每分钟4～6 L的的鼻腔吸氧，拔管后4 h，分别从每例患者的动脉和中心静脉导管中抽取2 mL动脉和2 mL静脉血样本，使用电子温度计测量并记录患者的体温情况。将血样保持在含肝素覆盖的抗凝管，放置入冰上，并立即将样本转移到医院的实验室。

采用血气分析仪(NovaBiomedical，Waltham，美国)分析动脉和中心静脉的血气指标。为减少检测误差，血气分析仪每天均进行进行标准化以防止计算错误，记录动脉和中心静脉样本中的血气分析指标，包括pH值、PCO2、HCO3、血氧分压(PO2)、血氧饱和度(SO2)、碱剩余(BE)；动脉血气分析指标的正常为：pH=7.35～7.45; PCO2：35～45 mmHg; HCO3：21～28 mmol/L; PO2：83～108 mmHg; SO2：95%～98%；BE：-2～3 mmol/L。

2 结果

2.1 两种样本检测的血气指标结果对比 动脉血样本和静脉血样本的pH值和BE指标水平对比差异无统计学意义(P>0.05)，而动脉血中的PCO2和HCO3显著低于中心静脉血样本，PO2、SO2显著高于中心静脉血样本，差异有统计学意义(P<0.001)，见表1。

项目pHPCO2(mmHg)HCO3(mmol/L)PO2(mmol/L)SO2(mmHg)BE(mmol/L)动脉7.39±0.5340.69±3.7823.08±1.0788.06±6.6796.60±2.030.15±2.33中心静脉7.37±0.4945.83±3.8124.01±1.1346.62±3.2874.57±3.090.39±2.04t值0.2779.5775.97655.75259.5860.775P值0.782<0.001<0.001<0.001<0.0010.439

2.2 两种方法血气指标的一致性分析 Bland-Altman分析显示，动脉和中心静脉血气指标中，pH值和BE具有高度的一致性，HCO3和PCO2具有中等的一致性，而PO2和SO2的一致性低，两种样本的一致性相关系数和Bland-Altman图分别见表2和图1。

表2 两种方法血气指标的一致性分析结果(n=100)

2.3 两种方法血气指标的相关性分析 动脉血气和中心静脉血气指标的pH值(r=0.819,P<0.001)、PCO2(r=0.772,P<0.001)、HCO3(r=0.674,P<0.001)、PO2(r=0.273,P=0.006)、SO2(r=0.239,P=0.017)和BE(r=0.776,P<0.001)水平均呈显著正相关，见图2。

3 讨论

目前血气分析多采用动脉血标本进行对机体氧供情况进行评估，虽然动脉血气能直接反映机体的氧供情况，但既往研究[11]表明，采用动脉穿刺进行血气分析对血管损伤更大，容易形成血栓，甚至导致血肿形成或血管闭塞等并发症。特别对于CABG手术，其术后需要良好的抗凝，采用动脉穿刺会增加血肿形成的风险[12]。本研究目的是评价CABG患者术后通过动脉和中心静脉抽取血液样本进行血气分析指标的相关性和一致性。本研究结果显示动脉血与中心静脉血的pH值、PCO2、HCO3和BE具有高度相关性和良好的一致性，表明对CABG手术患者术后进行血气分析，通过中心静脉采血可作为评估机体pH值、PCO2、HCO3和BE指标的潜在替代方法。

既往研究[13]表明，ICU患者的动脉和静脉血血气分析指标中，静脉PO2不能替代患者的动脉的PO2水平，由于不同病情患者之间的肺部功能差异较大，导致其机体的氧合和氧耗水平差异较大。但对于在他们动脉和中心静脉血之间一致性的Bland-Altman分析中，发现动脉和静脉血的pH与HCO3之间有很好的一致性,且表明了单变量线性回归方程可以很好地预测动脉pH值。本研究结果也显示，中心静脉血和动脉血的PO2值之间相关性较低，一致性较差，与既往研究相接近。Rudkin等[14]在对346例创伤患者进行的研究中发现，其建立的回归模型能够通过静脉血气分析预测72%的动脉pH值，认为在需要急性重症监护的患者中该预测能力仍需要进一步提高才能准确地评估患者的病情。

A：pH值；B：PCO2；C：HCO3；D：PO2；E：SO2；F：BE

本研究的对象是接受CABG手术的患者，且研究的样本是在术后撤呼吸机后期间获得的，既往研究[15]的样本是在麻醉诱导后2 h以及手术过程中获得的，在呼吸机及麻醉的状态下可能造成血气变量的波动。同时，对于外周血和中心静脉血液样本的血气指标结果也存在差异。既往研究[16]显示，发现动脉血气指标与中心静脉血液样本的血气指标，特别是pH值和HCO3具有更优的一致性和相关性。既往的荟萃分析[17]也显示了静脉的pH值和HCO3是动脉血气分析的良好替代指标。

在本研究中，除了pH值和HCO3，动脉和中心静脉的PCO2和BE之间的一致性也具有显著性，且具有高度相关性。然而，既往有国外的研究[18]结果显示，心脏手术患者动脉和静脉PCO2之间的相关性较弱，但该指标具体的检测时间是在患者进行手术期间，而本研究评估患者血气指标的变化和相关性是在术后经呼吸机辅助呼吸12 h，且在拔管后4 h得到。BE也是反映患者机体的酸碱平衡的指标，因此，综合本研究的指标情况，显示了中心静脉血液样本进行血气分析其在评估患者CABG术后能良好地反映患者的酸碱平衡状态。

综上所述，CABG术后患者的动脉和中心静脉血气分析中，pH值、PCO2、HCO3和BE具有高度相关性和良好的一致性，因此中心静脉血气分析可作为评估机体pH值、PCO2、HCO3和BE指标的潜在替代方法。

图2 动脉和中心静脉样本血气指标相关性分析散点图