Норма газы капиллярной крови
Преаналитический этап
Кислотно-щелочное состояние организма
Кислотно-щелочное равновесие организма (кислотно-щелочной баланс, кислотно-щелочное состояние, КЩС) – это соотношение концентраций ионов водорода Н+ и гидроксильных групп ОН в биологических жидкостях организма.
Жизнедеятельность организма связана с процессами тканевого дыхания: организму необходимо поступление достаточного количества кислорода и выведение избытка углекислого газа, образующегося в результате многочисленных реакций метаболизма. КЩС – непрерывный процесс образования и выделения кислот, которые в условиях ненарушенного обмена выделяются во внешнюю среду: СО2 – легкими, тяжелые кислоты – почками.
Избыточное накопление кислот приводит к ацидозу, избыточное выделение кислот ведет к алкалозу – опасным для жизни состояниям, требующим быстрой точной диагностики и быстрого целенаправленного лечения.
Изменение показателей КЩС свидетельствует о нарушениях газового обмена и метаболических процессов. Оценивая КЩС, можно судить о тяжести развивающейся патологии, динамике состояния пациента и об адекватности терапии.
Клиническая лабораторная диагностика кислотно-щелочного состояния
Анализ КЩС относится к категории экспресс – диагностики, выполняется в отделениях, где находятся больные в критическом состоянии (реанимация, операционные блоки). В этих условиях анализ КЩС должен быть проведен срочно, от его результатов зависят процедуры, определяющие жизнь или гибель пациента. Общее время выдачи результатов анализа КЩС по ряду показателей не должно превышать 5-15 мин.
Современные анализаторы успешно справляются с задачей максимально быстрого получения точных результатов исследования газов крови, электролитов, параметров оксиметрии, метаболитов. Но даже самое современное лабораторное оборудование, с высокой степенью точности анализирующее образец в измерительном канале, является заложником качества этого образца, которое, в свою очередь, определяется на преаналитическом этапе. Выбор типа образца и метода его взятия, правильность хранения оказывают решающее влияние на результаты анализов.
Параметры КЩС можно определять в цельной крови любого типа – артериальной, капиллярной, венозной.
Артериальная кровь – рекомендованный тип образца для анализа газов и электролитов крови: она насыщена кислородом, её газовый состав и метаболические параметры наиболее стабильны.
Венозная кровь содержит продукты тканевого метаболизма; ее газовый состав менее постоянен, зависит от периферического кровотока и не обеспечивает «репрезентативности» в отношении целого организма. Венозные значения рО2 (парциальное давление кислорода) и sO2 (насыщение кислородом) не дают необходимой диагностической информации о транспорте и поглощении кислорода.
Капиллярная кровь – смешанная, в капиллярах происходит интенсивный обмен веществ, поэтому получить достоверную информацию о КЩС в данный момент времени очень сложно. Значения pO2 и sO2 могут быть недостоверны, так как кислородный статус капиллярной крови отличается от кислородного статуса артериальной крови. Капиллярная кровь может быть альтернативным выбором пробы для анализа КЩС, если взять кровь из артерии затруднительно.
Минимальный объем крови, необходимый для анализа газов и электролитов крови – 200 мкл, при отборе пробы шприцом или капилляром.
Промежуток времени между отбором пробы и выполнением исследования газов и электролитов крови должен быть минимальным. Цельная кровь – живая ткань, активный метаболизм продолжается и в уже взятой пробе. Лейкоциты, тромбоциты, ретикулоциты потребляют кислород и глюкозу, выделяют CO2 и H+; эритроциты выделяют лактат и H+ (анаэробный гликолиз). Если пробу нет возможности исследовать в течение 5 минут с момента сбора, ее необходимо быстро охладить до +4°C на ледяной бане. В таких условиях в образце замедляются процессы метаболизма и, соответственно, сохраняются значения параметров КЩС на момент ее сбора. Проба в течение 60 минут остается пригодной для исследования. Однако хранение на ледяной бане повышает риск гемолиза и не может применяться для пластиковых шприцов, поскольку повышает проницаемость пластика для газов.
Процесс свертывания крови начинается сразу же после взятия пробы: микроскопические сгустки образуются уже через 15 секунд и могут привести к неоднородности пробы и получению неверных результатов измерений некоторых параметров (pCO2, pH, Hb). Сгустки могут нарушить работу прибора и также привести к неправильным результатам, без какого-либо указания на их ошибочность, что может отразиться на лечении больного. Также может произойти полная закупорка системы, при которой проведение дальнейших измерений невозможно до устранения неисправности.
Гепарин – единственный антикоагулянт, рекомендуемый для проведения анализа КЩС. Однако важно помнить, что обычный гепарин из-за эффекта связывания вызывает отклонение результатов измерения электролитов, особенно ионизированного кальция. Обычные виды гепарина (литиевый и натриевый) имеют свободные отрицательные зоны, с которыми соединяются положительные ионы плазмы Са++, К+ и Na+. Связанные с гепарином ионы не могут быть выявлены ионоселективными электродами, и прибор выдает результат ниже, чем в действительности. Для анализа газов крови следует использовать сбалансированный гепарин, который содержит электролиты в количествах, идентичных нормальной плазме, что значительно уменьшает связывание электролитов и повышает точность результатов.
Сбалансированный по электролитам гепарин обеспечивает минимальное воздействие не только на результаты анализа, но и на электроды анализаторов, продлевая их срок службы.
Использование цитрата или EDTA в качестве антикоагулянта не рекомендуется, так как они являются кислотами, и могут искусственно занижать pH пробы.
Газообмен с окружающим воздухом должен быть исключен, во избежание изменений газового состава и искажения результатов исследования. Попадание пузырька воздуха в пробу способно вызвать значительное изменение её газового состава: в зависимости от размеров и времени хранения пробы до анализа, результаты определения О2 и СО2 могут быть искажены на 10–25 % .
Гемолиз в пробе способен сильно исказить результаты анализа некоторых параметров КЩС (K+, Ca++, pCO2, BE, CO-Hb). Например, при гемолизе только 1% эритроцитов уровень калия плазмы увеличится на 0,7 ммоль/л (при Hct=45%) из-за высокой концентрации калия внутри клеток. Притом, что норма содержания калия в крови, например, новорожденных, составляет 3,7 – 5,9 ммоль/л. Особую опасность ошибки диагноза представляют пробы частично гемолизированные, так как обнаружить небольшой гемолиз в цельной крови очень трудно.
Основной причиной появления гемолиза служат нарушения процедуры взятия крови: прокалывание сосуда насквозь, повреждение окружающих тканей, неполное испарение спирта на коже, избыточно активная аспирация и т. д. К гемолизу ведет и длительное охлаждение пробы крови (на ледяной бане). Снизить влияние указанных факторов и предотвратить гемолиз помогает использование специальных систем для артериальной крови, тщательное соблюдение правил ее взятия и минимизация времени хранения пробы перед анализом (по возможности без охлаждения).
Системы для взятия артериальной крови должны обеспечивать высокую стабильность образца. При этом следует учитывать тяжелое состояние пациента и использовать щадящие методы, которые не доставят ему дополнительных страданий.
1) Обычные шприцы, предварительно ополаскиваются раствором гепарина.
В стеклянный шприц с помощью отдельной иглы набирают раствор гепарина (1). При этом внутренние стенки шприца смачиваются гепарином при оттягивании поршня. Затем иглу заменяют и выпускают раствор гепарина вверх (2). Такая процедура требует дополнительного времени в тот момент, когда результат необходим уже через 5-15 минут.
Жидкий гепарин (Na гепарин) легко смешивается с кровью, но могут возникнуть ошибки, обусловленные нестандартностью процедуры промывки и различной «остаточной» дозой гепарина в промытом шприце: непрогнозируемое разведение пробы и разброс результатов, изменение уровней ионов натрия и кальция. В ходе такой подготовки пробы параметры взятой крови могут сильно измениться. Также существует опасность гемолиза в пробе, что характерно для системы шприц/игла.
2) Специальные шприцы, гепаринизированные в заводских условиях.
На внутренние стенки шприца с помощью сухого напыления наносится гепаринат лития, сбалансированный по кальцию (Li гепарин+). Это исключает ошибки разведения, связанные с жидким гепарином, позволяет сохранять стабильность показателей газов, pH, Na+, K+, Ca++, Hb, Hct и глюкозы, а также минимизирует количество ручных манипуляций и сокращает время получения результата.
Шприцы для взятия артериальной крови имеют объем 1, 2 или 3 мл и должны быть заполнены до определенной отметки (более половины объема) для достижения оптимальной концентрации антикоагулянта в образце. После сбора образца требуется тщательно перемешать кровь с антикоагулянтом: 5 раз перевернуть шприц и 5 секунд аккуратно вращать шприц между ладонями.
Заполнение шприцов артериальной кровью
Самозаполнением (самотеком): поршень шприца заранее устанавливается на нужный объем, и после введения иглы в артерию, заполнение шприца происходит самопроизвольно – под давлением крови;
! контакт крови с воздухом при заполнении шприца
Аспирацией: после пункции артерии поршень шприца медленно оттягивается до нужной метки, и шприц при этом заполняется кровью.
! движение поршня – риск гемолиза повышен
3) Капилляр – устройство для взятия капиллярной крови.
Капилляры изнутри равномерно покрыты сбалансированным гепарином; образец не подвергается действию поршня при аспирации или сильному давлению крови при самозаполнении. Однако следует помнить, что капиллярная кровь не дает достоверную информацию о КЩС в данный момент времени. Поэтому капилляры используются для анализа КЩС только в случае, если взять кровь из артерии затруднительно.
Вакуумные системы для взятия крови не могут применяться для анализа КЩС, так как отрицательное давление изменяет pO2 и pCO2.
Таким образом, лучший образец для анализа КЩС – артериальную кровь – можно получить только с помощью шприца. Но ряд негативных особенностей системы шприц/игла снижает стабильность образца и точность анализа КЩС.
4) Артериальный пробозаборник –
устройство для взятия артериальной крови в капилляр.
В нем объединены все положительные качества гепаринизированных артериальных шприцов и капилляров, но при этом не возникают классические проблемы использования системы шприц/игла. По сути, это стеклянный капилляр, помещенный в защитный пластиковый корпус, к которому присоединена игла для прокола артерии и взятия артериальной крови.
Быстрая одношаговая процедура автоматического заполнения кровью с минимальным артериальным давлением обеспечивает стабильность образца в соответствии с самыми строгими стандартами. Артериальный пробозаборник минимизирует болевые ощущения пациента и может использоваться для анализа КЩС в отделениях реанимации и интенсивной терапии, при обследовании пожилых пациентов и новорожденных.
Артериальный пробозаборник – идеальное устройство для взятия артериальной крови.
На рынке медицинского лабораторного оборудования артериальные пробозаборники представляет компания «OPTI Medical Systems Inc.» (США).
Артериальный пробозаборник OPTI ComfortSampler
Повышенная стабильность образца
• Изогнутый канал капилляра замедляет движение крови, капилляр заполняется с минимальным артериальным давлением; минимизирован риск гемолиза в пробе
• Минимизирован контакт образца с воздухом, газовый состав крови в образце не изменяется, результаты определения О2 и СО2 не искажаются
• Сухой напыленный гепарин лития, сбалансированный кальцием, в качестве антикоагулянта
• Исключены ошибки анализа, связанные с разбавлением образца жидким гепарином; точное определение электролитов (ионизированный кальций и др.)
• Объем образца крови – не более 240 мкл
• При поступлении в капилляр кровь изолируется от теплоотдачи тела и моментально охлаждается (малый объем), в образце замедляются метаболические процессы
• Не требуется охлаждение на льду, если образец будет исследован в течение 30 минут с момента сбора
Исключительная безопасность
• Стеклянный капилляр помещен в защитный пластиковый корпус, что исключает возможность травмирования от разбитого стекла
Наглядность
• Прозрачная конструкция позволяет легко определить момент прокола артерии и контролировать уровень заполнения капилляра
Совместимость
• Артериальный пробозаборник можно использовать с любым анализатором газов крови, который совместим с капиллярами
• С артериальным пробозаборником используют тонкие иглы с коротким срезом, это позволяет снизить болевые ощущения и появления гематом в месте пункции, что является наиболее важным критерием для пациента
Артериальный пробозаборник можно рекомендовать для использования в отделениях реанимации и интенсивной терапии, а также при обследовании пожилых пациентов и детей.
Артериальный пробозаборник OPTI ComfortSampler зарегистрирован РУ № ФЗС 2010/06428, с неограниченным сроком действия. Среди представленных на российском рынке устройств для взятия артериальной крови отсутствуют аналоги зарубежных и отечественных производителей.
Артериальный пробозаборник OPTI ComfortSampler
обеспечивает превосходную стабильность образца,
минимизирует потенциальные ошибки анализа КЩС,
идеально подходит для обследования пациентов в критическом состоянии,
пожилых пациентов для детей.
Литература
1. Procedures for the collection of arterial blood specimens; Approved Standard – Fourth Edition. NCCLS – CLSI Document H11-A4, Vol.24, No. 28 (2004);
2. Обеспечение качества сбора первичных биологических образцов для лабораторных исследований при оказании экстренной и неотложной помощи. Методические рекомендации. – Москва, 2016. – 26 с.
3. Approved IFCC recommendations on whole blood sampling, transport and storage for simultaneous determination of pH, blood gases and electrolytes / Burnett RW, Covington AK, Fogh-Andersen N, et al. Eur J Clin Chem Clin Biochem. 1995 Apr; 33(4):247-53.
4. Пробы: от пациента до лаборатории / Гудер В.Г., Нарайанан С., Виссер Г., Цавта Б. /пер. с англ. В.В.Меньшикова. GIT VERLAG 2001, Russian Version by Becton Dickinson & Co. (2003). -105 с.
5. Горн М.М., Хейтц У.И., Сверинген П.Л. Водно-электролитный и кислотно-основной баланс. Пер. с англ. -М.-СПб.: “Издательство БИНОМ” – “Невский Диалект”, 1999. -320 с.
6. Современные технологии преаналитического этапа исследования газов и электролитов крови. А. Ж. Гильманов, д. м. н., проф. Баш
Вернуться
Анализ крови на газовый состав занимает довольно важное место в медицине, поскольку с его помощью можно выявить, насколько организм насыщен воздухом. А это в свою очередь дает возможность определить эффективность терапии, а также диагностировать у человека первичную форму гипервентиляции и дыхательную недостаточность.
Что собой представляет из себя данный анализ?
Если объяснять особенности анализа газов артериальной крови понятным языком, то можно отметить, что это исследование показывает, насколько хорошо легкие транспортируют кислород в кровь.
Во время прохождения крови по легким происходит ее насыщение кислородом. После этого кровь транспортирует кислород по всему организму. Параллельно с этим, с помощью легких из крови происходит удаление углекислого газа. Забор крови выполняется именно из артерии по той причине, что артериальная кровь еще не успевает передать кислород другим тканям, в результате появляется возможность реально оценить соотношение этих газов в организме.
Таким образом, благодаря анализу крови на газы можно узнать о ее кислотности, о степени содержания кислорода и углекислого газа. Исходя из полученных данных можно сделать вывод о работе легких, а именно, о том, как они доставляют кислород в организм.
Кровь, проходя через легкие, насыщается кислородом. Затем она разносится по всему телу ко всем органам. При этом кровь очищается от углекислого газа легкими. Важно брать анализ до того, как кровь очистится, поэтому ее берут из артерии. Это позволяет измерить реальную концентрацию примесей газов в крови.
Измеряемые показатели
Сдача анализа газов крови позволяет изучить такие показатели:
- Парциальное давление кислорода. Это значение отвечает за то, насколько легко происходит транспортировка кислорода из легочных тканей в кровь.
- Парциальное давление углекислого газа. Позволяет изучить то, насколько легко углекислый газ выводится из крови.
- Кислотность. Уровень кислотности показывает количество ионов водорода в крови.
- Бикарбонат. Это вещество, которое способствует поддержанию необходимого уровня кислотности в крови.
Показания
Сдать анализ газов крови требуется в следующих случаях:
- присутствует необходимость выявить патологии дыхания и болезни легких;
- для контроля над протеканием терапии легочных заболеваний;
- чтобы выявить необходимость в дополнительном кислороде (механический способ вентиляции легких);
- для измерения кислотно-щелочного баланса у людей, страдающих сердечной или почечной недостаточностью, сахарным диабетом, бессонницей, тяжелыми инфекциями.
Особенности проведения анализа
Анализ газов артериальной крови не требует специальной подготовки, единственное, что необходимо сделать, это сообщить доктору об употребляемых лекарственных препаратах и наличии различного рода аллергических реакциях.
Перед взятием крови из артерии изначально проводится оценка состояния кровотока. Для этого прижимают артерию и анализируют степень побледнения дистальной области тела. Если кровоток слабый, то для забора крови используются другие кровеносные сосуды. Чаще всего забор крови осуществляется из руки.
После того как будет взят образец крови объемом в 2 мл, на 5-10 минут выполняется прижимание места прокола. В обязательном порядке требуется учитывать присутствующее в артериальном русле высокое давление.
Осложнения
Поскольку забор биоматериала на анализ газов крови выполняется из артерии, то может развиваться ряд осложнений:
- гематома на месте укола;
- головокружение и чувство тошноты непосредственно во время забора биоматериала;
- кровотечение;
- изредка иголкой можно повредить нервное окончание.
Факторы, искажающие результаты
При сдаче анализа газов крови существует ряд факторов, которые могут вызвать искажение итоговых результатов:
- повышенные или пониженные температурные показатели тела;
- малокровие или эритроцитоз – эти патологии ухудшают качество кислорода, который переносится совместно с кровью;
- непосредственно перед сдачей биоматериала присутствовал контакт с табаком.
Показатели кислотно-щелочного баланса
Анализ состава газов в крови включает в себя изучение кислотно-щелочного баланса, норма которого варьируется в зависимости от возраста:
- взрослые – 7,35-7,45;
- дети – 7,31-7,47.
В результате делается вывод, что если значение кислотно-щелочного баланса менее 7,35, то в организме содержится чрезмерное количество углекислого газа. Показатель, составляющий более 7,45, свидетельствует о превышенном содержании щелочи.
Исследование состояния кислородного давления
Норма кислородного давления также отличается в зависимости от возраста:
- взрослые – 4,7-6;
- дети – 4,3-8,1.
При сдаче анализа газов крови этот показатель может находиться в пределах нормы либо быть сниженным. В последнем случае диагностируется формирование гипоксии, что сопровождается повышением или снижением количества углекислоты.
Показатель давления углекислоты
Норма такого показателя, как давление углекислоты тоже полностью зависит от возраста. В обоих случаях давление находится в диапазоне от 35 до 45 мм.
Если исследованный показатель составляет менее 35 мм, то это указывает на нарушение гипервентиляции. В организме присутствует дефицит углекислого газа. При показателе более 45 мм диагностируют избыточное количество углекислоты, что влечет за собой снижение частоты сердечных сокращений и развитие у пациента чувства тревоги.
Показатель бикарбоната
В зависимости от возраста пациента выделяют следующие нормальные показатели содержания бикарбоната:
- взрослые – 22-28;
- дети – 15-25.
Если значение ниже нормы, то это может быть признаком развития почечных патологий, обезвоживания или метаболической формы ацидоза. Превышение нормы часто развивается при чрезмерном употреблении стероидов, гипервентиляции и метаболической форме алкалоза.
Ацидоз и алкалоз
Если говорить понятным языком, анализ газов крови определяет, в достаточном ли количестве организм получает кислород. Также следует разобраться и с тем, что собой являют ацидоз и алкалоз. Эти патологии входят в число состояний, которые сигнализируют организму о полном истощении его защитных функций, как правило, это связано со сбоями в кислотно-щелочном балансе.
При этом ацидоз бывает нескольких видов:
- Дыхательный ацидоз – это патология, которая характеризуется снижением кислотно-щелочного баланса и повышением давления углекислоты. Развитие патологического состояния происходит из-за уменьшения объема дыхания. Подобное состояние может развиваться на фоне пневмонии, обострения бронхиальной астмы или болезней бронхов обструктивного типа. С помощью анализа газов крови ставиться диагноз о наличии или отсутствии дыхательной недостаточности.
- Метаболический ацидоз – развивается из-за снижения количества бикарбонатов и увеличения количества выделяемой кислоты. Такое состояние может развиваться на фоне почечной недостаточности или сахарного диабета.
Алкалоз – это состояние, которое характеризуется увеличением кислотности крови в результате накопления щелочных элементов.
Выделяют несколько видов такого состояния:
- Компенсированный тип. Наблюдается нарушение кислотно-щелочного баланса, при котором кислотность находится в норме, и присутствуют только незначительные сдвиги в буферных системах.
- Некомпенсированный тип. Показатели кислотности выходят за пределы нормы, это чаще всего вызвано чрезмерным содержанием оснований и малым количеством физиологических и физико-химических механизмов регуляции кислотно-щелочного баланса.
При сдаче анализа крови на газы требуется соблюдать такие же правила подготовки, как и при сдаче общего анализа крови. За несколько дней до обследования из рациона следует исключить жирную, жареную, соленую и острую пищу.
Как правило, расшифровку результатов исследования пациент получает по прошествии нескольких дней, максимум недели. С результатами больной отправляется к доктору и уже под его руководством приступает к лечению.