Vyšetření krevních plynů

Vyšetření krevních plynů, je vyšetření které se hojně používá zejména na jednotkách intenzivní péče. Data o tom jaký přínos má pro konečný stav pacienta jsou smíšená a to zejména kvůli tomu že je velmi nadužíváno a často špatně interpretováno. Jako u každého vyšetření bychom si měli nejprve říci proč toto vyšetření indikujeme a z jakého vzorku ho chceme udělat. Na výběr máme arteriální krev, kapilární krev (arterializovanou) a žilní (odběr z centrálního žilního katetru).

Nejčastější indikace

  • stav po orotracheální intubaci, zahájení umělé plicní ventilace, neinvazivní ventilace
  • ARDS, hypoxemické/ hyperkapnické respirační selhání
  • cirkulační šok, srdeční selhání, hypovolemie (hodnocení)
  • management kombinovaných poruch acidobazické rovnováhy

Vyšetření ze vzorku arteriální krve

Vzorek získáváme buď to přímou punkcí nejčastěji a. radialis (lze samozřejmě také z a. femoralis nebo brachialis avšak je zde vyšší riziko vzniku hematomů, ischemie aker…) nebo ze zavedené arteriální linky. Vždy musíme mít na paměti, že je z linky nutno odtáhnout dostatek krve aby nedošlo k naředění vzorku a proplach dané arteriální linky nesmí obsahovat heparin, který jinak zkresluje výsledek vyšetření (snižuje PaCO2, PaO2, HCO3- a base excess zatímco pH zůstává nezměněno)

Při vyšetření krevních plynů je přesně měřeno PaO2, PaCO2 a pH. Tyto parametry jsou měřeny na elektrodách. Ostatní parametry jsou dopočítávány. Lze použít rovněž přídatnou elektrodu (co-oximetr) díky které můžeme získat přesné informace o saturaci hemoglobinu a jednotlivém zastoupení typů hemoglobinu (metHB, carboxyHB…). Koncentrace HCO3- je dopočítávána za využití Henderson- Hasselbalchovi rovnice a base excess je počítán jako množství kyseliny, které by bylo potřeba k dotitrování pH na 7,4 pokud by PaCO2 bylo 40 mmHg a teplota pacienta 37°C.

Vyšetření ze vzorku žilní krve

Pokud uvažujeme o vyšetření žilní krve, vzorek získáváme z centrálního žilního katetru. Vyšetření žilní krve má omezený význam, a proto musíme mít na paměti co vlastně chceme aby nám dané vyšetření objasnilo. Vzhledem k charakteru žilní krve, která je plna metabolitů a buňky již vyčerpali kyslík přenášený hemoglobinem musíme na výsledky také tak nahlížet. Ve vzorku bude nižší PO2 a vyšší PCO2, zároveň bude zvýšený laktát. Důležitým parametrem je potom ScvO2 což je saturace centrální žilní krve, která odráží metabolismus tkání. Důležitým parametrem je také rozdíl mezi PvCO2 a PaCO2, který je citlivým ukazatelem nízkého srdečního výdeje (pokud je tento rozdíl větší jak 6 mmHg dá se mluvit o zdárné resuscitaci při septickém šoku). Ve zkratce tedy lze říci, že žilní krev pro vyšetření odebereme pokud chceme více informací o metabolismu tkání (hodnotíme laktát, PCO2, saturaci centrální žilní krve).

Základní mechanismy nutné znát před hodnocením vyšetření krevních plynů

  1. je nutné odebrat vzorek po ustálení stavu, u pacientů např. s akutní exacerbací CHOPN může, díky tachypnoe, být hodnota PaCO2 nižší a může tak dojít k podcenění ventilační poruchy.
  2. Je nutné pamatovat na to, že heparin zkresluje výsledky vyšetření. Snižuje PaO2, PaCO2, HCO3- a base excess při zachování pH.
  3. Pokud dojde ke zpoždění zpracování vzorku (déle jak 15 minut v pokojové teplotě) dojde k významnému ovlivnění výsledků vlivem metabolismu buněk ve vzorku. Ty produkují CO2 a zpotřebovávají O2. Některé přechází na anaerobní metabolismus a produkují laktát což nakonec vede ke snížení pH. Pokud se vzorek umístí do ledu, je možné zpracování až do dvou hodin.
  4. Pokud je přítomna hyperventilace, tak dochází k ovlivnění výsledků a informace o dlouhodobé nerovnováze nemusí být patrna. Typicky chronická hyperkapnie může být maskována právě normokapnií při hyperventilaci (což nás vrací k bodu jedna).
  5. Leukocytosa snižuje PaO2 a pH a zvyšuje PaCO2. To je rovněž dáno metabolismem buněk. Toto zkreslení může být eliminováno chlazením vzorku.
  6. Hypothermie opět mění hodnoty a to hlavně kvůli tomu, že v některých laboratořích nejprve dojde k ohřátí vzorku na 37°C. Díky tomu dojde k nadhodnocení PaO2 a PaCO2 kvůli změně disociace a podhodnocení pH.

Jak nahlížet na jednotlivé naměřené hodnoty

  • PaCO2 – parciální tlak CO2 v arteriální krvi
    • Tento parametr odráží alveolární ventilaci (objem který se účastní přímo výměny plynů). Pokud je PaCO2 nad 45 mmHg (6 kPa) jedná se o hypoventilaci, pokud je PaCO2 pod 35 mmHg (4,6 kPa) jedná se o hyperventilaci.
    • Typicky je nárůst u pacientů s CHOPN (chornicky) nebo u pacientů s exacerbací asthmatu nebo také CHOPN. Tento parametr je rovněž dobrým ukazatelem adekvátnosti umělé plicní ventilace.
    • Tento parametr zároveň odráží jeden z nejrychlejších systémů co se týče udržení pH. Jak víme pokles PCO2 vede k alkaloze a retence neboli nárůst PCO2 vede k acidoze. Tento stav může být buď primární porucha při hypoventilaci nepř. nebo se může jednat o kompenzační stav např. při metabolické acidoze (typickým příkladem je Kussmaulovo dýchání při ketoacidoze).
  • PaO2 – parciální tlak O2 v arteriální krvi
    • Jedná se o množství rozpuštěného kyslíku v krvi. Toto množství tvoří pouhé 2% z transportní kapacity kyslíku. Avšak i toto množství může být za určitých podmínek pro pacienta velmi důležité. Pro nás je tento parametr důležitý zejména proto, že je ovlivněn několika okolnostmi.
      • PaO2 je ovlivněn saturací centrální žilní krve (čím je nižší tím může být nižší i PaO2.
      • Dále je ovlivněn nepoměrem mezi ventilací a perfuzí plic popřípadě přítomností zkratů. Pokud máme vzorek žilní krve a arteriální můžeme rovněž vypočítat velikost plicního zkratu.
      • V neposlední řadě odráží také oxygenační funkci plic.
    • Z výše uvedeného je zřejmé že je vždy nutno tento parametr hodnotit dle klinického kontextu. Zároveň je důležitý vzít zde v potaz frakci kyslíku, kterou pacient dýchá (FiO2) a věk pacienta, protože s věkem klesá tzv. oxygenační index (PaO2/FiO2).
      • Ve věku 60 let je na vzduchu PaO2 většinou mezi 85 – 90 mmHg a v 80 letech již 80 – 85 mmHg.
  • Rozdíl silných iontů (SID – strong ion difference)
    • pH je v organismu ovlivněno dietou, kdy dieta založená na cukrech produkuje více CO2 a dieta proteinová produkuje více kyselin a amoniaku. Organismus se však stále snaží udržet pH konstantní nezávise na typu diety. Hlavními mechanismy jsou plíce/ventilace (vydýchání CO2) ledviny/exkrece (reabsorpce HCO3- a exkrece kyselin a amoniaku) a systém krevních pufrů. Nový pohled na acidobazickou rovnováhu na ni nahlíží jako na systém elektroneutrality. Což znamená že rozdíl součtu hlavních kationtů a aniontů s laktátem musí být konstantní. Pokud tomu tak není místo v systému zabírají neměřitelné kyseliny.
    • SID = ([Na+] + [K+] + [Ca+] + [Mg+]) – ([Cl-]+ laktát+albumin+[P-]), rozmezí by mělo být mezi 40 – 42 mEq/l
      • pro zjednodušení se používá v praxi zejména zjednodušený model elektroneutrality kdy počítáme pouze rozdíl sodíku a chloru, který by měl být 40 +/- 0,3 mEq/l
    • Narozdíl od anion gapu zde bereme v potaz rovněž laktát.
    • Vzhledem k tomu že je nutné hodnotit také ionty, je potřeby mít k dispozici vždy k hodnocení vyšetření krevních plynů rovněž biochemické vyšetření.
  • Anion Gap
    • Anion gap vychází z teorie, že rozdíl běžně měřených kationtů a aniontů muís být 0.
    • Anion gap vychází z rovnice AG= ([Na+]+[K+])-([HCO3-]+[Cl-]), Kalium se často nezapočítává pro jeho nízkou koncetraci v krvi. Referenční hodnoty pro AG se pohybují 10 +/- 2 mEq/l
    • Vzhledem k tomu, že tato rovnice nebere v úvahu množství albuminu často se uvádí AGcorr (korigovaný) na množtsví albuminu. Tuto úpravu stanovíme dle Figgeho rovnice. Stanovíme tzv. Albumin Gap = 40 – aktuální hladina albuminu (fyziologicky 40 g/l).
      • AGcorr = AG + (albumin Gap/4)
      • Úprava na množství albuminu je důležitá, protože pokles hladina albuminu snižuje anion gap -> má alkalizující efekt.

Jak hodnotit vyšetření krevních plynů

Základním parametrem je pH. Fyziologické pH je 7,4 +/0,04. Nižší pH pak nazýváme acidemie a vyšší pH alkalemie. Dalšími parametry které hodnotíme je pCO2 a HCO3-. Snažíme se rozhodnout zdali se jedná o respirační poruchu (vysoké/nízké pCO2) či metabolickou (vysoký nebo nízký HCO3-). Typickým příkladem je respirační alkaloza s pH vyšším jak 7,45 s nízkým pCO2 a nízkým HCO3-. Zde je respirační složka primárním problémem a nízké HCO3- je pouze kompenzačním mechanismem jelikož snížení HCO3- vede k posunu pH směrem k acidoze. Zároveň je potřeba znát klinickou situaci a vše zasadit do širšího kontextu. Zde by se např. mohlo jednat o hyperventilaci při stresu. Organismus se tedy snaží udržet rovnováhu. Z toho ale také vyplývá, že většina stavů bude na interpretaci obtížnější vzhledem ke kompenzačním mechanismům. Je důležité poté rozhodnout zdali jde o kompenzaci izolované poruchy ABR nebo o kombinovanou poruchu.

  • pH 7,4 +/ 0,04 -> acidemie/alkalemie
  • pCO2 40 mmHg -> fyziologické rozmezí 35 – 45 mmHg -> respirační acidoza/alkaloza
  • HCO3- 24 g/l -> fyziologické rozmezí 22 – 26 g/l -> metabolická acidoza/ alkaloza

Výše zmíněný postup je základní úvahou a často v klinické praxi postačí. Nicméně jsou situace kde je potřeba využít dalších znalostí a to zejména pravidla principu elektroneutrality a Bostonského pravidla.

  •  Bostonské pravidlo nám pomůže určit zdali se jedná o metabolickou poruchu s kompenzací respirační komponentou. Pro tento odhad byla odvozena empiricky rovnice pCO2 = HCO3act/5 + 1    +/- 0,3
    • Pokud je odhadované pCO2 shodné s pCO2 naměřeným můžeme říci, že se jedná o metabolickou poruchu kompenzovanou respirační složkou
    • Pokud je však pCO2 mimo referenční hodnoty odhadovaného pCO2, můžeme říci, že se jedná o kombinovanou poruchu ABR (metabolickou a superponovanou respirační)
  • Princip elektroneutrality je nový pohled na acidobazickou rovnováhu, který nám říká že součet všech aniontů se musí rovnat součtu všech kationtů. Zjednodušeně uvažujeme tedy jako hlavní kationt Na+ a aniont Cl-. Po jejich odečtení vzniká tzv. rozdíl silných iontů, který je 40 mmol/l. Pokud je rozdíl jiný můžeme predikovat změny v HCO3- při nezměněném albuminu a fosfátech.
    • Z toho vyplývá že pokud rozdíl [Na+] – [Cl-]<35 je přítomno v systému méně HCO3- a ted je přítomna acidoza. Tuto situaci označujeme jako snížený SID (Strong ion difference). Analogicky zvýšený SID indikuje zvýšený prostor pro HCO3- a tedy alkalozu.
    • Vzhledem k tomu, že část negativního náboje nese také albumin, je jasné že při změnách množství albuminu se bude také měnit pH (množství HCO3-).

Snímek obrazovky 2020-04-05 v 7.48.26

Graf převzat z https://www.prolekare.cz/casopisy/vnitrni-lekarstvi/2019-6-2/diagnostika-akutnich-poruch-acidobazicke-rovnovahy-113421/download?hl=cs

  • Určení přítomnosti silné kyseliny, která je neměřitelná je dalším krokem k určení poruchy ABR. Silné kyseliny budou zaujímat místo na úkor právě HCO3- a Cl-. Určení je obtížnější pokud je přítomna hypoalbuminémie. 

Podrobný článek i s příklady jak hodnotit poruchy ABR zde.