人体动脉血气信号波浪式变化及连续动脉逐搏取血血气分析方法的建立

目的:建立动脉逐搏取血血气分析法,在人体实验中验证呼吸调控核心信号——PaO2,Pa CO2和[H+]a是受呼吸影响的周期性、波浪式变化信号,而不是传统理念上误认的稳定水平信号。方法:选择心功能正常、Allen试验阴性需要监测动脉血流动力学变化的患者6例。在左侧桡动脉穿刺,连接肝素化塑化管(3mm×1 000 mm),注满血液并计数血液注满所需心跳次数。用止血钳将塑化管钳闭成与心跳次数相对应的分段后,迅速置于冰水中,立即进行血气分析。选取每位患者的2个典型波浪式周期,用于分析2对最高-最低和最低-最高共4个测定值,取平均值。对相邻最高和最低值作统计学配对t检验。结果:血液注满塑化管需要16±2次心跳,均覆盖超过2个呼吸周期。每个呼吸周期是5±0.6次心跳。PaO2、PaCO2、[H+]a和SaO2都呈现出明显的波浪式变化(相邻高点与低点比较,P<0.05),PaO2、Pa CO2、[H+]a和SaO2的波浪幅度分别是(11.28±1.13)mm Hg,(1.77±0.89)mm Hg,(1.14±0.35)nmol/L和(0.52±0.44)%;波浪幅度分别是其平均值的(7.7±1.1)%,(5.1±2.5)%,(3.1±1.0)%和(0.5±0.4)%。结论:动脉延长管连续取血,按心跳次数分隔血样,血气分析法简单易行,为验证动脉血气受呼吸影响的周期性波浪式信号提供了可靠证据。本方法为原创,技术操作层面仍需提高熟练程度,增加志愿者和试验样本的数量进一步探索此类信号的临床检测可靠性及其与临床疾病的关系。

新生儿首次呼吸前后脐带动静脉血液氧和二氧化碳变化探索呼吸调控机制的初步报告Ⅰ—血液氧和二氧化碳分压脐带动静脉差值的组间分析

目的:胎儿没有实际上的呼吸,新生儿出生后才开始呼吸,我们假设人的第一次呼吸主要是由于低氧而触发。本研究对流经主动脉体外周化学感受器后的脐带动脉血液氧分压(PuaO_(2))变化规律和下限进行分析以探讨新生儿自主呼吸产生机制。方法:选择签署知情同意书的正常分娩产妇数十例,仅14例新生儿在自主呼吸开始前成功完成脐带动脉或静脉置管。分别进行逐搏取血及顺序血气分析,计算血气指标的平均值、最高值和最低值,统计比较脐带动静脉的异同。结果:在14例新生儿自主呼吸开始前完成采集脐带动脉(Pua)样本9例,脐带静脉(Puv)样本8例。就PO_(2)而言,所有9例PuaO_(2)随时间(心跳次数)呈逐渐降低倾向,直至在自主呼吸产生大约8~10次心跳后Pua挛缩、基本上无法取得足够的血样。PuaO_(2)平均值是(25.94±6.79,18.04~37.51)mmHg,最高值是(29.11±6.46,23.00~45.90)mmHg,最低值是(21.34±5.54,14.00~33.60)mmHg;但PuaCO_(2)变化趋势和规律则不够稳定,PuaCO_(2)平均值是(47.26±7.71)mmHg。PuvO_(2)随时间(心跳次数)虽也呈逐渐降低趋势,但多数还呈现随母亲呼吸节律的规律性交替升降的倾向,特别是母亲吸氧时。所有8例PuvO_(2)平均值是(53.35±21.35,32.56~100.73)mmHg,最高值是(90.38±48.44,43.40~153.00)mmHg,最低值是(36.96±14.90,24.80~73.80)mmHg;PuvCO_(2)平均值是(41.04±6.44)mmHg。虽然有着较大的个体差异,但PuvO_(2)平均值、最高值和最低值均显著较PuaO_(2)高(P<0.05);PuvCO_(2)虽略低于PuaCO_(2),但无显著差异(P>0.05)。结论:胎儿娩出为新生儿后自主呼吸前PuaO_(2)随时间(心跳次数)逐渐降低,在达到触发呼吸的阈值时诱发第一次吸气,从而开始自主呼吸。

新生儿首次呼吸前后脐带动静脉血液氧和二氧化碳变化探索呼吸调控机制的初步报告Ⅱ—同一个新生儿同一时间的脐带动静脉血液氧和二氧化碳分压差值个体化分析

目的:为探讨新生儿自主呼吸产生机制,前文已对新生儿出生后自主呼吸开始前脐带动静脉氧气和二氧化碳差值进行了人群组间分析;而本部分则对相关信息进行个体化分析。方法:在产前经所有胎儿父母签署知情同意书,新生儿出生后还没有呼吸之前在脐带动脉和脐带静脉分别连续逐搏取血,仅有3例同时采集到Pua和Puv血液样本进行血气分析测定,计算分析脐带静脉和脐带动脉的异同和动态变化。结果:虽然准备了数十产妇,但仅有3例同时采集到Pua和Puv血液样本,同一时间的PuvO_(2)显著高于PuaO_(2)(P均<0.01),平均相差(24.17±7.09)mmHg;而PuvCO_(2)显著低于PuaCO_(2)(P均<0.01),平均相差(-7.67±3.70)mmHg。在同一时间的Puv-uaO_(2)显著高于PuvuaCO_(2)(P<0.05)。结论:新生儿出生后自主呼吸前,全部氧气供应由脐带静脉运输,只要胎盘开始剥离则新生儿的PuaO_(2)随时间(心跳次数)逐渐降低,当PuaO_(2)达到触发呼吸阈值(最低值)诱发第一次吸气开始其自主呼吸。

人体动脉血气波浪式变化特点的实验证据—同时间动、静脉血波浪式变化幅度的不同

目的:人动脉血来源是右心系统并在肺脏进行气体交换的静脉血,右心系统的静脉血是否存在波浪式信号目前尚没有证据支持,本研究旨在对比同时间动、静脉血中信号的连续变化特点。方法:选择心功能正常,需要连续监测动脉血流动力学变化的患者6例,4男2女,年龄(59.00±16.64)岁,体质量(71.67±10.37)kg,左心射血分数(LVEF)(61.33±2.16)%。患者签署知情同意书后,选择心功能正常需要监测动、静脉血流动力学变化的患者6例,连续同时桡动脉、颈内静脉逐搏取血,测定PaO_(2)。选取2个典型呼吸周期,用于分析同时段动、静脉血气的波浪式变化。分别比较患者血氧分压最高和最低值,以验证同时段动、静脉血气是否都存在周期性波浪式信号变化。此外,将患者动脉、静脉血气周期性波浪式信号的变化幅度进行统计学t检验分析,比较有无差异。结果:共6例患者,抽取动、静脉血液充满肝素化细长塑化管需要15~16次心跳,即取血需要15~16次心跳,全部覆盖超过2个呼吸周期。所有患者动脉血气中PaO_(2)均呈现明显的波浪式变化(P<0.05),幅度是(9.96±5.18)mmHg,是均值的(8.09±2.43)%。患者静脉血气中PaO_(2)波动幅度并不明显,为(1.63±0.41)mmHg,是均值的(3.91±1.22)%,与动脉血气组相比有明显统计学差异(P<0.05)。结论:采用同时连续逐搏动、静脉取血血气分析法证实,患者自主呼吸时动脉血气有明显的周期性波浪式变化信号,而静脉血气几乎没有周期性波浪式变化信号(很弱),说明动脉血气波浪式信号主要是由于肺通气过程中吸气和呼气期产生肺泡中氧分压规律性上升和下降,通过离开肺毛细血管与肺泡氧气压力平衡的动脉化血液,经过左心室搏血进入动脉血管系统所致。

人体通气状态对动脉血气波浪式幅度的影响

目的:本研究旨在发现不同通气模式下动脉血气的变化特点。方法:选择心功能正常,需要连续监测动脉血流动力学变化的患者6例,4男2女,年龄(59.00±16.64)岁,体质量(71.67±10.37)kg,左心射血分数(LVEF)(61.33±2.16)%。患者签署知情同意书后,分别于正常呼吸、憋气20 s以及高潮气量过度通气状态下连续15~16次心跳桡动脉、颈静脉逐搏取血,测定PO_(2),用于分析三种呼吸状态下动、静脉血气的变化特点。分别比较患者相邻最高和最低值,以验证三种呼吸状态下动、静脉血气是否都存在周期性波浪式信号变化;此外,将患者动、静脉血气周期性波浪式信号的变化幅度进行统计学t检验分析,比较有无差异。结果:共6例ICU住院监护患者,抽取动、静脉血液充满肝素化细长塑化管需要15~16次心跳,即取血需要15~16次心跳,全部覆盖超过2个呼吸周期。患者正常呼吸、憋气20 s以及高潮气量通气状态下动脉血气中PaO_(2)呈现波浪式变化,幅度分别是(9.96±5.18)mmHg,(5.33±1.55)mmHg和(13.13±7.55)mmHg,分别是各自均值的(8.09±2.43)%,(5.29±2.19)%,(10.40±2.68)%,高通气量呼吸模式波浪式变化幅度大于正常呼吸模式(P<0.05),正常呼吸模式波浪式变化幅度大于憋气状态(P<0.05)。正常呼吸、憋气20 s以及高潮气量通气状态下静脉血气中PO_(2)未呈现波浪式变化,幅度分别是(1.63±0.41)mmHg,(1.13±0.41)mmHg和(1.31±0.67)mmHg,分别是各自均值的(3.91±1.22)%,(2.92±1.12)%,(3.33±1.81)%,都显著低于同状态下动脉血气,但组间差异不明显。结论:分别于三种通气状态下采用连续逐搏动脉取血血气分析法证实,患者高通气状态呼吸时动脉血气的周期性波浪式变化信号增强,憋气时波浪式呼吸变化信号变弱,而静脉血氧分压波浪式变化幅度于三种呼吸状态下都不明显。说明肺通气导致肺换气是影响动脉血液波浪式信号幅度的直接决定性因素。