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、注射器と細い針を使用し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]鼠径部の大腿動脈または他の部位が使用されることもあります。血液は動脈カテーテルから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)、および血液 pHの血液ガス圧値を測定します。さらに、動脈血酸素飽和度(SaO2) も測定できます。このような情報は、重篤な病気や呼吸器疾患の患者を治療する際に不可欠です。そのため、ABG 検査は集中治療室の患者に対して行われる最も一般的な検査の 1 つです。他のレベルの治療では、パルスオキシメトリーと経皮二酸化炭素測定が、同様の情報を得るためのより侵襲性の低い代替方法です。^{[引用が必要]}

ABG 検査では、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使用して計算されます。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で、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、他の医療分野でもさまざまな用途があります。疾患の組み合わせは複雑で解釈が難しい場合があるため、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研究所に送られていました。新しい機器では、各クリニックで利用できる機器に応じて、 ポイントオブケア検査としても分析を行うことができます。

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、時には採血技師、看護師、救急救命士、医師が採取することもあります。^[4]橈骨動脈から採血されることが多いのは、橈骨動脈はアクセスしやすく、圧迫して出血を抑えることができ、血管閉塞のリスクが少ないためです。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。特に緊急時や小児の場合は、上腕動脈（または頻度は低いが大​​腿動脈）も使用されます。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 少量のヘパリンが封入されている。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。気泡はサンプルに溶解して不正確な結果をもたらす可能性がある。密封した注射器を血液ガス分析装置に渡す。^[8] プラスチック製の血液ガス注射器を使用する場合は、サンプルを室温で輸送および保管し、30 分以内に分析する必要がある。分析前に長時間の遅延（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、すぐに氷上に置く必要がある。^{[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。^[要出典]

導出されるパラメータには、重炭酸塩濃度、SaO2、塩基過剰などがある。重炭酸塩濃度は、ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式を用いて測定されたpHとPCO2から計算される。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がすべて正常（オキシまたはデオキシ）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]

分析に使用する機械は、注射器から血液を吸引し、pHと酸素および二酸化炭素の分圧を測定します。重炭酸塩濃度も計算されます。これらの結果は通常 5 分以内に解釈できます。^{[引用が必要]}

医学では、低体温患者の血液ガス管理にpH スタット法とアルファ スタット法という 2 つの方法が使用されています。最近の研究では、アルファ スタット法の方が優れていることが示唆されています。^{[引用が必要]}

• pH スタット: pH およびその他の ABG 結果は、患者の実際の体温で測定されます。目標は、患者の実際の体温で 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}追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 ABG 結果は、患者の実際の体温に関わらず、37 °C で測定されます。目標は、+37 °C で測定したときに、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-stat法とα-stat法はどちらも理論的な欠点がある。α-stat法は最適な心筋機能のための選択法である。pH-stat法は脳の自己調節（脳血流と脳の代謝率の連動）の喪失につながる可能性がある。代謝必要量を超えて脳血流を増加させることにより、pH-stat法は脳微小塞栓症や頭蓋内圧亢進を引き起こす可能性がある。^[10]

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単位変化する。 ^[11]
2. PaCO ₂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 が反対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}が下がる場合は、主要な呼吸器疾患です。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}下がる場合は、主要な代謝障害です。^[12]

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。

サンプルが室内空気で汚染されると、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。分析を遅らせると (サンプルを冷却せずに)、細胞呼吸が継続するため、酸素濃度が不正確に低下し、二酸化炭素濃度が高くなる可能性があります。

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。動脈血ガスの場合、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の上昇が予想されます。これにより炭酸が上昇し、pH が低下します。pH の最初の緩衝剤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、頻呼吸と呼ばれる状態において、呼吸数を増やすことで恒常性を維持しようとします。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、炭酸ガスが減って pH が上昇します。人が危機的な状況にあり、挿管されている場合は、機械的に呼吸回数を増やす必要があります。^[要出典]

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が少なすぎる場合に発生します。これは、過換気または重篤な治療環境での人工呼吸器による過度の呼吸が原因である可能性があります。取るべき処置は、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 の変化を補正しようとします。これで十分でない場合は、代謝経路が行われます。^{[引用が必要]}

通常の状態では、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。

${\displaystyle {\ce {pH}}=6.1+\log _{10}\left({\frac {[{\ce {HCO3^-}}]}{0.03\times Pa{\ce {CO2}} }}\右）}$

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。

腎臓と肝臓は、pH の代謝恒常性を担う 2 つの主要な臓器です。重炭酸塩は、アシデミアがあるときに過剰な水素イオンを受け入れるのに役立つ塩基です。ただし、このメカニズムは呼吸経路よりも遅く、効果が出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、重炭酸塩のレベルが上昇して過剰な酸を中和できますが、アルカレミアではその逆が起こります。したがって、動脈血ガス検査で、たとえば重炭酸塩の上昇が明らかになった場合、問題は数日間存在しており、血液のアシデミアの問題に対する代謝補償が起こったことになります。^{[引用が必要]}

一般的に、急性 pH 異常は呼吸を調整することで修正する方がはるかに簡単です。代謝補償はずっと後の段階で行われます。しかし、危機的な状況では、正常 pH、高 CO2、高重炭酸塩の人は_、二酸化炭素レベルが高くても代謝補償があることを意味します。その結果、二酸化炭素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します。このような場合、二酸化炭素レベルはゆっくりと下げる必要があります。^[要出典]

酸素飽和度を経皮的に非侵襲的に測定するパルスオキシメトリーの登場以来、動脈血は ICU 外での酸素化の判定にはほとんど使用されていません。酸塩基状態は静脈血で判定できるため、 ほとんどの場合、動脈血の採取に伴う痛みや不便さはありません。動脈ラインカテーテルが留置されている場合、動脈血は簡単に採取でき、今でも使用されています。それ以外の場合は、通常、前腕静脈などの末梢静脈から静脈血が採取されます。静脈血の pH と HCO3 の値は、動脈血と直接比較できるほど十分近いです。静脈血の pCO2 は動脈血に比べて信頼性が低いですが、場合によっては使用できます。静脈血の PO2 レベルは常に動脈血よりも大幅に低いため、静脈血 PO2 として報告、ラベル付け、解釈する必要があります。 ^[21]

• アニオンギャップ
• 橈骨動脈穿刺
• 化学平衡
• 血酸素測定
• 動脈静脈酸素差

Wikiversityには動脈血ガスに関する学習リソースがあります

• オンライン動脈血ガス計算機 2013-03-12 にWayback Machineでアーカイブ