血气分析用于测定和评价患者的氧合作用、通气功能和酸碱状态，是呼吸衰竭、酸碱平衡失调的监护以及机械通气参数调节、疗效分析和预后判断的重要依据之一，并对吸氧浓度和药物治疗具有一定的指导作用。这就对血气分析结果的准确性提出了更高的要求。美国临床实验室标准委员会(NCCLS)指出，动脉血是所有送到实验室检验的样本中最敏感的一种；血气和pH分析结果比其他任何检验对患者治疗的影响更直接；对于患者来说，一个不准确的血气分析结果比没有结果更糟糕；血气分析样本的采集、处理和运输是关系到实验室分析结果准确以及最终治疗质量的关键因素。血气分析涉及很多环节(图2-1)，如何正确采集标本、使标本的误差降到最低，是保证动脉血气结果准确性的重要保证。

患者的忧虑情绪对动脉血气分析结果的影响较大。由于惧怕取样，有些患者呼吸急促，引起pH和PaO ₂增加，PaCO ₂减少；另一些患者瞬间憋气，引起pH和PaO ₂减少，PaCO ₂增加。所以，患者应保持安静，体位舒适，不紧张，而且在采血前至少休息15分钟。

患者体温会影响pH、PaCO ₂和PaO ₂的测值。若体温>37℃，每增加1℃，PaO ₂将增加7.2%，PaCO ₂增加4.4%，pH降低0.015；若体温<37℃，对pH和PaCO ₂影响不明显，而对PaO ₂影响较显著，体温每降低1℃，PaO ₂将降低7.2%。因此，必须注明患者的实际体温，以便仪器进行“温度校正”，以保证测定结果的准确性。

多种药物对血气分析仪以及测定参数有影响。如，含脂肪乳剂的血样本会严重干扰血气电解质测定，还会影响仪器测定的准确性和损坏仪器。因此，应尽量在输注乳剂之前取血，或在输注完脂肪乳剂12小时后，血浆中已不存在乳糜后再送检，且必须注明药物和输注结束时间。另外，临床用碱性药物、大剂量青霉素钠盐、氨苄西林等输入人体会引起酸碱平衡暂时变化，从而掩盖体内真实的酸碱紊乱。因此，采血应在患者用药前30分钟进行。

吸氧及吸氧浓度对PaO ₂有直接影响。患者吸氧时采血，要记录给氧浓度。吸氧浓度及呼吸状态的改变均会引起血气相关参数的改变。检测时如果不输入吸氧浓度，则分析仪会默认O ₂浓度为21%，有时会影响某些计算参数的输出。因此，如患者情况允许，应停止吸氧30分钟；当吸氧浓度改变时，要经过15分钟以上的稳定时间再采血。对于机械通气患者，取样前30分钟内，呼吸机设置应保持不变。

血气分析要求监测动脉血。动脉血管位于人体深部，周围有丰富的神经和静脉伴行，如穿刺位置不准确，会误入静脉影响结果。采血前应评估患者动脉血管情况，选择表浅易于触及、弹性好、动脉搏动明显、穿刺方便、体表侧支循环较多、局部无硬结、远离静脉和神经的动脉血管。桡动脉是动脉采血常用部位，因为此处动脉比较浅表且容易触及和固定、桡动脉远离任何大静脉；而股动脉粗大，对循环衰竭的患者及儿童适用，患者容易接受，且成功率高，不易误入静脉或误刺深层神经。需要注意的是，同一患者最好固定取血部位，以便实验数据的比对。

因其自肱动脉分出，与桡骨平行下降，其下部位置较浅，表面仅附以皮肤和筋膜，桡侧腕屈肌腱的外侧可摸到桡动脉的搏动。传统的取血部位以桡动脉搏动最强处作为定标点行穿刺术。患者手臂自然平放于床上，常规消毒前臂掌侧腕关节上2cm处穿刺部位的皮肤及操作者的左手示指、中指和无名指。操作者以左手示指、中指和无名指沿桡骨骨头摸动脉。中指置于搏动最明显处，抬起中指以示指及无名指固定皮肤进针。因此，取血进针点以操作者的感觉来确定。刺入动脉，无须拉动活塞柄，动脉血自动回血，至装满预设血量后，用棉签按压穿刺处针眼拔针，嘱患者按压时间不少于5～10分钟。有凝血机制障碍者要适当延长按压时间，以防出血或形成血肿。

穿刺时要求患者平卧，术侧大腿外展外旋，由髂前上棘至耻骨联合的连线中点，划一直线至股骨内收肌结节，此线的上2/3即为股动脉的体表定位。操作者可于腹股沟韧带中点触及股动脉搏动。根据患者体形胖瘦选择足够长度的针头。常规消毒穿刺部位及操作者左手示指、中指及无名指。中指指尖置于股动脉搏动最强处，其余两指稍用力固定皮肤后抬起中指，以肝素化注射器与示指、中指之间股动脉搏动最强处垂直进针，见回血后即停止刺入，待采集足够量的动脉血后快速拔出穿刺针，同时左手中指准确按压穿刺点，右手将采有动脉血的注射器针头斜面刺入橡皮塞或软木塞内，以隔绝空气。

因动脉穿刺术术后的止血时间与该穿刺部位血管内压力呈正相关，因此，较其他部位的动脉穿刺术相比，股动脉穿刺法不易止血。从凝血机制看来，外源性凝血过程仅需10～12秒，内源性凝血时间为5～10分钟。穿刺点一般在术后20分钟内可凝血。人工压迫是为了使血流减慢，血小板进一步沉积和黏附，同时使大量凝血因子被激活，形成凝血块而达到防止穿刺点出血的目的。常规股动脉穿刺的患者，局部手压15分钟，止血效果更佳。

塑料注射器采集的标本，测定结果可靠性不稳定。研究表明，塑料器材抽血后15分钟，肉眼不可见的小气泡仍可牢固地依附于内壁上，难以排出，影响结果，可导致pH和PaO ₂增高，PaCO ₂降低。因此，建议采用预设型动脉血气针(如BD血气采血器等)。有报道称，预设型动脉血气针具有应用方便、无须准备肝素、穿刺成功率高、患者疼痛感轻、误穿静脉及血肿发生率低等优点。如需反复穿刺，患者可滞留封闭式套管针。

肝素作为抗凝剂通常用于血气分析，如今肝素锂已逐步取代钠盐。肝素锂作为抗凝剂更广泛地用于测定pH和血气，每个实验室使用的包装不同，相应的测定结果也不相同。为保证结果误差最小，实验时肝素最终浓度应为500～1000μl/ml。液体肝素中PaO ₂在65～265mmHg，PaCO ₂不存在，但它在注射器中的体积很难定量，会造成血液稀释误差。所谓稀释作用，即液体肝素会引起外部离子改变，样本中存在的离子可能发生螯合作用。要根据测定项目考虑，如果测定包括pH、PaCO ₂和PaO ₂，有或没有血红蛋白/血细胞比容，只需考虑稀释作用。如果测定还包括钠、钾和锂，由于使用肝素盐引进了外部离子，都可造成测定结果偏离。如果包括Ca ²⁺，由于肝素与钙螯合，可使结果偏低。

当使用玻璃注射器栓塞拉到底时，过度的肝素被吸进注射器，然后将其全部推出，针管与栓塞之间有一层肝素，使很紧的注射器得到润滑。在注射器和针头无效腔中有肝素残余物，抗凝剂总体积超过0.05ml，如果血量为1ml，注射器稀释误差约为5%。如今几乎全部使用塑料注射器，便宜且不易破碎，针管与栓塞之间有一层肝素，因此留下一定量的肝素，此量很难估计。现在的问题是：血原有一定的pH、PaCO ₂和PaO ₂，很可能被肝素稀释。通常肝素pH接近7.00，PaCO ₂为0，PaO ₂在65～265mmHg。最近报道，PaCO ₂的降低与稀释成比例，稀释10%引起PaCO ₂降低10%。例如，由疾病引起PaCO ₂ 50mmHg被读作45mmHg，即正常值高限。而对PaO ₂的影响不能预测，如果肝素在环境温度与空气平衡(瓶子敞口或安瓿)、PaO ₂为150mmHg时，类似条件会造成结果明显偏高，即真值为90mmHg读作96mmHg。这在pH测定中没有发现。

稀释作用同样使血红蛋白结果偏低，它与稀释倍数成正比，但血细胞比容和离子浓度变化更大。血是一种不均匀媒介，通常含45%的细胞和55%的血浆，对于后两者，稀释作用发生在血浆中，这意味着原来全血稀释10%对于电解质和血细胞比容相当于稀释20%。浓度与血液标本的比例必须严格按照操作规程执行。肝素浓度的高低除对PaCO ₂无明显影响外，对pH、PaO ₂均有影响。高浓度的肝素造成血液稀释，从而测得pH、PaO ₂明显下降，影响结果的准确性。

很明显，它没有上述缺点，但它与血混合不好，而使用冻干肝素可改善其血溶解性。

分析前误差是指可能会影响血气分析结果的样本分析前的问题。表2-1总结了与血气分析有关的最常见错误，并对如何识别和避免这些问题提出了建议。如果临床医师能确保在无氧环境下采样、适当抗凝(立刻排空气泡)以及10～30分钟内进行分析，那么大多数分析前误差均可避免。

因为气泡会影响血气的pH、PaCO ₂和PaO ₂的检测结果，气泡混入会使pH和PaO ₂升高，PaCO ₂下降。理想的血气标本，其空气气泡应<5%。因此，采血前检查注射器空气是否排净；禁止负压抽血；如有气泡应立即排出，而且是在和肝素混匀之前、样本冷藏之前就要排出。

若采血的动脉有输液，就可能发生溶血及稀释，使K ⁺升高，Ca ²⁺降低。如误采静脉血，因为静脉血不能准确的反映动脉血气状况，它的pH在正常情况下与动脉血接近，但当机体患病时，各种代谢均有不同程度的障碍，此时动脉血与静脉血的pH就有明显的差异。如穿刺失败，切勿反复在一个部位穿刺，以免局部形成血肿。

肝素浓度是准确血气分析结果的核心保证，肝素用量过多可造成稀释性误差，使pH和PaO ₂值偏低，PaCO ₂值偏高，出现假性低碳酸血症。但是，肝素量过少便起不到抗凝的作用。国际生化联合会(IFCC)推荐血气标本中肝素的最终浓度为50U/ml。采血时用2～5ml注射器抽取0.2ml肝素(1ml=100U)，然后来回抽动针管，使注射器内壁全部湿润，将多余的肝素全部排出。

如采血时用负压抽吸，血液内的气体就有可能逸出成为气泡，如排出这些气泡，测定的血气张力就可能假性降低。

采血后是否搓匀试管、搓动方法是否能使抗凝剂和血液充分混匀、并保证红细胞不被破坏，也是保证结果准确的关键步骤。因此，采血后应立即将标本于手掌中滚动，让血样和针管里的肝素抗凝剂充分混合。来回按顺时针方向摇晃注射器也可以帮助血液和抗凝剂的混合。但是，切忌混匀动作过猛，以免造成红细胞破坏导致溶血，溶血标本因动脉血红细胞内的PO ₂和PCO ₂高于血浆，pH低于血浆，而会使血气测定结果中PO ₂和PCO ₂升高，pH降低。

采集标本后要立即送检，血液不宜放置过久，因为细胞代谢仍在进行。例如白细胞增高时，PaO ₂会出现迅速下降，但若PaO ₂很低的血标本放置过久，空气中的O ₂可进入而导致假性增高。通过对放置时间的延长，实验室得出的结论是：0.5小时内pH、PaCO ₂和PaO ₂结果变化不大；存放1、2小时后pH、PaO ₂逐渐下降，PaCO ₂逐渐上升，与及时测定结果相比变化较大。因此，如果不能在30分钟内进行测定，应保存于4℃冷藏环境下。如果60分钟内仍未对样本进行分析，该冷却样本则应被丢弃。

送检标本时间应控制在30分钟之内，越快越好。时长超过30分钟的，需放入冰水中运送，但不能放入冰块里，否则会导致红细胞破碎，影响真实的检测结果。注意，运送过程中最好也不断混匀标本。送检过程应避免日光照射、震动、撞击等可能影响血气分析检验结果可靠性的因素，以防红细胞破裂，造成溶血而影响检验结果的准确性。

血气分析仪测量的主要分析物或参数为动脉血pH、PCO ₂和PO ₂。通常情况下，分析仪应用这些测值计可算出一些二次值，如血浆碳酸氢盐、碱剩余、血氧饱和度等。血气分析仪需24小时处于运行状态，以保证仪器处于最佳状态。精确的血气分析仪是必需的，需要具备电极灵敏度高、仪器稳定、试剂和耗材高标准、质控合理及科学等要求。日常维护保养、定标、质量控制工作完成后方可进行测试。

测试以急诊方式完成，即随来随测，保证15分钟内完成，如实在不能完成则需放入冰箱冷藏，切记不能放在冰块上，储存时间也不宜太久(最长不能超过30分钟)。

血中的细胞有一种自然趋势即沉淀，这种情况在一些病理状态下会增大。原则上不太均匀的样本不影响血气和pH测定，任何血气分析仪测定的pH只是血浆的pH，现在采用的技术不能测定细胞内的pH。然而对所用仪器不统一及有凝块的标本问题，由于改变了pH系统的连接电位，造成测定不准确，很可能污染或堵塞测量室。因此，即使是简单的血气分析，样本在注入分析仪之前也必须充分混合。如果同时测定血红蛋白/血细胞比容，混匀也是必要的。血样没有完全混匀，要想得到准确的血红蛋白浓度和血细胞比容是绝对不可能的，这个步骤和相关的措施往往被忽略。测试前检验人员仍然需要将血液上下、水平温和混匀数次，再上机。大实验室每天接收许多样本，可用旋转搅拌器。

检验人员上机前一定要将注射器顶端无效腔中凝集的血挤出1～2滴。注意，即使没有明显凝集，无效腔中的血液也容易形成肉眼不见的微血栓，所以一定要弃去。血气分析的血量本来就要求不多，如将无效腔中的血液上机，除此标本本身不代表患者体内血气动态外，还极易堵塞仪器管路造成结果不准，引起仪器损坏。

根据仪器说明书控制好上血样量，过多血量容易堵塞管路，造成检测误差。可建议两手固定注射器，慢慢推进注射器，控制进样量，千万不要单手操作，打入过多的血液。推进血液时不能太剧烈，要避免溶血，它可使pH和同一样本测定的K ⁺结果不准确。正常血浆中K ⁺浓度为4.6mmol/L，而红细胞中为90mmol/L。轻度溶血(1%)可使K ⁺相应增高0.7mmol/L，这是血样要慢慢注入仪器中的原因。

多个标本进行分析时应进行一次流路清洗，防止出现交叉污染，减少结果误差。

血气分析是相对复杂的实验室程序。完成这些测试的临床医师必须有培训记录且必须熟练掌握操作规程、保养维护、故障诊断和仪器校准。此外，临床医师必须能熟练使用严格的质量控制方法来验证测试结果。

现代化的实验室分析仪通常是自动的、计算机控制的自动校准系统。这种成熟度会导致错误假设，即认为准确的结果是“自动的”，临床医师只需正确输入样本并记录结果即可。没有什么能比事实更能说明问题。与所有的诊断实验室程序相一致，血气测试的准确性依赖于严格的质量控制。

NCCLS制定了血气分析和质量保证指南和标准以及实验室质量控制的关键步骤。每一要素的简要说明如下。

细致的记录保存、清晰的书写、全面的准则和规程是质量控制综合程序的标志。在制定法和专业认证要求中，强调该部分为证实和确保质量的基础。

性能验证是指对新仪器进行测试，以确认制造商的声明。通常情况下，此过程是将已知值的样本作为参考，来评估该仪器的准确度(将仪器测值与已知值进行比较)和精确度(检测值的重复性)。

血液气体分析仪中使用的多种组件，如过滤器、膜、电解质溶液以及单次测试和多次测试墨盒，都有有限的使用年限，可能会随使用时间延长而变质、损耗或失效，从而导致错误的分析。为避免这些问题，最好的方法是定期进行预防性维护。预防性维护应包括定期的部件更换和常规的功能测试。

校准是血气质量控制中唯一的一项完全自动化的过程。当暴露于已知值的介质时，血气分析仪通过调整每个电极的输出信号以定期进行自动校准。在大多数单位，用于校准气体电极的介质为O ₂和CO ₂的精密混合物。对于pH电极，则使用标准化的pH缓冲液。校准介质必须满足国家认可的标准组织所制定的要求。使用者应确保校准介质被妥善保存，并对其使用寿命和过期日期进行严格把控。进行校准是为了确保分析仪的输出结果在测值范围内的准确性和线性。参数必须在至少两个已知输入值处(通常为低点和高点)进行测定。校准时，首先应调整设备偏移(或平衡)，以使低的输出值与低的输入值相等(在此情况下为零)。随后应调整该装置的增益(或斜率)，以确保高的输出值等于高的输入值。当偏移和增益均根据已知输入值进行调整后，该仪器则被正确校准，可以使用对照介质完成校准验证。

校准验证是为了建立并定期确认血气体分析结果的有效性。校准验证要求对至少三种已知值的材料进行分析，而且这些已知值跨越了临床样本可能达到的整个量程。理想情况下，这些材料即对照介质，应模拟真实血液样本的化学和物理状态。由于目前对照介质的使用要求在监管机构之间有所不同，使用者应直接咨询相关规定。一般来讲，在8小时的轮班中，应至少对两种对照介质进行分析。在对三种对照介质的循环使用中，每24小时至少应对所有三种对照介质进行一次分析。

内部质量控制是指在校准验证后，运用统计和基于规则的程序(Westgard规则)以帮助检测、应对和纠正仪器误差。常规方法是：将对照介质的分析结果绘制于图上，并与统计学推导极限[通常为±2标准偏差(SD)]进行比较。若对照超出这些范围，提示分析误差。

分析误差有两种：随机误差和系统误差。随机误差是零散的、超出范围的数据点。随机误差是指精度误差，或更确切的说法，不精确。反之，统计范围以外的数据点出现的趋势性或突然性的转变，称之为系统误差或偏差。偏差与不精确总称为仪器误差，或不准确。表2-2列出了造成这两种误差的主要因素，并提出了一些常用的纠正措施。

测定完一个标本后，要及时擦拭仪器进样孔内的多余残留血液。每做10个左右标本，手动定标1次且冲洗管路1次，以保证检测结果的准确，防止仪器操作过程中出现仪器故障。

鉴于气体交换是一个动态过程，查看单次血样结果与观看长篇电影中的一段片段相类似。如果场景变化很快，单一的画面可能会给人带来误解。相反地，如果场景相对稳定，单一的画面则可以提供有用的信息。血气结果必须根据采样当时患者的状态进行解读。

患者病情或治疗方案发生的任何改变都会扰乱患者的稳态。随时间进展，稳态通常会恢复，而恢复到稳态所需的时间取决于患者的肺部情况。如果患者拥有健康的肺，改变后5分钟内就会达到稳态，而COPD患者可能需要20～30分钟。如果患者的FiO ₂发生改变，在健康人，在5分钟内所测到的PaO ₂即可精确地反映患者的气体交换状态，而COPD患者则需要20～30分钟。

为了反映患者的状态，需要记录以下指标：①患者的体温、体位、活动水平和呼吸频率；②改良Allen试验的结果及测试时间；③日期、时间和采样部位；④FiO ₂浓度或流速以及所用的呼吸支持装置。值得注意的是，以上信息对分析结果的解读可能是有帮助的。

动脉血气结果出来后，pH和血气测定经常作为急诊试验，用于确诊及进行治疗，它可随时反映患者的酸碱状态以及供氧情况，检验人员应根据实验结果、患者基本情况，如取样时间、患者代谢状态、吸氧情况、电解质、肾功能、血糖等这些十分重要的资料，进行合理的分析判断。当有明显异常结果时，及时与临床医师取得联系，排除标本采集过程中的因素，复查结果，及时审核报告结果。