Khí máu và các Xét nghiệm trong Hồi sức Cấp cứu, Ấn bản thứ 3
(Blood Gases and Critical Care Testing, Third Edition)
Tác giả: Toffaletti, John G., PhD – Nhà xuất bản Elsevier – Biên dịch: Ths.Bs Lê Đình Sáng

Chương 4: Các rối loạn oxy hóa: Giảm oxy máu và thiếu oxy mô

Disorders of oxygenation: hypoxemia and tissue hypoxia
John G. Toffaletti, PhD; Craig R. Rackley, MD
Blood Gases and Critical Care Testing, Chapter 4, 65-84

Giới thiệu

Giảm oxy máu (Hypoxemia), tình trạng giảm phân áp oxy trong máu, là một vấn đề lâm sàng thường gặp ở những bệnh nhân mắc các rối loạn tim phổi cấp tính hoặc mạn tính. Việc xác định chính xác nguyên nhân và mức độ nghiêm trọng của tình trạng giảm oxy máu một cách kịp thời có thể có ý nghĩa quan trọng đối với việc quản lý lâm sàng và tiên lượng của bệnh nhân. Các phép đo khí máu đóng một vai trò không thể thiếu trong việc đánh giá bệnh nhân giảm oxy máu, cũng như sự hiểu biết về quá trình hấp thu, vận chuyển và tiêu thụ oxy.

Một lượng nhỏ oxy được hòa tan trong máu và phần còn lại được gắn với hemoglobin (Hb). Việc sử dụng oxy hiệu quả đòi hỏi sự gắn kết của Hb trong phổi, vận chuyển trong các mạch máu và giải phóng đến các mô, nơi diễn ra quá trình hô hấp tế bào. Ion hydro (pH), CO₂, nhiệt độ và 2,3-DPG đều đóng vai trò quan trọng trong các quá trình này.

Một bộ xét nghiệm khí máu bao gồm phân áp oxy (pO₂) và carbon dioxide (pCO₂), phần trăm oxyhemoglobin (%O₂Hb) và các thông số liên quan, được sử dụng để phát hiện và theo dõi sự thiếu hụt oxy do nhiều nguyên nhân khác nhau. Việc đo khí máu và co-oximetry có thể được thực hiện bằng các máy phân tích trong phòng xét nghiệm, xét nghiệm tại chỗ (point-of-care) và các thiết bị đo khí máu qua da.

Việc xác định nguyên nhân của sự thiếu hụt oxy đòi hỏi sự hiểu biết về các phép đo và tính toán quan trọng trong quá trình hấp thu và vận chuyển oxy, bao gồm nồng độ Hb, chênh lệch pO₂ phế nang-động mạch (A-a), tỷ lệ pO₂:FiO₂, chỉ số oxy hóa (OI), hàm lượng O₂, vận chuyển O₂, khoảng chết phổi và shunt trong phổi.

Các phép đo oxy thường được thực hiện trên máu động mạch nhưng cũng được thực hiện trên máu mao mạch, tĩnh mạch và tĩnh mạch hỗn hợp. Điều quan trọng đối với cả bác sĩ lâm sàng và nhân viên phòng xét nghiệm là phải hiểu rõ những lợi ích và hạn chế cố hữu của các kỹ thuật đo và nguồn mẫu khác nhau. Việc theo dõi oxy hóa có lợi hơn khi được thực hiện trong phòng xét nghiệm lâm sàng hay tại chỗ phụ thuộc vào sự kết hợp của nhiều yếu tố, bao gồm nhu cầu lâm sàng, tính cấp bách trong điều trị, khoảng cách từ khu vực chăm sóc bệnh nhân đến phòng xét nghiệm lâm sàng, và trình độ chuyên môn/sự hợp tác của nhân viên xét nghiệm không chuyên.

Các thông số trong theo dõi oxy

Các thông số liên quan đến oxy được đo bằng máy phân tích khí máu/co-oximetry là pO₂, %O₂Hb, độ bão hòa O₂ (sO₂ hoặc “O₂ sat”), và tổng Hb (và hematocrit). Có những khác biệt tinh tế nhưng quan trọng giữa các phép đo riêng lẻ này, sẽ được thảo luận sau trong chương này. Các máy co-oximeter đo một số dạng Hb phổ biến trong máu: oxyhemoglobin (O₂Hb), deoxyhemoglobin (HHb), carboxyhemoglobin (COHb), và methemoglobin (metHb).

pO₂ biểu thị áp lực của oxy trong pha nước hoặc huyết tương của máu. pO₂ được báo cáo bằng mmHg ở Hoa Kỳ hoặc kPa ở hầu hết các quốc gia khác. Áp suất khí quyển điển hình ở mực nước biển là 760 mmHg (101,3 kPa) và khí quyển chứa 21% oxy. Do đó, pO₂ của không khí hít vào ở mực nước biển là 160 mmHg (21,3 kPa). Nếu các bình chứa máu và nước riêng biệt được tiếp xúc với khí quyển, pO₂ của mỗi bình sẽ giống nhau, khoảng 160 mmHg. Tuy nhiên, máu không tiếp xúc trực tiếp với không khí xung quanh. Khi không khí được hít vào qua mũi họng và đi xuống khí quản và phế quản, nó được làm ẩm và phân áp của nước tăng từ khoảng 3 mmHg trong không khí xung quanh lên 47 mmHg ở mức phế nang. Do CO₂ được giải phóng từ máu, phân áp của CO₂ trong không gian phế nang tăng từ 0,3 mmHg lên khoảng 40 mmHg ở những người khỏe mạnh khi nghỉ ngơi. Sự hiện diện của H₂O và CO₂ tăng lên trong không gian phế nang làm thay thế pO₂ và dẫn đến pO₂ phế nang khoảng 104 mmHg. Do đó, pO₂ động mạch sẽ gần như cân bằng với pO₂ phế nang ở người lớn bình thường với chỉ một sự giảm nhỏ do vận chuyển qua màng phế nang-mao mạch.

Lượng oxy hòa tan trong máu, được đo bằng pO₂ của mẫu, chỉ đóng góp một phần nhỏ vào tổng hàm lượng oxy của máu. Phần lớn oxy được mang trong máu được gắn với Hb. Lượng oxy gắn với Hb có thể được biểu thị bằng phần trăm bão hòa oxy (sO₂) hoặc phần trăm oxyhemoglobin (%O₂Hb). sO₂ là phép đo phần trăm của O₂Hb so với tổng Hb chức năng (O₂Hb + HHb).

Nó được tính như sau: sO₂ = O₂Hb / (O₂Hb + HHb)

Nếu tất cả các vị trí gắn kết của Hb đều chứa oxy, thì sO₂ sẽ là 100%, mặc dù khoảng bình thường cho sO₂ thường là 94%–98%.

%O₂Hb là phần trăm của tổng Hb chứa oxy. Nó được tính như sau: %O₂Hb = O₂Hb / (O₂Hb + HHb + COHb + MetHb)

Bởi vì máu thường chứa một ít COHb và metHb, %O₂Hb không bao giờ đạt 100% và thường dao động từ khoảng 92% đến 96% ở những người khỏe mạnh, thấp hơn một chút so với sO₂. Ở những bệnh nhân có COHb hoặc metHb tăng, %O₂Hb sẽ giảm, nhưng sO₂ không bị ảnh hưởng.

pO₂ và sO₂ có mối liên hệ như được minh họa trong đường cong phân ly oxyhemoglobin (Hình 4.1). Khi pO₂ tăng lên đến khoảng 100 mmHg, sO₂ cũng tăng lên khoảng 99%–100% (tức là tất cả các vị trí gắn oxy của hemoglobin đều chứa oxy). Tuy nhiên, nếu một bệnh nhân thở oxy bổ sung (chẳng hạn như FiO₂ 0,40), pO₂ động mạch có thể tăng cao hơn 100 mmHg, trong khi sO₂ vẫn ở mức hoặc gần 100%.

Hematocrit là phần trăm thể tích máu bị chiếm bởi các tế bào hồng cầu. Hematocrit tỷ lệ thuận với nồng độ hemoglobin. Giá trị phần trăm hematocrit thường gấp khoảng ba lần nồng độ hemoglobin (tính bằng g/dL). Hàm lượng oxy tỷ lệ thuận với phần trăm sO₂ và nồng độ hemoglobin (xem “Các thông số đo lường và tính toán được sử dụng trong đánh giá oxy hóa động mạch”). Hàm lượng oxy và cung lượng tim được sử dụng để tính toán lượng oxy cung cấp.

Việc đo nồng độ oxy (tức là pO₂ và %O₂Hb) trong máu tĩnh mạch ngoại vi có tiện ích hạn chế trong việc đánh giá tình trạng oxy hóa của bệnh nhân; tuy nhiên, các phép đo pH và pCO₂ vẫn có thể khá hữu ích trong việc ước tính tình trạng kiềm-toan và mức độ thông khí của bệnh nhân. Các mẫu máu tĩnh mạch hỗn hợp thu được từ động mạch phổi sau khi tất cả máu trở về từ cơ thể đã được trộn lẫn và bơm vào tuần hoàn phổi từ tâm thất phải có thể cho một ước tính về mức tiêu thụ oxy.

Hình 4.1 Đường cong phân ly oxyhemoglobin cho máu toàn phần. Đường này biểu diễn phần trăm Hb bão hòa oxy khi pO₂ tăng. Khi pO₂ tăng lên đến khoảng 100 mmHg, sO₂ cũng tăng lên khoảng 99%–100%. Nếu bệnh nhân thở oxy bổ sung, pO₂ động mạch có thể tăng cao hơn nhiều (tức là 200–400 mmHg), nhưng sO₂ không thể tăng quá 100%. P50 là pO₂ mà tại đó %O₂Hb là 50%. Sự tăng pH dịch chuyển đường cong sang trái trong khi sự giảm pH dịch chuyển đường cong sang phải.