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學習重點 掌握電極與訊號：PO₂ 使用 Clark 氧電極，測量電流；PCO₂ 利用 CO₂ 引起的 pH 變化，以電位法測量；pH 電極具有對 H⁺ 敏感的玻璃膜。 掌握檢體處理：使用肝素抗凝全血，排除氣泡、密封並儘速分析；分清空氣污染、延遲分析與保存溫度的影響。 熟記參考值與動靜脈差異：成人動脈血 pH 為 7.35～7.45、PCO₂ 約 35～45 mmHg；動靜脈差異最明顯的是 PO₂。 區別 PCO₂ 與總二氧化碳：前者測量氣體分壓，後者涵蓋多種二氧化碳形式，主要成分為 HCO₃⁻。 理解溫度與氣體定律：低體溫校正值呈 pH 上升、PO₂ 與 PCO₂ 下降；查理定律是定壓下體積與絕對溫度成正比。 核心觀念 一、血氣分析的測量原理 一般血液氣體分析以肝素抗凝的全血直接測量 pH、PO₂ 與 PCO₂，再依 pH 與 PCO₂ 計算 HCO₃⁻。陰離子間隙另須鈉、氯等電解質數值，不能僅由上述三項血氣結果推得。 項目電極與原理量測訊號 PO₂Clark 氧電極：氧通過氣體通透膜，在陰極被還原；固定極化電壓下，產生的電流與 PO₂ 成比例。電流，屬 amperometry。 PCO₂Severinghaus 二氧化碳電極：CO₂ 穿膜進入內部電極液，形成碳酸並解離，改變內液 pH，再以 pH 電極偵測。電位，屬 potentiometry。 pH以對氫離子敏感的玻璃膜，配合參考電極測量與 H⁺ 活度相關的電位差。電位，換算為 pH。 PCO₂ 電極的反應可記為：CO₂＋H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺＋HCO₃⁻。CO₂ 增加時，內液 H⁺ 增加、pH 降低，儀器據此換算檢體 PCO₂。這是間接利用 pH 變化測量 CO₂，並非直接測量 HCO₃⁻ 的選擇性離子電極。 測量 PCO₂ 不須先將檢體酸化。酸化若使其他二氧化碳形式轉為 CO₂，將改變原有分壓，不能代表原檢體的 PCO₂。另須注意，PO₂ 電極雖施加電壓，其分析訊號仍是電流；不能因此判為電壓測定法。 二、檢體採集、空氣污染與延遲分析 血氣檢體使用肝素抗凝全血，通常以專用採血針筒採集；不是血漿，也不以 EDTA 為最佳抗凝劑。採血後應排除氣泡、密封、適當混勻並儘速送驗。過量液態肝素可能稀釋檢體，因此須依採血器材規定操作。 情況典型變化原因 一般動脈血接觸空氣PO₂ 上升、PCO₂ 下降、pH 上升。氣體朝空氣中的分壓平衡；CO₂ 逸出使 H⁺ 減少。 密封檢體在室溫放置過久PO₂ 下降、PCO₂ 上升、pH 下降。血球持續代謝，消耗氧並產生 CO₂ 與酸性產物。 空氣污染對 PO₂ 的方向，取決於原檢體與外界空氣的氧分壓差。一般動脈血受空氣污染時 PO₂ 常上升；若病人接受高濃度氧氣、原 PO₂ 高於空氣平衡值，則可能下降。因此「接觸空氣後 PO₂ 一定上升」不是普遍規則。一般檢體的 PCO₂ 則會因 CO₂ 逸出而降低，並造成 pH 假性上升。 塑膠針筒具有一定氣體通透性，即使已密封，也不能認為完全不會經筒壁交換氣體；留有氣泡或密封不良會進一步增加誤差。保存及運送須依容器材質與檢驗室規範辦理，不能一概認為越冷越好。 三、保存低溫與病人低體溫須分開判斷 保存溫度造成的檢體誤差，不等同於病人體溫校正。塑膠針筒冷卻後，可能因氣體交換及氧溶解度改變等因素造成 PO₂ 偏高，不能直接斷言「運送溫度過低會使測得 PO₂ 下降」。判斷保存題時，應同時考慮容器材質、密封狀態、保存時間與分析條件。 血氣分析儀通常在 37°C 測量。若病人低體溫，將同一血樣的結果校正至病人較低的實際體溫時，通常呈現pH 上升、PO₂ 下降、PCO₂ 下降。降溫會增加氣體溶解度；在相同氣體含量下，其分壓降低，酸鹼平衡也隨溫度改變。 因此，低體溫題的上述方向，是指較低溫度下的數值相對於 37°C 數值，不表示所有低體溫病人的未校正報告必然如此；病人實際通氣、氧合與代謝仍會影響結果。 四、動脈血參考值與動靜脈比較 項目正常成人動脈血參考範圍靜脈血相對變化 pH7.35～7.45略低。 PO₂約 83～108 mmHg明顯較低。 PCO₂約 35～45 mmHg略高。 HCO₃⁻約 22～26 mmol/L通常略高。 組織攝取氧並釋出 CO₂，使靜脈血氧分壓降低、二氧化碳分壓升高。比較上述常見血氣項目時，動靜脈數值差異最大的是 PO₂，不是 PCO₂。靜脈 PO₂ 受採血部位與組織氧攝取影響，不能直接套用動脈參考值或取代動脈氧合評估。 動脈 PO₂ 會受年齡、海拔及吸入氧濃度影響。PCO₂ 55～80 mmHg 不屬於正常成人動脈血參考範圍；PCO₂ 主要反映通氣狀態，HCO₃⁻ 則有助於評估代謝性酸鹼變化及代償。 五、總二氧化碳與 PCO₂ 的差別 總二氧化碳是濃度概念，PCO₂ 是分壓概念。血中總二氧化碳主要包括 HCO₃⁻、溶解 CO₂ 及少量碳酸等，其中以 HCO₃⁻ 占大多數。生化檢驗的總二氧化碳測定，與血氣分析直接測得的 PCO₂ 不可混用。 在總二氧化碳測定的鹼化處理條件下，以 HCO₃⁻ 形式測定，不可選為碳酸或氣態 CO₂，也不能僅因「鹼化」便選 CO₃²⁻。實際存在形式受 pH 影響，不宜將此概念擴張為任何強鹼條件下都只有 HCO₃⁻。 六、查理定律與其他氣體定律 定律固定條件與關係 查理定律固定氣體量與壓力時，體積 V 與絕對溫度 T 成正比；V／T 為定值。 波以耳定律固定氣體量與溫度時，壓力與體積成反比；PV 為定值。 亨利定律固定溫度下，液體中溶解氣體的濃度與該氣體分壓成正比。 道爾頓定律混合氣體總壓等於各成分氣體分壓之和。 查理定律的溫度必須使用絕對溫度 K，不能直接以攝氏溫度計算比例。血液中的氣體溶解與溫度效應，還涉及溶解度及酸鹼平衡，不能只用查理定律解釋。 常考陷阱 「氧電極以 pH 或電壓變化測氧」：錯。Clark 電極的主要分析訊號是電流。 「PCO₂ 測定前須酸化，使所有 CO₂ 形式轉為氣體」：錯。PCO₂ 電極測原有 CO₂ 分壓，經膜擴散後利用內液 pH 變化換算。 「室溫久放使 PO₂、PCO₂ 都上升」：錯。細胞耗氧，典型方向為 PO₂ 下降、PCO₂ 上升。 「低溫保存與病人低體溫的結果相同」：錯。保存誤差須看容器與氣體交換；病人體溫校正另作判讀。 「動靜脈差異最大的是 PCO₂」：錯，應選 PO₂；正常動脈 PCO₂ 約為 35～45 mmHg。 「總 CO₂ 就是 PCO₂」或「鹼化後選 CO₃²⁻」：錯。須分清濃度與分壓；指定鹼化測定形式為 HCO₃⁻。 記憶口訣 氧看電流，碳看電位，酸鹼靠玻璃。遇空氣：碳跑、pH 高；密封久放：氧耗、碳增、酸增加。低體溫校正：酸鹼升、兩氣降。動靜脈差看氧；查理定壓，體積隨 K 長。