Stewart-Fencl血氣判斷方法對危重癥患者代謝性酸堿失衡的診斷價值

吳樹彬，李春華，任憲鳳，趙 晶★

（1.中日友好醫(yī)院手術(shù)麻醉科，北京 100029；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團醫(yī)院麻醉科，烏魯木齊 830002）

陰離子間隙（anion gap，AG）與堿剩余（base excess，BE）是臨床常用的酸堿平衡判斷方法，但它們無法解釋血漿非碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)異常在代謝性酸堿失衡中的作用[1，2]，尤其是對于酸堿重度紊亂的危重癥患者。血漿中最重要的緩沖系統(tǒng)是碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)，非碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)主要包括血漿蛋白[3]，主要指清蛋白（albumin，Alb）和無機磷[4]（inorganic phosphate，Pi），在機體表現(xiàn)為非揮發(fā)性弱酸。低蛋白血癥在危重癥患者中非常常見，由于其對酸堿平衡的影響，可能會混淆對酸堿數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)解釋。

另一種酸堿平衡判定方法，它基于Stewart-Fencl 酸堿化學(xué)理論[5]，綜合考慮了血漿中的碳酸氫鹽與非碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)。本文擬通過分析危重癥患者的酸堿數(shù)據(jù)，比較3 種方法檢測代謝性酸堿失衡的能力。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標準

回顧分析2018年4月～12月在中日友好醫(yī)院CCU、肺移植科、SICU 治療的重癥心衰、ARDS、膿毒癥、多臟器衰竭患者及創(chuàng)傷患者的酸堿數(shù)據(jù)。排除標準包括動脈血氣分析與生化檢測數(shù)據(jù)不全的患者。

1.2 AG 計算公式

AG 使用（[Na＋]＋[K＋]）－（[Cl－]＋[HCO3－]）計算。

1.3 Stewart-Fencl 酸堿化學(xué)判斷方法

Stewart-Fencl 方法認為人體的酸堿平衡取決于3 個獨立變量[5]，即PCO2、強離子差（strong ion difference，SID）和弱酸總濃度（total weak acids，ATOT）。SID 是指血液中所有的強陽離子與強陰離子的差值。機體非揮發(fā)性弱酸主要包括Alb 和Pi，ATOT 為未解離的弱酸濃度與已解離弱酸生成的弱酸根濃度之和。這3 個變量中，任何一個變量異常則會引起相應(yīng)的酸堿失衡。根據(jù)這個方法，酸堿失衡的分類可見于表1。對于SID，其在人體中正常值為40～44mmol/L，其值越大，越偏堿，反之則偏酸。SID 計算方法可參考相關(guān)文獻[6，7]。

表1 酸堿失衡的分類

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

使用SPSS 22.0 軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。根據(jù)Q-Q 圖結(jié)果，確定連續(xù)變量是否為正態(tài)分布。計量資料采用±s 表示，計數(shù)資料采用例數(shù)（%）表示。計量資料組間比較若滿足正態(tài)性和方差齊性，采用方差分析，多重比較采用Bonferroni 法，檢驗水準（α’＝0.05/比較次數(shù)）；否則使用非參數(shù)檢驗，多重比較采用Nemenyi 檢驗。計數(shù)資料采用χ2檢驗或Fisher 精確概率法，多重比較采用Boferroni法或卡方分割。

2 結(jié)果

2.1 酸堿數(shù)據(jù)概況

在178 例動脈血氣分析樣本中，正常血氣樣本有11例，單純呼吸性酸堿失衡15 例，152 例患者存在代謝性酸堿失衡。表2 是152 例重癥患者的酸堿數(shù)據(jù)，主要包括動脈血氣分析、生化檢測及根據(jù)這些結(jié)果的導(dǎo)出數(shù)據(jù)。

表2 重癥患者的血漿酸堿變量（n＝152）

2.2 3 種方法判斷代謝性酸堿失衡

在152 例患者中，122 例BE 值存在異常，但不能確定是否存在混合型酸堿失衡。AG 法主要用于判斷代謝性酸中毒，對于代謝性堿中毒的診斷能力有限。有16 例樣本AG≥16mmol/L，說明發(fā)生了機體固定酸水平升高的代謝性酸中毒；有70 例AG 值正常，但[Cl－]明顯增高，說明存在高氯性酸中毒。Stewart-Fencl 法可判斷145 例患者存在代謝性酸堿失衡，對于判斷代酸或代堿有明顯優(yōu)勢。表3 是3 種血氣判斷方法的比較，與BE 組和Stewart-Fencl 組比較，AG 組pH 值和[HCO3－]明顯較低。Stewart-Fencl 組[Alb]顯著低于AG 組，與BE 組無統(tǒng)計學(xué)差異。在診斷代謝性酸堿失衡方面，Stewart-Fencl 組明顯高于AG 組與BE 組。

表3 不同方法判斷代謝性酸堿失衡的比較

2.3 復(fù)雜代謝性酸堿失衡的判斷

表4 選擇了BE 與[HCO3－]在正常范圍內(nèi)的患者，用BE 值法或AG 法難以判斷酸堿失衡，數(shù)量約為總病例的1/6。這些患者酸堿指標表面看起來正常，使用Stewart-Fencl 方法則可以發(fā)現(xiàn)酸堿失衡。低SID 的酸化效應(yīng)（由[Cl-]↑或血漿稀釋導(dǎo)致，可見于93.3% BE 與93.9%[HCO3-]在正常范圍內(nèi)的患者）被代償或低蛋白血癥（100%見于酸堿數(shù)據(jù)看起來正常的患者）的堿化效應(yīng)所掩蓋。低氯性堿中毒（分別為40.0%和30.3%）被血液稀釋或高磷酸血癥代償。在13.3%BE 正常的患者，AG明顯升高。Stewart-Fencl 方法不但可以判斷酸堿失衡，還可以揭示代謝性酸堿失衡的原因。

表4 BE 與碳酸氫根正常的酸堿失衡患者

3 討論

從上述臨床實例可以看出，根據(jù)PCO2、ATOT和SID 獨立變量的變化，可以直接、定量解釋和評估酸堿失衡。而用于綜合評估的數(shù)據(jù)（pH、PCO2、Alb 和Pi，以及Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-）都可由動脈血氣和血清生化檢測獲取。

一般情況下，使用基于血漿[HCO3-]的AG 法和BE 法可以滿足臨床判斷的需求，因為機體主要的緩沖物質(zhì)就是H2CO3-HCO3-。但是，對于危重癥患者，其它緩沖物質(zhì)常常出現(xiàn)明顯下降（表3），比如Alb，即使在血漿[HCO3-]正常情況下，也會對酸堿指標產(chǎn)生影響。因此，使用AG 法與BE 法，對于重癥患者，常出現(xiàn)漏判的情況[8]（表3 和表4）。

使用基于碳酸氫根的AG 方法，觀察到的情況表明，在[HCO3-]正常時，AG 正常不代表沒有酸堿紊亂[9]。當考慮到低蛋白血癥的影響時[10]，使用使用校正的AG，則會發(fā)現(xiàn)這些病例AG 數(shù)值變大，可以發(fā)現(xiàn)某些隱匿的酸中毒，從而提高診斷酸堿失衡的能力。研究者的數(shù)據(jù)也反面印證了這一點，在30 例BE 正常的患者中，AG 法只能發(fā)現(xiàn)13%的患者發(fā)生了代謝性酸中毒（表4）。另外值得強調(diào)的是，即使AG 對于診斷代謝性酸中毒有一定優(yōu)勢，但在診斷代謝性堿中毒方面存在天然缺陷[11]。

本研究數(shù)據(jù)表明，BE 會漏判嚴重的代謝性酸堿失衡。在30 例BE 正常的患者中，28 例SID 明顯降低，這些酸中毒主要來源于血液稀釋、高氯性酸中毒。BE 未診斷出酸堿失衡的主要原因在于低Alb 的堿化效應(yīng)掩蓋了低SID 導(dǎo)致的酸中毒。在低Alb 的情況下，BE 法不適用于判斷酸堿失衡的原因如下。

BE 一直被認為SID 與其正常值的差值[12，13]，然而，只有當血漿非碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)（Alb 和Pi）濃度正常時，這才是正確的。不滿足這個條件時，必須校正“正常SID”的參考狀態(tài)。這就是BE法所做的[12]：BE=0 的情況下，存在低蛋白血癥時，校正后的SID 被認為是正常的；與低蛋白血癥相比，在血清[Alb]恢復(fù)至正常水平時，BE 值必須較前降低，才能滿足PCO2=40mmHg 條件下pH=7.40，這也是BE=0 的唯一定義；[Alb]的變化不被認為是酸堿異常[12]。然而，這樣校正（降低）SID 可能存在3 種不同的機制：高氯血癥、[XA-]升高或血液稀釋（表1）。Wilkes 認為[14]，在低Alb 血癥時，可通過增加血漿[Cl-]降低SID，這是腎臟對低蛋白血癥的代償機制；他的結(jié)論是基于91例ICU 患者的223 次酸堿變量測量結(jié)果。盡管本研究的樣本量相對較少，卻未發(fā)現(xiàn)血清[Alb]與[Cl-]存在明顯相關(guān)性。原因可能是大多數(shù)ICU 患者中，許多常規(guī)干預(yù)措施會改變血漿[Cl-]，其程度可能會超過腎臟對該陰離子的調(diào)節(jié)范圍（例如，利尿劑、抽吸胃液、檸檬酸血制品的輸血、靜脈輸入營養(yǎng)液、大量輸注NaCl 溶液）。

本研究的局限在于納入樣本量較小，尤其是BE 值與[HCO3-]處于正常范圍，但存在代謝性酸堿失衡的重癥病例，這部分重癥病例是重癥醫(yī)學(xué)需要關(guān)注的群體，因此，未來需要納入更多樣本，進一步系統(tǒng)評估Stewart-Fencl 方法在危重癥患者代謝性酸堿失衡中的應(yīng)用價值。

低蛋白血癥在重癥患者中普遍存在，使用傳統(tǒng)的BE 法和基于血漿HCO3-的AG 法判定可能出現(xiàn)漏判。在血漿[Alb]低于正常范圍時，AG 可能錯失或低估代謝性酸中毒。Stewart-Fencl 方法提高了復(fù)雜性代謝性酸堿失衡的診斷率，而且對酸堿失衡的病因有提示作用。