围术期重要的氧供和氧耗

氧供氧耗平衡是重症患者管理中的关键问题，关系到器官功能和生存预后。如果氧供不能满足组织氧耗的需求，可能导致器官缺氧和多器官功能障碍。理解并管理氧供氧耗平衡，对于提高重症患者的治疗效果至关重要。

重要细胞功能的能量需要稳定的氧气供应来产生，如果氧的利用率受到限制或细胞对氧的利用改变，细胞耗氧量可能下降，导致器官功能障碍。此外，组织缺氧发生时，组织细胞有异常的氧利用，会导致无氧代谢。因此，必须保持细胞有足够的氧气供应，保持细胞的氧气利用能力，以保持器官功能，避免组织缺氧和死亡。

氧供和氧耗

一、氧供（DO2）

氧供（DO2）是指心脏通过血液向全身组织提供的氧输送量，它可以用动脉氧气含量（CaO2）乘以心输出量（CO）来计算。

DO2 [毫升氧气/每分钟] = CaO2 [毫升氧气/每100毫升血液]×10*×CO [升/每分钟]

*10为单位转换（毫升/100毫升转换为毫升/升）

动脉氧含量是指在100毫升动脉血液中所含的氧气量。绝大多数氧气实际是由血红蛋白结合并运输的，只有小部分氧气是通过物理方式溶解及运输的。在大部分临床实践中，当计算氧气含量或运输时，这小部分氧气可被忽略不计。

1克血红蛋白（Hb）能够结合1.34毫升的氧气（理论上最大结合量是1.39毫升氧/每克血红蛋白，但直接测量结果为1.34，并且霍夫尼常数也支持这一结果）。

所以动脉氧气含量（不含物理溶解的氧气）计算公式为

CaO2 [毫升氧气/每100毫升血液] = Hb [克/每100毫升] ×1.34 [毫升氧气/每克血红蛋白]×SaO2

正常成年男性的动脉血氧含量由动脉血氧饱和度（SaO2）100%乘以15克/每100毫升的血红蛋白计算得出，约为20.1毫升/每100毫升血液。

这一结果再乘以心指数所得即为氧供（不包含溶解在血液中的氧）。

DO2 [毫升氧气/每分钟] = Hb [克/每100毫升]×1.34[毫升氧气/每克血红蛋白]×SaO2×10×CO[升/每分钟]

所以如果使用静息时的正常心输出量5升/每分钟进行计算，每分钟约有1000毫升氧气被输送至全身组织。

当使用心指数（与体表面积相关联的心输出量）参与计算时，可得出氧输送的正常值为400-650毫升/每分钟/每平方米。

氧供在下列情况时，会发生减少：

气体交换功能障碍

——动脉血氧饱和度降低

贫血

——血红蛋白数量减少

心输出量减少

——心输出量极低

二、氧耗(VO2) 

氧耗指被器官所消耗的氧气量。通常器官并不会消耗血液输送的全部氧气，这就意味着有一部分氧气回到右心和肺。因此可通过计算氧输送量及氧在静脉血中回流并被摄入肺动脉的量之差得出氧气的消耗量。类似于动脉氧含量，静脉氧含量（CvO2）可通过下列公式计算（血液溶解的氧气不计）：

CvO2[毫升氧气/每100毫升血液]=Hb[克/每100毫升]×1.34[毫升氧气/每克血红蛋白] ×SvO2

按照混合静脉氧饱和度（SvO2）的正常值75%计算，静脉氧含量约为15毫升/每100毫升血液。

因为VO2=CaO2×CO-CvO2×CO=（CaO2-CvO2）×CO，所以就可推导出：

VO2[毫升氧气/每分钟]=Hb[克/每100毫升]×1.34[毫升氧气/每克血红蛋白]×（SaO2-SvO2）×10×CO[升/每分钟]

通过这个公式，计算出氧气消耗量的正常值为200毫升/每分钟，这就意味着在静息状态下，人体每分钟消耗200毫升氧气。

在临床中，可用中心静脉氧饱和度（ScvO2）来替代混合静脉氧饱和度（SvO2）来计算和解释氧气的消耗。

此外还可以结合心指数计算氧耗指数（VO2I），其正常值为125-175毫升/每分钟/每平方米。

下列情况可使氧耗指数升高：

炎症，脓毒血症

肌肉运动（颤抖，呼吸）

应激

发热

三、中心静脉氧饱和度ScvO2/氧气的供需平衡

正如先前所描述的，部分被输送至全身组织的氧气未被消耗又回到右心和肺。在正常情况下只有25%的氧气被消耗。

如果氧供减少以及/或氧气的消耗增加，那么氧气的输送量就不再满足全身组织对氧的需求，这也意味着回流至右心的氧气减少。这种情况可以通过混合静脉氧饱和度和中心静脉氧饱和度来反映。通过使用静脉血气分析或CeVOX-探头可以得到连续ScvO2，进而获得病人体内氧气供需情况的重要信息。

中心静脉氧饱和度就像天平上的中心点，它反映氧供和氧耗之间的平衡。

如果天平失去平衡，中心静脉氧饱和度必须尽快复原以确保充足的器官供氧。