混合静脉血氧饱和度（MvO2）

混合静脉血氧饱和度（MvO₂）

Nina Singh-Radcliff, MD

——杨君君(译),张晓庆(审校)

基础知识

概述

l混合静脉血氧饱和度（MvO₂）是指血液通过身体的组织毛细血管床之后测量血液中残留的氧气的量，它测量的是没有使用过的氧气的量。

l一个真正的“混合”静脉采样取自肺动脉导管远端端口。血液是由上、下腔静脉血与冠状静脉窦血组成。

lMvO₂反映的是动脉血氧如何有效地输送或传递的整个身体，有多少氧气被身体所用。因为氧气输送依赖于心输出量（CO），血红蛋白（HG），血氧饱和度（O2sat%），MvO₂也可作为替代来评估这些因素。此外，它反映了肺和心脏系统的血流动力学功能。

l血压，氧饱和度，和其他监控工具提供的信息反映大规模的血液循环，MvO₂是评估微循环与细胞氧合的有效性。

生理学原理

l（氧气开始）-（氧气消耗）=氧气剩余。MVO2表示返回到心脏未使用的氧气的量，修改的Fick原理。

MvO₂= SaO2 −V˙ O2/(CO × 13.9 × Hg)

lMvO₂，或O2经过全身灌注后在静脉血内的剩余，可以作为氧气供应（氧饱和度，血红蛋白，心输出量），氧的需求（组织/细胞的代谢需求）和组织氧合（氧气输送对需求的有效性）的一个指标。

l在正常条件下，休息状态，MvO₂= 75%（40毫米汞柱，PaO2）。氧气供应量>氧气需求量。只有25%的氧气利用或从血液中提取，遗留安全储备量75%。

l火车站比喻：氧气（货物）从大气中交付给肺（火车站）。O2（货物）由经过的血液（火车）装载，装载在血红蛋白分子上（车厢）。心脏泵（引擎）提供能量运送含氧血/氧合血红蛋白（装到货车车厢里的货物）到组织/细胞（城镇）。血红蛋白（车厢）在肺（火车站）加载满氧气（货物），血（火车）带着未使用的氧气（货物）返回到肺（火车站）。因为没有可靠的方法来计算被组织/细胞（城镇）利用的所有的氧气（货物），可以间接地测量多少氧气（货物）被加载到血（火车）和返回的氧气（货物）。在正常条件下，细胞/组织（城镇）利用大约25%的是在肺里（火车站）装满的氧气的；因此75%的血红蛋白（车厢）可容纳的氧气（货物）返回到肺（火车站）。

l氧气需求量：概述满足身体的新陈代谢要求所需氧气量。O2需要在细胞水平维持正常的细胞功能和个组织器官不同的基础代谢率。此外，它依赖于如温度，代谢状况，肌肉工作等因素，直接测量时困难的，但可以根据Fick原理，间接测量氧气的消耗量（MvO₂）。

l氧气消耗量：概述氧气被组织使用的量，等同于健康患者氧气的需要量。当需求增加（增加的新陈代谢需求），身体通过增加心输出量（每搏输出量，心率）或者氧气的摄取为了避免组织细胞/缺氧。

l氧气供应：因为身体不能储存氧气（与葡萄糖不同），它的供应完全依赖于血流动力学和肺功能的维持（氧饱和度）和循环系统（血红蛋白，心输出量）。

—肺：在正常呼吸情况下，病人呼吸的吸入氧浓度为21%，导致肺泡部分压力为100毫米汞柱。FA = (Pbaro – PH20)(FIO2) – (PaCO2/0.8) = (760 – 47)(0.21) –(40/0.8) = 100 mm Hg。因为毛细血管静脉血/被包围的肺泡内PaO2为40mmhg。压力梯度的存在允许单纯扩散，氧气从高压侧到低压侧（肺泡到毛细血管）。

—血氧含量：氧气从肺泡到血液运输有两种形式：溶解在血浆中（2%）和粘附与血红蛋白上（98%）。血液中氧气的含量=氧气（溶解）+氧气（结合到血红蛋白）=PaO2(0.003) + Hg(1.39)(SaO2).在正常情况下，血红蛋白在经过肺泡后会达到完全的饱和。

—心血管：心脏提供泵功能将含氧的血液输送到需要消耗氧气的组织。动脉血氧含量乘以心输出量等于氧气输送的量。[(Hg)(1.39)(SaO2) + PaO2(0.003)] ∗CO

∗10.这些因素中有有任何一个异常将会降低氧气输送的量。

解剖

l一个真正的混合静脉样本应该从肺动脉（远端肺动脉导管）内采取。这里允许足够上腔静脉（SVC），下腔静脉（IVC），冠状静脉窦的血液混合。持续监测MvO₂的技术得到了发展，是建立在特殊的肺动脉导管的基础上（排除误吸、送样）。

l在休息时，相对于下腔静脉（IVC）来说，从SVC（上腔静脉）（脑，心）回流的血具有较低的氧饱和度（更多的组织消耗）。

l是否上腔静脉氧饱和度(ScO2)可以监测全身组织的低氧血症一直存在争议。上腔静脉氧饱和度(ScO2)的优势在于它可以从上半身的中心静脉导管中取样，创伤性小也容易操作。此外，它还可以代理评估心输出量。持续监测的技术通过特殊的中心静脉导管也可以实现。

l如果PAC是楔形或部分的楔形，样本将反映动脉血的组成。

l左向右心内分流（例如室间隔缺损），导致动脉化的血液，可以造成MVO2阶梯上升，因为它通过右心室。

疾病/病理生理

l病理生理状态可导致氧需求>氧输送。需求的增加（增加的代谢要求）必须通过增加心输出量（提高心率和每搏输出量）或者氧气的摄取（75%储备）来代偿。然后，如果代偿机制被耗竭，需求>消耗，细胞组织会求助于无氧代谢以维持细胞功能。

l低MvO₂状态：潜在的增加氧需或氧耗，或降低的心输出量，血红蛋白，动脉血氧饱和度。

—增加的氧需或氧耗：发热，加氧的需求/消费：发烧，痉挛，颤抖，呼吸机抵抗，恶性高热，甲状腺危象。如果病人有充足的心脏储备，机体可以通过增加心输出量代偿，去维持组织氧供。伴随着以上氧需的增加，机体会通过增加从动脉血的氧摄取来代偿。

—降低的心输出量：缺血，梗死，负性肌力药物，后负荷增加，急性肾功能衰竭，降低的每搏输出量或低血容量，休克，心律失常。心包填塞。当发生这种情况时，唯一可用的机制是增加氧气提取。比其他愿因的MvO₂下降更加难以耐受。

—血红蛋白降低：出血，贫血，隐形的血液丢失。轻度丢失可以通过增加心输出量来满足，如果病人有足够的心脏储备功能。显著的血液丢失可以通过增加心输出量和氧摄取率来代偿。如果病人的心脏储备降低，将会有细胞组织缺氧的风险。

—动脉血氧饱和度下降：肺不张引起体位性的最大肺活量的下降，液体超负荷，或其他的其他V／Q不匹配如肺栓塞。过增加心输出量和氧摄取率来代偿，如果代偿成功，将不会导致无氧代谢和酸中毒。

l高MvO₂状态：潜在的降低的氧需/氧耗，增加的氧气饱和度，血红蛋白和新心输出量；静脉血动脉血化样本。

—降低的氧需/氧耗：低体温，麻醉，药物性麻痹。

—脓毒症导致血液不适当的分流，远离需要氧气的细胞/组织，导致它们供氧不足从而求助于无氧代谢。同时，分流的血液返回心脏时氧未使用从而有高氧含量（增加MvO₂）。

—AVM（动静脉畸形）和其它大的分流，也可以导致类似的临床情况（增加MvO₂尽管缺氧，继发于不适当的从组织中分流。

—氰化物中毒可在细胞水平阻止氧气的使用。由于氧化酶堵塞或只有部分功能；防止血红蛋白从毛细血管血卸载。回血高氧（增加MvO₂），尽管细胞缺氧。

—增加动脉血氧饱和度：增加FiO2，增加FRC（肺泡从PEEP补充，较大的潮量，垂头仰卧位，腹部牵开器去除，增加的通气/血流比），改进的五/问匹配。

—增加的血红蛋白：输血。

—增加的心输出量：增加收缩力的药物治疗，交感神经刺激，减少后负荷，增加了前负荷（Starling曲线），解决心律失常，心率增加（4）。

—楔形PAC样品血从周围被氧合的肺泡提取；“动脉化”样本。

围手术期相关

l当氧气供应不平衡时，身体调动其代偿机制，以确保足够的可用性；增加氧气提取和心输出量。

l术中，O2通常是在稳定消耗状态，如果消耗状态降低，即是降低氧气交付到组织的量。经常通过降低心输出量，低血红蛋白和氧饱和度。降低心输出量是有问题的，因为你移除了一个组织细胞氧供的代偿机制。

l研究表明，降低的MvO₂一般先于或预示即将到来的心脏衰竭（10-15分钟前）以及整体预后。此外，随之而来的乳酸性酸中毒是组织缺氧的推定证据，也与预后不良相关。

l在加护病房，它可以被用来监测，评估和指导治疗脓毒症。

l上腔静脉氧饱和度可以利用，因为它是微创，更常规地应用于危重病人。应谨慎评估它的数值，因为它反映的是脑和上半身的氧气提取程度。

l在心脏手术，当心脏被操作时，可能发生PAC迁移。球囊放气，在将管子拔出1-3cm。

公式

MvO₂= SvO2 −V˙ O2/(CO × 13.9 × Hg)

13.9 = K factor (来源1.39 × 10, 见下文)

lMvO₂正常值:

–混合静脉血氧饱和度= 60–80%

–混合静脉部分压力= 35–45 mm Hg

l静脉血氧含量; CvO2 = 15.5 mL/dL– 溶解O2 + 与Hg结合O2 {Hg × 1.39 ×MvO₂)+ PvO2(0.003) = 15.5 mL/dL.

–1.39 = 结合1 g Hb需氧ml数

– 0.003 = 02在血浆中的溶解度系数

– (15 × 1.39 × 0.75) + 40(0.003) = 15.5 mL/dL

l静脉血携氧量= DvO2 = 775 mL O2/min.

– CvO2 × CO × 10 = 775 mL O2/min

– 15.5 mL/dL × 5 L/min × 10 = 775 mL O2/min

– 乘以10 将dL 转化为mL

l动脉血氧含量; CaO2 = 20.1 mL/dL

–动脉氧饱和度= SaO2-95–98%

–动脉血氧分压= 80–100 mm Hg

–溶解O2 +与Hg结合O2

– [Hg × 1.39 × SaO2] + [PaO2(0.003)] =20.1 mL/dL

– (15 × 1.39 × 0.97) + 100(0.003) = 20.1 mL/dL

l动脉血携氧量= DO2 = 1005 mL O2/min

– CaO2 × CO × 10 = 1005 mL O2/min

– 20.1 mL/dL × 5 L/min × 10 = 1005 mL O2/min

lVO2 =动脉血携氧量–静脉血携氧量

– = (CO × CaO2 × 10) – (CO × CvO2 × 10)

– = CO (CaO2 – CvO2) × 10

– = CO × [(Hg × 1.39 × SaO2)−(Hg × 1.39 ×SvO2)] ×10

– = CO × Hg ×1.39 × (SaO2 −SvO2) × 10

– = CO × Hg × 13.9 × (SaO2 – SvO2)

– = (5 L/min × 15 g/dL × 13.9) × (0.97−0.75)

–注意，血浆中的O2被排除在外，因为它是非常小的

– = 230–250 mL O2/minute

– 提取各项数值= 250/1005 mLO2 = 25%

参考文献

1. Ho KM, Harding R, Chamberlain J, Bulsara M. Acomparison of central and mixed venous oxygensaturation in circulatory failure.J CardiothoracicVasc Anesth.2010;24(3):434–439.

2. Edwards JD. Oxygen transport in cardiogenic andseptic shock.Crit Care Med. 1991;19(5):658–663.

3. Shoemaker WC, Appel PL, Kram HB, Bishop M,Abraham E. Hemodynamic and oxygen transportmonitoring to titrate therapy in septic shock. NewHoriz.1993;1(1):145–159.

4. Cariou A, Monchi M, Dhainaut JF. Continuouscardiac output and mixed venous oxygen saturationmonitoring.J Crit Care. 1998;13(4):198–213.

附加阅读

lKelly KM. Does increasing oxygen delivery improveoutcome? Yes. Crit Care Med. 1996;12(3):635–644.

lYu M, Levy MM, Smith P, Takiguchi SA, Miyasaki A,Myers SA. Effect of maximizing oxygen delivery onmorbidity and mortality in critically ill patients: Aprospective, randomized controlled study.Crit CareMed.1993;21(6):830–838.

另可见（标题、索引、电子阅读设备）

l肺动脉导管

l心输出量

l脓毒症

临床要点

l混合静脉血氧饱和度提供了一个在围手术期和ICU期间评估组织氧合的监测指标。

l目前大多数灌注监测手段是基于全身水平。

l测量静脉血氧饱和度可以用来推测相关的指标（血红蛋白水平，耗氧量，和心输出量）。