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译者简介  张斌 浙医二院急诊医学科 火凤凰翻译组成员 2016年11月加入FPTG 背景 近100年来，临床医生一直在努力准确评估酸碱失衡，并揭示其所涉及的机制。已经引入了许多方案来描述酸碱失衡。量化酸碱失衡的三种最常用的方法分别为基于肾和肺酸碱相互作用的生理学方法;物理化学方法（也称为Stewart方法），基于强离子和pH变化相关的弱离子，如白蛋白和磷; 基于血气分析仪提供的代谢酸碱状态变化的量化、碱剩余方法。标准碱剩余是用于评估急性危重环境中创伤患者最广泛研究的预后标志物之一。尽管大多数商用血气分析仪在全球范围内提供标准碱剩余，但许多医生并未意识到其相关性以及如何使用该标记物。本综述讨论了标准碱剩余的价值，并包括几个案例小插图，显示了临床实践中碱剩余方法的益处。 历史视角 要了解标准碱剩余的发展，应该熟悉20世纪50年代和60年代酸碱评估的历史。1952年，一场毁灭性的脊髓灰质炎疫情袭击了哥本哈根。大约3000名患者在4个月内住院治疗; 大多数人被送往布拉格达医院，这是一家传染病医院。大约345名患者患有延髓脊髓灰质炎，这会影响呼吸和吞咽肌。当流行病开始时，只有一个酸碱平衡的实验室检测可用：血液中的二氧化碳总浓度。由于无法确定二氧化碳分压（Pco2），高二氧化碳 - 或碳酸氢盐 - 值被认为表明不明原因的碱中毒而不是慢性呼吸性酸中毒。在1个月的时间里，在疫情高峰期，31名延髓脊髓灰质炎患者中有27人死亡。 随后医院召开会议讨论这场灾难; 与会者包括麻醉师BjørnIbsen和医院实验室主任Poul Astrup。Ibsen意识到明显的二氧化碳潴留引发了血液高碳酸氢盐水平，并且这些值并不表明不明原因的碱中毒。根据Ibsen之前在马萨诸塞州综合医院的经验，一名患有破伤风的儿童接受了箭毒治疗并通过气管切开术人工通气，他推断人工通气可能有助于脊髓灰质炎患者。在布莱达医院，Ibsen使用人工球囊通气治疗一名12岁女孩，她的肢体瘫痪并且发绀、呼吸急促。在进行气管切开术后，她通过带气囊的气管导管成功通气。随后，招募了1500名医学和牙科学生为布拉格达医院的脊髓灰质炎患者提供通气，进行了总共165,000小时的通气支持，结果大约100名患者的生命得以挽救。 对哪些患者进行支持性通气的选择主要基于血液中Pco2的测量。当地公司提供了一个小型pH计，通过应用Henderson-Hasselbalch方程，使用pH和碳酸氢盐，可以使用图表推断Pco2，这预示着一个新的临床酸碱时代。1958年，为了找到评估酸碱状态代谢成分的简单方法，来自哥本哈根的Astrup和SiggaardAndersen在检查人体血液滴定结果后发展了碱剩余的概念。他们的思想源于1948年Singer和Hastings开发的全血缓冲的基础概念，用于描述酸碱平衡的代谢紊乱。缓冲碱被认为是血浆中弱酸（缓冲）阴离子的总和，包括血红蛋白、血浆蛋白、磷酸盐和碳酸氢盐。血液碱剩余被认为是独立于呼吸成分以及可替代血浆碳酸氢盐的测量。碱剩余是需要在1L体外完全氧合的全血中加入强酸的量（以毫摩尔/升计），使样品恢复到标准条件（pH值为7.40，Pco2为40mm Hg，温度为37℃）。在这些标准条件下，根据定义，碱剩余将为每升0mmol。 碱剩余被认为是酸碱平衡非呼吸成分的第一准确指数。然而，由Schwartz和Relman领导的一个美国专家组质疑碱剩余的有用性，导致所谓的“跨大西洋酸碱争论”。他们认为，由于在体内血浆与组织间液相连，缓冲能力有限，因此血液样本在体外获得的血浆碱剩余是不准确的。Siggaard-Andersen通过估算每升50克的血红蛋白浓度来回答这一挑战，这将降低体外血液样本明显的缓冲能力。该策略提供了现在称为标准碱剩余的评估，反映了血红蛋白作为细胞外液中缓冲剂的作用。根据所使用的算法，标准碱剩余计算为每升30至50克，这基本上是细胞外液中估计的血红蛋白浓度（血红蛋白浓度的三分之一）。相比之下，美国专家提供了六步法来计算Pco2或碳酸氢盐水平的变化（表1），并支持从化验单中去除碱剩余。尽管如此，大多数血气仪仍然提供标准碱剩余，并且在全世界的临床研究和临床实践中广泛使用。 表1.标准碱剩余（SBE）或碳酸氢盐（HCO3-）水平表明的酸碱失衡的继发（“代偿”）反应
*对于动脉二氧化碳分压（Paco2）或SBE代偿反应以及Paco2或HCO3-代偿反应，根据显示的计算，预计在原发性酸碱失衡中会有一些变化。如果对原发过程的代偿反应超出预期范围，则可以诊断混合性紊乱（例如，如果计算的SBE或HCO3-大于或小于预测，则可以诊断呼吸性酸中毒合并代谢性碱中毒或酸中毒的情况）。呼吸性酸中毒和呼吸性碱中毒的代偿性反应是代谢性的，代谢性酸中毒和代谢性碱中毒的代偿反应是呼吸性的。要将Paco2的值从毫米汞柱转换为千帕斯卡，除以7.5006。 Δ符号表示“改变”。 碱剩余命名与公式 碱剩余的命名可能令人困惑（表2）。术语“碱剩余”用于临床实践，但可用的血气装置计算标准碱剩余（SBE），也称为细胞外液碱剩余（BEECF），或血液碱剩余（BEB）。化验单显示BEECF、BEB或两者都有。因此，国家临床实验室标准委员会建议使用通过单一算法计算标准碱剩余的装置，并注意标准碱剩余不应与血碱剩余混淆。文献中另一个流行的术语是碱缺乏，它是碱剩余的负面形式，计算为-1×SBE或-1×BEB. 术语“碱缺乏”和“碱剩余”通常可互换使用，但应该认识到，在代谢性酸中毒的患者中，每升6mmol的碱缺乏等于每升-6mmol的标准碱剩余。由于血气仪不提供碱缺乏，因此本综述使用标准碱剩余。为了计算标准碱剩余，常用的市售动脉血气分析仪使用的算法根据制造商略有不同，但主要基于VanSlyke方程（表2）。 碱剩余的使用 为了诊断酸碱失衡，使用碱剩余方法可以采用三步法。第一步是评估与pH和Pco2相关的标准碱剩余（图1和2以及表1）。就本综述而言，pH值为7.40，动脉二氧化碳分压（Paco2）为40 mm Hg，标准碱量过量为0±2 mmol /L.对于个体患者，这些基线测量可能不同。 下一步是确定代偿反应（图1和2以及表1）。四种主要的酸碱失衡（呼吸性酸中毒，呼吸性碱中毒，代谢性酸中毒和代谢性碱中毒）如表1所示。在存在pH改变的酸碱失衡情况下，发生的生理过程倾向于将pH恢复至正常。这些变化被认为是代偿性的。例如，代谢性酸中毒导致立即的过度通气，并且在数小时内达到新的稳态Paco2。当呼吸异常存在时，代谢代偿缓慢发生，血浆碳酸氢盐水平或标准碱剩余需要2至5天才能达到新的稳态水平。根据标准碱剩余的代偿变化是否符合特定标准，呼吸变化被标记为“急性”或“慢性”（表1和图1和2）。混合的酸碱失衡是代偿反应不同于预期的反应。例如，患有糖尿病酮症酸中毒和严重呕吐的患者具有混合的代谢性酸中毒和碱中毒。 呼吸失代偿应区分为急性、慢性或混合性。患者的病史在这方面特别重要（例如，孕妇应该患有慢性呼吸性碱中毒），但通常不能根据患者的描述确定特定的时间范围。在这种情况下，我们假设计算将有助于确定呼吸失代偿的持续时间，尽管这些计算可能并不总是正确的。 第三步是区分（分割）标准碱剩余或评估阴离子间隙，以考虑混合性代谢酸碱失衡（图1和2以及表3）。区分方法在表3附带的案例小插图中说明。更简单可以取代全面区分计算的诊断方法，是评估阴离子间隙。混合的酸碱失衡经常发生，因此如果阴离子间隙增加，应该总是可以排除混合的代谢酸碱失衡。 表3 SBE的区分
SBE可以分为四个不同的组分，以确定酸碱失衡的组合。在区分方程中，假设患者最初的钠水平为140mmol/l，氯化物水平为104 mmol/l，白蛋白水平为40 g/l。区分方法由以下案例说明。一名患有1型糖尿病的48岁男子因呕吐入院。血浆钠水平为144 mmol/l，氯化物水平为93 mmol/l。动脉血气值如下：pH7.53;Paco2,32mmHg; HCO3-，27mmol/l; 和SBE4.7mmol/l. 其他血浆值包括葡萄糖水平448mg/l（24.9mmol/l）和白蛋白水平30g/l。尿酮值超过每分升80mg. 经白蛋白校正的阴离子间隙（Na + -Cl- -HCO3-）为26.5mmol/l。增加的pH和SBE表明代谢性碱中毒。然而，尽管pH值高于7.4，但高阴离子间隙显示出合并代谢性酸中毒。在这种情况下，存在两种代谢紊乱：糖尿病酮症酸中毒和因呕吐引起的代谢性碱中毒。由于碱性成分占主要，pH超过7.4，表明酮症碱中毒。在该患者中，SBE的成分如下：SBEFW = 0.3×（Na -140）= 0.3×（144-140）=1.2; SBEC1 = 104-（Cl×140÷Na）=104-（93×140÷144）= 13.6; SBEalb= 0.296×（40-白蛋白，以克/升计）= 0.296×（40-30）=2.96; 未测量的阴离子引起SBE=4.7-1.2-13.6 -2.96 = -13.06mmol /l. 大的阴性值表明高水平的阴离子，表明除了代谢性碱中毒之外的代谢性酸中毒，尽管pH高于7.4并且SBE阳性。阴离子间隙的评估可以代替这些综合计算。 校正白蛋白的阴离子间隙为26.5mmol/l.如果患者的初始阴离子间隙约为12mmol/l，则增加14.5mmol/l（由于未测量的阴离子，接近于SBE以上计算的-13.06mmol/l）; 这种增加很可能是由于糖尿病酮症酸中毒的β-羟基丁酸水平增加。 两个病例 患者1，一名54岁的肝硬化患者，因需腹水引流入院。血钠水平为129mmol / L，氯化物101mmol/ L，白蛋白3.0g / dl。动脉血pH为7.44，Paco2为30mm Hg。碳酸氢盐水平为每升19.7 mmol/L，标准碱剩余为-3.8mmol/L，动脉氧分压（Pao2）为80mmHg。 在该患者中，高pH、低Paco2和标准碱剩余低于-2mmol / L表明存在慢性呼吸性碱中毒（表1）。校正白蛋白的阴离子间隙为10.8mmol/L。这些结果可能表明慢性呼吸性碱中毒，因为阴离子间隙是正常的，预计标准碱剩余-4mmol / L，计算为0.4×（Paco2-40），接近于测得的标准碱剩余-3.8 mmol/L。慢性过度通气可能是肝脏对黄体酮代谢减少的影响，中枢神经系统中活化的孕酮受体导致通气增加。低氧血症可能由肝肺综合征引起，特别是当患者直立和卧位时，出现位置性呼吸困难和低氧血症的症状（分别是斜卧呼吸和直立型低氧血症）。 患者2，一名86岁的女性，因中风而入院时出现呼吸衰竭。pH为7.33，Paco2为86mmHg，碳酸氢盐水平为43.3mmol/ L. 标准碱过量为16.6mmol/L. 血钠水平为146mmol / L，氯化物水平为96mmol / L。低pH、高Paco2和标准碱剩余超过2mmol / L表明存在慢性呼吸性酸中毒（表1）。因此，预期标准碱剩余（计算为0.4×（Paco2-40））为0.4×（86-40），或18.4mmol/L。患者的标准碱剩余16.6 mmol / L接近此值，但低于预期的标准碱剩余可能是由于合并代谢性酸中毒。 急性疾病情况下的碱剩余 早期识别创伤患者的低血容量性休克是急诊科中最具挑战性的任务之一。在休克期间，无氧代谢由血清乳酸水平反映。相反，标准碱剩余是计算值，其不仅受乳酸酸中毒的影响，还受其他因素的影响，例如每分钟通气和各种治疗，包括碳酸氢钠和静脉注射液的给予。血乳酸水平和标准碱剩余是损伤后最常用的全身性代谢性酸中毒循环标志物。关于哪种措施在急危症环境中更有用仍然存在争议，但对于患者治疗可能不那么重要，因为血气仪通常提供两种指标，因此可以同时评估它们。 有大量文献关于标准碱剩余值的作为确定急性病治疗期疾病严重程度的最重要工具之一。一项涉及超过16,000名患者的研究将标准碱剩余与高级创伤生命支持（ATLS）低血容量 - 休克分类进行了比较，该分类结合了格拉斯哥评分、心率和收缩压。发现标准碱剩余对于检测低血容量性休克和在早期输血产品的需求方面对失血性休克患者进行分层具有优越性。此外，在创伤患者中，标准碱剩余预测死亡风险明显优于生命体征或休克指数。标准碱剩余的使用似乎对穿透性创伤患者的快速生理评估的生命体征的测量也有优越性。这些研究结果表明，标准碱剩余的值可能是低灌注的指标，并且在入院时没有低血压的患者中可能预测患者情况不稳定;此外，它可能是严重钝性创伤患者多次输血需求的独立预测因子。 在最近对25年内进行的创伤研究的系统评价中，动脉标准碱剩余的负值始终与临床重要损伤、主要并发症和病死率增加相关。动脉标准碱剩余值每减少一单位，住院期间死亡风险的比值比增加8至14％。尽管在过去20年中创伤治疗取得了进展，但动脉标准碱剩余仍然对创伤患者有用。此外，在这些患者中，标准碱剩余的负值或负值变得越来越大被认为可预测输血需求，以及许多与休克相关的并发症，包括重症监护室的长期住院、肾功能衰竭、急性呼吸窘迫综合征、多器官衰竭和急性肺损伤。在急性情况下，标准碱剩余也可能与创伤患者可能致命的凝血障碍的风险相关。多发伤患者标准碱剩余的测量已成为急诊室的常见做法，因为许多创伤专家认为这对于指导复苏工作具有预测性和关键性。在烧伤患者中，标准碱剩余可能在预后和确定复苏努力的终点方面都是有用的。使用标准碱剩余的关键是通过估计代谢性酸中毒水平来评估酸碱异常的代谢组分。低于-6mmol / L的负值表明严重的代谢性酸中毒。 不幸的是，创伤患者标准碱剩余的研究有一些局限性。首先，尚未进行随机对照试验; 因此，证据仅来自观察性研究。其次，大多数研究都有很大的选择偏倚; 例如，通常在不到30％的患者中测量动脉标准碱剩余。此外，标准碱剩余值受给予等渗盐水后的高氯性酸中毒以及肾衰竭、糖尿病酮症酸中毒和长期二氧化碳潴留的影响。对于在救护车接受过液体复苏的患者和已有肾功能衰竭、慢性呼吸系统疾病或混合酸碱紊乱的患者中，标准碱剩余值很容易被误解。例如，慢性呼吸性酸中毒的患者PaCO2在几天内已增加了10mmHg,标准碱剩余就会超过4 mmol/l。如果出现休克和合并代谢性酸中毒，标准碱剩余可能变为约0mmol/L，显示没有代谢性酸碱问题。在这种情况下，增加的阴离子间隙可以指导临床医生结合呼吸性酸中毒诊断高阴离子间隙代谢性酸中毒。因此，如果在个体情况下仔细评估酸碱失衡，关于标准碱剩余和创伤的研究可能有助于指导临床决策。 新生儿和儿童，包括窒息相关脑病的新生儿和创伤儿童，也广泛研究了标准碱剩余的使用。关于儿科环境中标准碱剩余的补充说明超出了本综述的范围。 总之，标准碱剩余仍然是重症监护病房中最常用的标志物，既可用于诊断代谢性酸中毒，也可用于指导复苏或治疗。在创伤治疗中，标准碱剩余可以快速获得，已经得到很好的研究，并且似乎优于生命体征或pH作为复苏终点; 然而，单独的任何单个酸碱值都不能用作终点。随着医疗机构中血气分析的可用性增加，可以简单地评估标准碱剩余，并可在患者进入急诊室后几分钟进行测量。标准碱剩余的测量通常需要动脉血，这在急诊环境中可能难以获得。静脉血可以更容易且更快速地获得，并且静脉标准碱剩余的值通常与动脉值很好地相关。这种密切相关的原因是动脉碳酸氢盐水平仅略低于静脉碳酸氢盐水平，并且动脉和静脉pH之间的差异太小而不会引起标准碱剩余的显著变化。 结论 标准碱剩余是用于评估酸碱失衡的有用方法。大多数血气化验单都可以获得标准碱剩余，用于评估酸碱失衡代偿反应的Paco2和标准碱剩余的四个计算比生理方法中的计算更容易记忆和执行。当与阴离子间隙结合时，标准碱剩余方法在酸碱评估中的有用性得到改善。标准碱剩余可能在急性病患者的初始评估和预后中起作用。碱剩余的术语可能令人困惑，但有了一些背景知识，这个概念很容易在临床实践中应用。临床医生应该记住，标准碱剩余的计算是准确的，但血气设备的制造商应该标准化标准碱剩余的方程，并仅使用国家临床实验室标准委员会建议的标准碱剩余计算。 |
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