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清醒犬貓的中心靜脈血氣與酸鹼狀態解析

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25
12 月

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研究顯示，中央靜脈血氣分析能有效評估犬貓的酸鹼平衡與氧合作用，尤其在重症治療中具有重要意義。與動脈血氣檢測相比，儘管部分參數顯示差異，但中央靜脈血氣分析在改善血流動力學、調節氧氣供應與需求方面仍具有臨床應用價值，對犬貓的重症處置至關重要，尤其在貓隻中尤為明顯。

Central venous blood gas and acid-base status in conscious dogs and cats

清醒犬隻與貓隻的中心靜脈血氣與酸鹼狀態

Tamura J, Itami T, Ishizuka T, et al. Central venous blood gas and acid-base status in conscious dogs and cats. J Vet Med Sci. 2015;77(7):865-869. doi:10.1292/jvms.14-0503

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4527512/#:~:text=In%20this%20study%2C%20the%20ScvO,cut%2Doff%20level%20for%20dogs.

Abstract

To determine the reference level of central venous oxygen saturation (ScvO2) and clinical efficacy of central venous blood gas analysis, partial pressures of oxygen and carbon dioxide, pH, oxygen saturation, base excess (B.E.) and HCO3 concentration were compared between simultaneously obtained central venous and arterial blood samples from conscious healthy 6 dogs and 5 cats. Comparisons between arteriovenous samples were performed by a paired t-test and Bland-Altman analysis. Between arteriovenous samples, B.E. showed good agreement, but there were significant differences in other parameters in the dogs, and no good agreement was detected in cats. The ScvO2 in dogs and cats were 82.3 ± 3.5 and 62.4 ± 13.5%, respectively. Central venous blood gas analysis is indispensable, especially in cats.

Keywords: acid-base status, canine, central venous oxygen saturation, feline

摘要

為了確定中心靜脈氧飽和度（ScvO2）的參考值及中心靜脈血氣分析的臨床效能，本研究比較了來自清醒健康的6隻狗和5隻貓的同時獲取的中心靜脈與動脈血樣本中的氧氣與二氧化碳的分壓、pH值、氧飽和度、鹼過剩（B.E.）及碳酸氫根（HCO3）濃度。動脈與靜脈血樣本之間的比較使用配對t檢定和Bland-Altman分析。在動脈與靜脈樣本之間，B.E.顯示良好的協議，但在狗隻中其他參數有顯著差異，且在貓隻中未發現良好的協議。狗隻和貓隻的ScvO2分別為82.3 ± 3.5% 和 62.4 ± 13.5%。中心靜脈血氣分析是不可或缺的，特別是在貓隻中。

關鍵字：酸鹼狀態、犬、中心靜脈氧飽和度、貓

**循環異常會導致系統性氧氣輸送與氧氣需求之間的不平衡，從而引發全身性組織缺氧。在重症醫學中，血流動力學優化是達成氧氣輸送與需求平衡並預防組織缺氧的重要目標。近期研究表明，早期目標導向的心臟前負荷、後負荷與收縮力調節，以達成系統性氧氣輸送與需求的平衡，已顯示能有效改善嚴重敗血症與敗血性休克患者的存活率。用來確認此平衡達成的終點包括中心靜脈氧飽和度（ScvO2）、動脈乳酸濃度、鹼過剩（B.E.）及pH值的正常化數值。這一治療策略已被國際敗血症與敗血性休克管理指導方針所推薦，並在改善人類心臟停搏後存活者的預後方面提供了正向趨勢。**

**在犬隻與貓隻中，通過頸靜脈置入中心靜脈導管是一項相對常見的技術，通常在轉診或急診獸醫院中使用。這提供了便捷的靜脈血樣採集、藥物與液體給予，以及在強化液體治療過程中對中心靜脈壓力的監測。此外，建議在處於重症狀況的犬隻與貓隻中，應根據ScvO2、血乳酸濃度以及中心靜脈與動脈血壓的觀察來優化血流動力學功能。ScvO2的下降可能由氧氣輸送減少引起，並與組織缺氧相關。事實上，實驗性出血或缺氧的麻醉犬隻中已檢測到ScvO2的降低。此外，據報導，較低的ScvO2和鹼過剩（B.E.）在犬隻重症監護中是臨床相關的死亡預測指標。因此，中心靜脈血氣分析將為犬隻和貓隻的血流動力學優化提供重要信息，與人類類似。然而，目前關於犬隻與貓隻血流動力學優化的目標值資訊仍非常有限，迄今為止，犬隻與貓隻的ScvO2目標值已從人類醫學中的早期目標導向血流動力學治療中推測而來。**

**本研究的目的是澄清在健康清醒犬隻與貓隻中，ScvO2值的參考水平及中心靜脈血氣分析的臨床效能。本研究結果將顯示血流動力學優化的基本ScvO2數據，並探討清醒犬隻與貓隻中中心靜脈與動脈血氣分析之間的關係。**

**本研究使用了6隻成年比格犬（3隻雄性，3隻雌性，體重11.0 ± 1.4公斤）和5隻成年目的性飼養的貓（2隻雄性，3隻雌性，體重4.1 ± 0.7公斤）。在清醒的犬隻與貓隻中，分別從背足動脈與中心靜脈置入的導管中同時獲取動脈與靜脈血樣本。這些實驗獲得了Rakuno Gakuen大學動物照護與使用委員會的批准（批准號：VH24B7和VH24B8）。所有動物經過體檢、血球計數及化學分析後被評為健康至極佳狀態。**

**實驗前，所有動物禁食12小時，但可自由飲水。犬隻或貓隻分別使用面罩或箱型吸入法，使用氟烷（Sevoflo，DS Pharma Animal Health Co., 大阪，日本）在氧氣中麻醉。所有動物經口氣管插管後，在氟烷麻醉下進行3個導管的安置。每隻動物分別將22號和24號導管（Supercath，Medikit Co., 東京，日本）插入頭靜脈和背足動脈。此外，在右側頸靜脈處經過無菌準備並使用1毫克/公斤的2%利多卡因進行麻醉後，將18號長30公分的導管（Intravascular Catheter Kit，Medikit Co.）插入頭臂靜脈。中心靜脈導管的尖端位置通過插入長度及壓力波形進行確認。所有動物在氟烷麻醉下經頭靜脈導管輸注乳酸林格液（Solulact，Terumo Co., 東京，日本），輸液速率為10毫升/公斤/小時。導管安置完成後，停止使用氟烷並在動物恢復喉反射後將氣管插管拔除。**

**所有動物在拔管後靜養1小時，使其心肺功能穩定。隨後，從動脈和靜脈導管中分別同時抽取1毫升血樣。動物在最小手動約束下保持站立位置進行血樣採集。每個血樣都收集在含有1,000單位/毫升肝素的塑膠注射器中，並使用排空技術以最小化樣本稀釋。血樣採集後立即排除注射器中的氣泡。這些血樣在採集後5分鐘內立即進行分析，測量氧氣（PO2）和二氧化碳（PCO2）的分壓、pH值，並使用血氣分析儀（GEM Premier 3000，Instrumentation Laboratory，東京，日本）進行測量。此外，血液中的碳酸氫根（HCO3）、鹼過剩（B.E.）和氧飽和度（SO2）會自動計算。pH值、PO2和PCO2會根據每隻動物採集後測量的直腸溫度進行校正。**

**數據以均值±標準差報告。中心靜脈和動脈參數之間的差異使用配對t檢定進行分析。Bland-Altman分析用來評估中心靜脈與動脈血氣參數之間的協議。偏差定義為每隻動物物種中心靜脈和動脈血氣參數之間的差異均值。精確度定義為偏差的標準差。協議範圍的限值和最小可檢測變化的95%信賴區間定義為偏差±1.96×精確度和1.96×精確度。相關係數（r）使用回歸分析計算。P值<0.05視為顯著。**

**在血液採集後立即測量的直腸溫度分別為38.0 ± 0.5°C和38.0 ± 0.7°C，對應於犬隻與貓隻。犬隻與貓隻的中心靜脈和動脈血氣參數總結見表1。每個參數的Bland-Altman圖示於圖1中。在犬隻中，檢測到中心靜脈與動脈血液在pH（P<0.001）、PO2（P<0.001）、PCO2（P<0.001）、SO2（P<0.001）和HCO3（P=0.013）方面有顯著差異。中心靜脈和動脈血氣參數之間在B.E.上顯示顯著相關（r=0.907，P=0.013）。與對應的動脈參數相比，中心靜脈血氣分析顯示pH（協議範圍：−0.032 ± 0.031）、PO2（−55.5 ± 10.6 mmHg）和SO2（−15.5 ± 7.1%）較低，而PCO2（5.8 ± 5.5 mmHg）和HCO3（1.8 ± 2.3 mmol/l）較高。B.E.的中心靜脈與動脈血樣本之間沒有系統性偏差（95%信賴區間的最小可檢測變化：1.5 mmol/l）。**

表1：犬隻與貓隻的中心靜脈與動脈血氣參數

血氣參數以均值[標準差]報告。中心靜脈與動脈血氣參數之間的顯著差異（*: P<0.05，**: P<0.01）。PO2：氧氣分壓；PCO2：二氧化碳分壓；SO2：血紅蛋白氧飽和度；HCO3：碳酸氫根濃度；B. E.：鹼過剩。偏差：中心靜脈與動脈血氣參數之間差異的均值；精確度：偏差的標準差；r：相關係數（†：P<0.05）。N.D.：未確定。

圖1

Bland-Altman圖：犬隻與貓隻的動脈與中心靜脈血氣參數。
Bland-Altman分析用於檢查動脈與中心靜脈血氣參數之間在pH值、氧氣分壓（PO2）、二氧化碳分壓（PCO2）、氧飽和度（SO2）、碳酸氫根濃度（HCO3）及鹼過剩（B.E.）的協議範圍。每個Bland-Altman圖由來自6隻健康清醒犬隻（左側圖）和5隻貓隻（右側圖）同時收集的動脈與中心靜脈血樣所繪製。偏差定義為每個物種的動脈與中心靜脈血氣參數之間差異的均值。精確度定義為偏差的標準差。協議範圍（LOA）和最小可檢測變化的95%信賴區間（MDC95）分別定義為偏差±1.96 × 精確度和1.96 × 精確度。
pHa：動脈pH，pHv：中心靜脈pH，PaO2：動脈PO2，PvO2：中心靜脈PO2，SaO2：動脈SO2，SvO2：中心靜脈SO2，HCO3a：動脈HCO3濃度，HCO3v：中心靜脈HCO3濃度，B.E.a：動脈B.E.，B.E.v：中心靜脈B.E.

在貓隻中，檢測到中心靜脈與動脈血液在pH（P<0.001）、PO2（P<0.001）、PCO2（P<0.001）、SO2（P<0.001）和HCO3（P<0.001）方面有顯著差異。中心靜脈與動脈血氣參數之間未發現顯著的相關性。與對應的動脈參數相比，中心靜脈血氣分析顯示在pH（協議範圍：−0.076 ± 0.036）、PO2（−73.2 ± 12.3 mmHg）和SO2（−35.6 ± 26.5%）上較低，而在PCO2（11.8 ± 6.1 mmHg）和HCO3（3.1 ± 1.8 mmol/l）上較高。B.E.方面，中心靜脈與動脈血樣本間無系統性偏差（最小可檢測變化的95%信賴區間：1.7 mmol/l）。

本研究中報告的動脈血氣和酸鹼值（pH、PO2、PCO2、SO2、HCO3和B.E.）與先前在正常清醒犬隻[1, 15]和貓隻[17]中報告的結果相似。清醒動物的血氣和酸鹼狀態容易受到由於恐懼引起的過度換氣和血液採集過程中由於掙扎所增加的肌肉活動的影響[6]。血氣和酸鹼測量也可能受到實驗室誤差的影響，包括空氣污染、血樣與抗凝劑的稀釋以及樣本不當儲存[11]。在本研究中，所有犬隻和貓隻的血樣均未掙扎，並從動脈和中心靜脈導管中獲得樣本。據報導，本研究中使用的排空注射器技術能將抗凝劑對血樣稀釋的影響限制在4%以內[14]。此外，我們立即排除注射器中的空氣並在採集後5分鐘內進行血氣分析。我們推測，這些方法有助於最小化本研究中血氣分析的誤差。

本研究中，清醒犬隻和貓隻的ScvO2分別為82.3 ± 3.5%和62.4 ± 13.5%。據報導，犬隻中ScvO2低於68%與重症犬隻的死亡風險增加相關[13]。我們貓隻的ScvO2低於犬隻的這一臨界值。本研究中的ScvO2和動脈SO2值是根據血氣分析儀的血紅蛋白-氧氣解離曲線計算的。由於人類血紅蛋白的50%飽和氧氣的PO2值略低於犬隻，且遠低於貓隻[12]，這些結果可能會高估犬隻和貓隻的實際SO2值。此外，體溫、氫離子、2,3-二磷酸甘油酸和/或PO2也會影響標準的血紅蛋白-氧氣解離曲線[12]。儘管如此，我們認為健康清醒貓隻的較低ScvO2對設定目標導向的血流動力學優化協議具有重要意義。進一步的研究是必要的，以確認貓隻血流動力學優化的ScvO2目標值。

在本研究中，從犬隻獲得的中心靜脈血氣值與正常清醒犬隻報告的外周血和混合靜脈血的數據相似[1, 15]。在我們的犬隻中，中心靜脈PCO2和HCO3略微高估了對應的動脈參數，而中心靜脈pH略微低估了動脈pH。在中心靜脈和動脈血樣本之間檢測到B.E.的顯著相關性和小的隨機誤差。另一方面，PO2和SO2在中心靜脈和動脈樣本之間顯示出較大的差異。Ilkiw等人[15]報導稱，幾個靜脈部位（混合靜脈、頸靜脈和頭靜脈血）準確反映了健康清醒犬隻的酸鹼狀態。我們的結果再次確認了，儘管其他靜脈酸鹼狀態（即pH、PCO2和HCO3）可能會受到與動脈樣本相比較高的靜脈PCO2的影響，中心靜脈和動脈樣本之間的B.E.在健康清醒犬隻中是達成一致的。

從我們的貓隻獲得的中心靜脈血氣值與健康清醒貓隻從頸靜脈採集的樣本數據相似[17]。在我們的貓隻中，中心靜脈PCO2和HCO3高估了對應的動脈參數，而pH、PO2和SO2低估了對應的動脈參數。此外，儘管僅檢測到B.E.在靜脈和動脈樣本之間的隨機誤差，仍有一隻貓的B.E.值高於中心靜脈和動脈樣本之間最小可檢測變化的95%信賴區間。值得注意的是，與犬隻相比，我們的貓在pH和PCO2方面發現了較大的協議範圍差異。血液中的二氧化碳有三種不同的形式：溶解形式、作為碳酸氫根結合的形式或作為碳胺結合的形式。血漿和紅血球中的大多數二氧化碳以碳酸氫根的形式存在，這是由於二氧化碳水合/脫水反應加速所致。除貓科動物外，幾乎所有哺乳動物的紅血球中都存在相對較低特異性活性的碳酸酐酶-I同工酶，而所有哺乳動物中都存在碳酸酐酶-II同工酶[10]。我們認為，動物物種之間碳酸酐酶活性的差異可能影響血液中二氧化碳的緩衝能力，從而導致貓的動脈-靜脈PCO2之間的較大梯度。此外，我們推測，中心靜脈血中的較高PCO2可能導致中心靜脈樣本中的pH值降低。Middleton等人[17]也報導稱，動脈血在評估清醒健康貓隻的酸鹼狀態、氧合狀態和通氣狀態時較為優先。因此，對於貓隻來說，所有中心靜脈血氣參數並不適合作為對應動脈血氣參數的替代方法。

幾項研究顯示，中心靜脈血氣在重症監護中作為動脈血氣分析的替代方法在酸鹼監測中的可靠性和準確性[16, 18]。然而，我們的研究顯示，即使在健康清醒動物中，與動脈血樣本相比，中心靜脈血樣本在評估酸鹼狀態、氧合狀態和通氣狀態時並不優先，尤其是在貓隻中。這些結果表明，在犬隻和貓隻的重症監護中，動脈和中心靜脈血樣本的獲取都是不可或缺的。

結論
本研究提供了健康清醒犬隻和貓隻的基本中心靜脈血氣參數，包括ScvO2。此外，我們認為，動脈和中心靜脈血氣分析對於評估血流動力學優化以及酸鹼、氧合和通氣狀態是不可或缺的，尤其是在重症動物中。

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