血液ガス分析のソースを表示

{{Infobox diagnostic
|  Name        = 血液ガス分析
|  Width       = 300px
|  ICD10       =
|  ICD9        =
|  MeshID      = D001784
|  MedlinePlus = 003855
|  LOINC       = {{LOINC|24336-0}}
|  OtherCodes  =
|image=Davenport fig 10.jpg|caption=[[水素イオン指数]]（pH）、[[重炭酸イオン]]濃度（HCO3-）、[[二酸化炭素]][[分圧]](
PCO2）の数学的関係。}}

'''血液ガス分析'''（けつえきガスぶんせき、{{Lang-en-short|blood gas analysis}}、略称: '''BGA'''<ref>{{Cite web |title=血液ガス分析（BGA）｜知っておきたい臨床で使う指標［14］ {{!}} 看護roo![カンゴルー] |url=https://www.kango-roo.com/learning/4020/ |website=看護roo! |date=2017-01-30 |access-date=2024-06-01}}</ref>）は、[[酸素]]や[[二酸化炭素]]などの血液中のガスの量を測定するものである。通常の採血検査では[[静脈]]からの採血だが、血液ガス分析では通常、[[動脈]]が選択される。この場合、動脈血液ガス分析（Arterial blood gas、略称: '''ABG'''）と呼ばれる。この検査では、[[注射器]]と[[注射針|細い針]]を用いて[[橈骨動脈]]から少量の血液を採取する必要があるが<ref>{{Cite web|url=http://www.patient.info/doctor/Arterial-Blood-Gases-Indications-and-Interpretation.htm |title=Arterial Blood Gases - Indications and Interpretation |author=Dr Colin Tidy |date=26 Jan 2015 |others=Reviewed by Dr Adrian Bonsall |website=Patient |access-date=2017-01-02}}</ref>、[[鼠径部]]の[[大腿動脈]]やその他の部位から採取することもある。[[動脈ライン|動脈カテーテル]]から採血することもできる。

BGAでは、動脈血[[酸素分圧]]（PaO<sub>2</sub>）、{{仮リンク|動脈血二酸化炭素分圧|en|PaCO2|redirect=1|label=動脈血二酸化炭素分圧}}（PaCO<sub>2</sub>）、および血液の[[水素イオン指数|pH]]を測定する。さらに、動脈血[[酸素飽和度]]（SaO<sub>2</sub>）も測定できる。このような情報は、重篤な疾患や呼吸器疾患の患者を治療する際には不可欠である。したがって、BGAは[[集中治療室]]で患者に行われる最も一般的な検査のひとつである。他の病棟や外来、[[手術室]]では、[[パルスオキシメーター|パルスオキシメトリー]]や[[カプノグラフィ|カプノグラフィー]]が、同様の情報を得るための侵襲性の低い代替方法であるが、正確性に劣り、血液ガス分析を完全に代替するものでは無い<ref>{{Cite web |title=Pulse Oximetry: Uses, Readings, and How It Works |url=https://www.healthline.com/health/pulse-oximetry |website=Healthline |date=2017-08-02 |access-date=2024-06-01 |language=en}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Proulx|first=J.|date=1999-11|title=Respiratory monitoring: arterial blood gas analysis, pulse oximetry, and end-tidal carbon dioxide analysis|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10652840/|journal=Clinical Techniques in Small Animal Practice|volume=14|issue=4|pages=227–230|doi=10.1016/S1096-2867(99)80015-2|issn=1096-2867|pmid=10652840}}</ref>。

BGAでは、血液中の[[重炭酸塩]]濃度を測定することもできる。多くの血液ガス分析装置は、[[乳酸]]、[[ヘモグロビン]]、いくつかの[[電解質]]、酸素化ヘモグロビン、{{仮リンク|カルボキシヘモグロビン|en|carboxyhemoglobin|redirect=1}}、[[メトヘモグロビン]]の濃度も測定できる。BGAは、肺胞-毛細血管膜を介したガス交換を測定するために、主に[[呼吸器科]]および[[集中治療医学|集中治療科]]で行われる。BGAは、医学の他の分野でもさまざまに応用されている。測定値の組み合わせは複雑で解釈が難しいことがあるため、計算機<ref name="ABG interpreter">{{Cite web| author=Baillie K| title=Arterial Blood Gas Interpreter| url=http://www.prognosis.org/arterial_blood_gas_calculator.php| publisher=prognosis.org| access-date=2007-07-05| archive-date=2013-03-12| archive-url=https://web.archive.org/web/20130312041312/http://www.prognosis.org/arterial_blood_gas_calculator.php| url-status=dead}} - Online arterial blood gas analysis</ref>、[[ノモグラム]]、経験則<ref>{{Cite journal |last=Baillie |first=JK |title=Simple, easily memorised 'rules of thumb' for the rapid assessment of physiological compensation for acid-base disorders |journal=Thorax |volume=63 |issue=3 |pages=289–90 |year=2008 |pmid=18308967 |doi=10.1136/thx.2007.091223|doi-access=free }}</ref>が一般的に使用される。

BGAサンプルはもともと、分析のために医療現場から検査室に送られていた。近年では、[[臨床現場即時検査]]（ポイントオブケア検査、POC検査）としても分析が可能である。

==採血==
[[ファイル:Arterial blood gas device.jpg|thumb| 卓上型の検査装置 ABL800 FLEX - {{仮リンク|ラジオメーター (企業)|en|Radiometer (company)|redirect=1|label=ラジオメーター社}}]]
[[ファイル:Cobas221A.png|thumb|現代の血液ガス分析装置。この装置は、pH、{{仮リンク|二酸化炭素分圧|en|PCO2|redirect=1|label=pCO<sub>2</sub>}}、pO<sub>2</sub>、[[SaO2|SaO<sub>2</sub>]]、Na<sup>+</sup>、K<sup>+</sup>、Cl<sup>-</sup>、Ca<sup>2+</sup>、[[ヘモグロビン]]（合計および誘導体である、[[O2Hb|O<sub>2</sub>Hb]]、[[MetHb]]、[[COHb]]、[[HHb]]、[[CNHb]]）、[[ヘマトクリット値|ヘマトクリット]]、[[総ビリルビン]]、[[グルコース]]、[[乳酸]]、[[尿素]]を測定することができる<ref>{{Cite web |title=cobas b 221 system |url=https://diagnostics.roche.com/global/en/products/instruments/cobas-b-221-2-system-ins-391.html |website=Diagnostics |access-date=2024-06-08 |language=en}}</ref>(Cobas b 221 -[[エフ・ホフマン・ラ・ロシュ]]社製)。]]血液ガス分析のための動脈血の採血は、通常、[[医師]]などの医療従事者が行う<ref>{{Cite journal |vauthors=Aaron SD, Vandemheen KL, Naftel SA, Lewis MJ, Rodger MA |title=Topical tetracaine prior to arterial puncture: a randomized, placebo-controlled, clinical trial |journal=Respir. Med. |volume=97 |issue=11 |pages=1195–1199 |year=2003 |pmid=14635973 |doi=10.1016/S0954-6111(03)00226-9 |doi-access=free }}</ref>。[[橈骨動脈]]から採血するのが最も一般的であるが、その理由は、[[橈骨動脈]]へのアクセスが容易で、圧迫して出血を抑えることができ、{{仮リンク|血管閉塞|en|vascular occlusion|redirect=1}}のリスクが少ないからである。どの橈骨動脈から採血するかは、{{仮リンク|アレンテスト|en|Allen's test|redirect=1}}の結果に基づいて選択される<ref name="geekymedics/agbS">{{Cite web |last1=Potter |first1=Lewis |title=How to take an Arterial Blood Gas (ABG) - OSCE Guide |url=https://geekymedics.com/arterial-blood-gas-sampling/ |website=Geeky Medics |access-date=24 February 2023 |date=7 January 2014}}</ref>。特に緊急時や小児の場合は、[[大腿動脈]]（またはあまり使われないが{{仮リンク|上腕動脈|en|brachial artery|redirect=1}}）も選択される。これらの動脈のいずれかにすでに留置された[[動脈ライン|動脈カテーテル]]から採血することもできる<ref>{{Cite journal | vauthors = Hager HH, Burns B | title = Artery Cannulation | publisher = StatPearls | date=July 31, 2020 | url = https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482242/ | access-date = August 13, 2020 | pmid = 29489243}}</ref>。採血時と保存時は空気の混入を避ける<ref name=":1">{{Cite web |title=血液ガス分析（BGA）｜知っておきたい臨床で使う指標［14］ {{!}} 看護roo![カンゴルー] |url=https://www.kango-roo.com/learning/4020/ |website=看護roo! |date=2017-01-30 |access-date=2024-06-01}}</ref>。気泡はサンプルに溶け込み、不正確な結果をもたらすことがあるためである{{Sfn|飯野靖彦|2000|pp=6-7}}。血液サンプルに空気が混入すると、測定値の二酸化炭素濃度が異常に低くなり、酸素濃度が上昇する可能性がある{{Efn|これは吸入酸素濃度が室内気（酸素濃度21%）の場合であって、酸素吸入や人工呼吸中などは吸入酸素濃度を上げることができるため、空気混入時は逆に本来の値より計測値が低くなり得る。}}。

動脈は高い圧力で血液が流れているため、採血後に血が止まりにくい{{Sfn|飯野靖彦|2000|p=6}}。また、[[静脈]]に比べると[[注射針]]による痛みも強い{{Sfn|飯野靖彦|2000|p=6}}。穿刺採血後は5分以上は圧迫止血が必要となる{{Sfn|飯野靖彦|2000|p=6}}。

採血したときの酸素濃度や呼吸の状態は検査結果に大きく影響するので、（もし吸入していれば）吸入酸素濃度や（もし装着していれば）[[人工呼吸]]中など、条件は記載しておくべきである{{Sfn|飯野靖彦|2000|pp=6-7}}。とりわけ、[[人工呼吸器]]装着後は20分は経過しないと恒常状態にならないので、正しく評価できない{{Sfn|飯野靖彦|2000|pp=6-7}}。

== 測定 ==
血液ガス検体に使用される注射器には、プラスチック製とガラス製のものがある<ref name="nano.2006.1.2.223">{{Cite journal |last1=Wiwanitkit |first1=Viroj |title=Glass syringes are better than plastic for preserving arterial blood gas for oxygen partial pressure determination: an explanation based on nanomaterial composition |journal=International Journal of Nanomedicine |date=January 2006 |volume=1 |issue=2 |pages=223–224 |doi=10.2147/nano.2006.1.2.223 |pmid=17722540 |pmc=2426785 |doi-access=free }}</ref>。この注射器はあらかじめ包装されており、血液凝固を防ぐために少量の[[ヘパリン]]が含まれている。通常のシリンジならば、「ヘパリン化」が必要で、シリンジ内面をヘパリンで濡らす<ref name=":1" />。シリンジは密封して血液ガス分析装置まで運搬する<ref name="Horn">{{Cite journal |last1=Horn |first1=Klaus |last2=Gruber |first2=Rudolf |last3=Ugele |first3=Bernhard |last4=Küster |first4=Helmut |last5=Rolinski |first5=Boris |title=Total Bilirubin Measurement by Photometry on a Blood Gas Analyzer: Potential for Use in Neonatal Testing at the Point of Care |issue=10 |url=http://clinchem.aaccjnls.org/content/47/10/1845.long |journal=Clinical Chemistry |volume=47 |pages=1845–1847 |language=en |date=1 October 2001|doi=10.1093/clinchem/47.10.1845 |pmid=11568098 |doi-access=free }}</ref>。プラスチック製の血液ガスシリンジを使用する場合、サンプルは室温に保ったまま輸送し、15分以内に測定する必要がある<ref name=":1" />。分析までに長時間の遅延が予想される場合（すなわち、15分以上）、サンプルはガラスシリンジで採取し、直ちに氷中に置くべきである<ref name=":1" />。冷却する理由は、血液中の細胞が酸素を消費し、炭酸ガスを出すからである{{Sfn|飯野靖彦|2000|pp=6-7}}。つまり、分析を遅らせると、細胞呼吸が進行するため、酸素濃度が異常に低くなり、二酸化炭素濃度が高くなる可能性がある。

近年は、[[グルコース]]、[[乳酸]]、[[ヘモグロビン]]、異常ヘモグロビン、[[ビリルビン]]、[[電解質]]の測定など、標準的な血液検査も血液ガス分析機で実施できる<ref>{{Cite web |url=https://meridian.allenpress.com/bit/article/41/5/377/141633/Blood-Gas-Analyzers |title=Blood Gas Analyzers |access-date=2024-06-01 |publisher=BI & T}}</ref>。

派生パラメータには、重炭酸濃度、動脈血酸素飽和度（略号: [[SaO2|SaO<sub>2</sub>]]）、{{仮リンク|塩基過剰|en|Base excess|redirect=1}}などがある。重炭酸濃度は、測定されたpHとPCO<sub>2</sub>から[[ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式]]を用いて算出される。SaO<sub>2</sub>は、測定された動脈血酸素分圧（PaO<sub>2</sub>）から導出され、測定されたヘモグロビンがすべて正常（オキシまたはデオキシ）ヘモグロビンであるという仮定に基づいて計算される<ref name=":0">{{Cite journal|author=Kofstad J|year=1996|title=Blood Gases and Hypothermia: Some Theoretical and Practical Considerations|journal=Scand J Clin Lab Invest Suppl|volume=224|pages=21–26|doi=10.3109/00365519609088622|pmid=8865418}}</ref>。

===分析===
[[ファイル:Cobas b 121 Measurement Chamber (detail).jpg|thumb|血液ガス分析装置の測定電極。(コバスb 121 - ロシュ・ダイアグノスティックス社製）]]
分析に使用される機械は、注射器から血液を吸引し、[[水素イオン指数|pH]]と酸素と二酸化炭素の[[分圧]]を測定する。重炭酸イオン濃度も計算される。これらの結果は通常5分以内に表示される<ref>{{Cite web |title=血液ガス検査:何がわかるの？どんな時に必要？異常があると言われたら？ |url=https://www.premedi.co.jp/%e3%81%8a%e5%8c%bb%e8%80%85%e3%81%95%e3%82%93%e3%82%aa%e3%83%b3%e3%83%a9%e3%82%a4%e3%83%b3/h01910/ |website=株式会社プレシジョン |access-date=2024-06-09 |language=ja}}</ref>。

==測定項目と基準値==
{{See also|血液検査の参考基準値#酸塩基及び血液ガス}}
これらは典型的な[[基準値]]であるが、分析装置や検査室によっては異なる範囲を採用している場合もある。
{| class="wikitable"
|-
! 分析項目
! style="width: 8em;" | 基準値
! 解釈
|-
| [[水素イオン指数|pH]]
| 7.34–7.44<ref name="southwest">[https://web.archive.org/web/19980424232639/http://pathcuric1.swmed.edu/PathDemo/NRRT.htm Normal Reference Range Table] from The University of Texas Southwestern Medical Center at Dallas. Used in Interactive Case Study Companion to Pathologic basis of disease.</ref>
| rowspan="2" | [[水素イオン指数|pH]]<7.35または[[水素イオン|H<sup>+</sup>]]>45ならば、[[アシデミア]]、pH>7.45またはH<sup>+</sup><35ならば[[アルカレミア]]である。
pH = log(1/[H<sup>+</sup>])
で定義される{{Sfn|飯野靖彦|2000|pp=42-43}}。H+濃度が16nmol/L以下、または100nmol/L以下になると生命は生存できなくなる{{Sfn|飯野靖彦|2000|pp=42-43}}。[[細胞外液]]のpH変化は血清K<sup>+</sup>濃度に影響し、pH0.1の上昇に対して、[[カリウムイオン]]K<sup>+</sup>は0.6mEq/L低下する。pHの低下に対してもK<sup>+</sup>は同程度上昇する{{Sfn|飯野靖彦|2000|pp=42-43}}。
|-
| H<sup>+</sup>
| 35–45 n[[モル|mol]]/[[リットル|L]] (n[[濃度#Molality|M]])
|-
| 動脈血酸素分圧{{Anchors|PaO2|動脈血酸素分圧|PAO2}}(P<sub>a</sub>O<sub>2</sub>)
| {{Cvt|75-100|mmHg|kPa|sigfig=2|order=flip|disp=br}}<ref name="southwest" />
| PaO<sub>2</sub>が低いということは、血液の[[心拍出量|酸素化]]に異常があるということであり、[[低酸素血症|低酸素'''血'''症]]（hypox'''em'''ia）と呼ばれる。なお、P'''A'''O<sub>2</sub>は{{仮リンク|呼吸生理学|en|Respiratory physiology|redirect=1}}において、肺胞気の酸素分圧を意味する{{Sfn|諏訪邦夫|2006|p=1}}。aは動脈、Aは肺胞気である{{Sfn|諏訪邦夫|2006|p=1}}。
|-
| P<sub>a</sub>CO<sub>2</sub>
| {{Cvt|35-45|mmHg|kPa|sigfig=2|order=flip|disp=br}}<ref name="southwest" />
| {{仮リンク|動脈血二酸化炭素分圧|en|PaCO2|redirect=1|label=動脈血二酸化炭素分圧}}（P<sub>a</sub>CO<sub>2</sub>）は、二酸化炭素の産生と排泄の指標であり、代謝速度が一定であれば、PaCO2はすべて[[換気 (医学)|換気]]による排泄によって決定される<ref name="O2_calc">{{Cite web | vauthors=Baillie K, Simpson A | title=Altitude oxygen calculator | url=http://www.altitude.org/oxygen_levels.php | publisher=Apex (Altitude Physiology Expeditions) | access-date=2006-08-10 | archive-url=https://web.archive.org/web/20170611073650/http://www.altitude.org/oxygen_levels.php | archive-date=2017-06-11 | url-status=dead }} - Online interactive oxygen delivery calculator</ref>。PaCO2が高い（{{仮リンク|呼吸性アシドーシス|en|respiratory acidosis|redirect=1}}、あるいは{{仮リンク|高炭酸ガス血症|en|hypercapnia|redirect=1}}）場合は換気不足（あるいはまれに[[代謝]]亢進）であり、PaCO2が低い（{{仮リンク|呼吸性アルカローシス|en|respiratory alkalosis|redirect=1}}、あるいは{{仮リンク|低炭酸ガス血症|en|hypocapnia|redirect=1}}）の場合は[[過換気]]を示す。
|-
| {{Chem2|link=重炭酸塩|HCO3–}}
| 22–26&nbsp;mEq/L{{Sfn|飯野靖彦|2000|p=10|pp=}}
| [[重炭酸イオン]]、{{Chem2|HCO3-}}は、代謝上の問題（[[ケトアシドーシス]]など）の有無を示す。{{Chem2|HCO3-}}が低ければ[[代謝性アシドーシス]]、高ければ{{仮リンク|代謝性アルカローシス|en|metabolic alkalosis|redirect=1}}を示す{{Sfn|飯野靖彦|2000|pp=24-25}}。
|-
| SBC<sub>e</sub>{{Anchors|標準重炭酸濃度|SBCe}}
| 21 - 27&nbsp;mmol/L
| '''標準重炭酸濃度'''（standard bicarbonate concentration: SBC<sub>e</sub>）とは、CO2が5.33kPa（または40mmHg<ref name=":4">{{Cite web |title=The standard bicarbonate value {{!}} Deranged Physiology |url=https://derangedphysiology.com/main/cicm-primary-exam/required-reading/acid-base-physiology/Chapter%20602/standard-bicarbonate-value |website=derangedphysiology.com |access-date=2024-06-09 |language=en |first=Alex |last=Yartsev}}</ref>）、酸素飽和度が100、37℃のときの血液中の重炭酸イオン濃度である<ref>{{Cite web |url=http://www.nda.ox.ac.uk/wfsa/html/u13/u1312_03.htm |title=Acid Base Balance (page 3) |date=June 13, 2002 |archive-url=https://web.archive.org/web/20020613020114/http://www.nda.ox.ac.uk/wfsa/html/u13/u1312_03.htm |archive-date=2002-06-13 |access-date=2002-06-13}}</ref>。この概念は、重炭酸イオンの変化に対する代謝の寄与を表している。これは1957年にJorgensenとAstrupによって導入された。要するに、代謝以外の影響をすべて補正した場合の重炭酸塩の推定値である。もし適切な[[換気 (医学)|換気]]を行っていたら、患者の重炭酸塩濃度はどの程度になるだろうか」という問いに答えるものである<ref name=":4" />。
|-
| {{仮リンク|塩基過剰|en|Base excess|redirect=1|label=BE}}
| 男{{Sfn|飯野靖彦|2000|p=10|pp=}}: −2.4 ～+2.2&nbsp;mmol/L
女{{Sfn|飯野靖彦|2000|p=10|pp=}}: −3.3 ～+1.3&nbsp;mmol/L
| {{仮リンク|塩基過剰|en|Base excess|redirect=1|label=塩基過剰（Base excess: BE）}}{{Anchors|塩基過剰|base excess}}とは、その血液検体のpHを7.4に戻すのにどれだけの強酸が必要かを表した指標である{{Sfn|飯野靖彦|2000|p=44}}。{{仮リンク|酸塩基平衡異常|en|Acid-base imbalance|redirect=1}}の代謝成分の評価に使用され、[[代謝性アシドーシス]]または[[代謝性アルカローシス]]の有無を示す。塩基過剰はPaCO2 = 40とした場合、pHとは下記の簡易計算式の関係が成り立つ{{Sfn|諏訪邦夫|2006|p=60}}。
pH = 7.4 + BE/7

しかしながら、BEは血液の変化を反映はするが、生体全体の変化（他の因子として、細胞や骨の緩衝作用も大きい）を反映しないことから、HCO3-の方が、酸塩基平衡異常を考える上では重要とされる{{Sfn|飯野靖彦|2000|p=44}}。
 |-
 | ''tCO<sub>2</sub>''{{Anchors|総二酸化炭素濃度|総二酸化炭素量|tCO2}}
 | 23–30&nbsp;mmol/L<ref name="brookside">{{Cite web |url=http://www.brooksidepress.org/Products/OperationalMedicine/DATA/operationalmed/Lab/ABG_ArterialBloodGas.htm |website=Brookside Associates |title=ABG (Arterial Blood Gas) |access-date=2017-01-02}}</ref><br />100–132&nbsp;mg/dL<ref name="co2-molar">Derived from molar values using molar mass of 44.010 g/mol</ref>
 | '''総二酸化炭素濃度'''（total CO<sub>2</sub>、'''tCO<sub>2</sub>'''）とは、血液中の二酸化炭素{{仮リンク|PCO2|en|PCO2|redirect=1|label=PCO<sub>2</sub>}}と重炭酸イオン{{Chem2|HCO3-}}の合計である。これらの間には以下の関係が成り立つ。
tCO<sub>2</sub> = <nowiki>[</nowiki>{{Chem2|HCO3-}}<nowiki>]</nowiki> + ''α''×PCO<sub>2</sub>

α=0.226mM/kPaであり、HCO-3は[[モル濃度|ミリモル濃度]](mM)(mmol/L)、PCO<sub>2</sub>はkPaで表される。この式から、tCO<sub>2</sub>より{{Chem2|HCO3-}}を算出できる。重炭酸イオン濃度は動脈血と静脈血でほとんど変わらない{{Sfn|飯野靖彦|2000|p=8}}。欧米では静脈血採血の電解質検査項目にNa+、Cl+、K+に加えてHCO3-も含まれている{{Sfn|飯野靖彦|2000|p=8}}。一方、日本では、

{{Quote|わが国の病院の多くが、電解質一般として静脈血でNa+、K+、CL-とセットで総CO2を測定しないのか理解しがたい。|[[黒川清]]}}とされ、一般的では無い{{Sfn|飯野靖彦|2000|p=8}}。[[代謝性アシドーシス]]を疑う状況では、静脈採血よりも痛い動脈採血を行わずに、{{Chem2|HCO3-}}の値から診断可能となるのである{{Sfn|飯野靖彦|2000|p=8}}。
 
|-
 | C<sub>a</sub>O<sub>2</sub>
 | 12-22<ref>{{Cite journal|author=長谷川 誠、佐藤 光生|year=2008|title=睡眠中の酸素飽和度モニタリング|url=https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsmbe/46/2/46_2_149/_pdf|journal=生体医工学|volume=46|pages=149-153}}</ref><br />(mL O<sub>2</sub>/dL blood)
 | '''酸素含量'''（oxygen content）{{Anchors|酸素含量|CaO2}}とは、血漿中に溶解している酸素とヘモグロビンと化学的に結合している酸素の合計であり、下式によって求められる。
C<sub>a</sub>O<sub>2</sub> = (PaO<sub>2</sub> × 0.003) + (SaO<sub>2</sub> × 1.34 × Hb)

ここで、ヘモグロビン濃度（Hb）はg/dLで表される<ref>{{Cite web |url=http://www.meddean.luc.edu/lumen/MedEd/MEDICINE/pulmonar/physio/pf10.htm |title=Hemoglobin and Oxygen Transport Charles L |website=www.meddean.luc.edu |access-date=2024-06-09}}</ref>。呼吸生理学上、a、vはそれぞれ動脈、[[混合静脈血]]（＝肺動脈血）を意味し、それぞれの酸素含量はC<sub>a</sub>O<sub>2、</sub>C<sub>v</sub>O<sub>2</sub>と表記される<ref>{{Cite web |url=https://kokuhoken.net/jdsa/publication/file/journal/academic_term_info.pdf |title=用語に関するお知らせ |access-date=2024-06-09}}</ref><sub>。</sub>CaO<sub>2</sub>と[[心拍出量]]の[[積]]は[[酸素運搬量]]である。

{{Seealso|酸素運搬量}}
|}

== 理論 ==
{{Main|ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式}}
正常な条件下では、[[ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式|ヘンダーソン-ハッセルバルヒ式]]により、血液pHは次のように表される。

:<math chem=""> \ce{pH} = 6.1 + \log_{10}  \left ( \frac{[\ce{HCO3^-}]}{0.03 \times Pa\ce{CO2}} \right )</math>
上式では
* 6.1は正常体温における[[炭酸]]（{{Chem2|H2CO3}}）の[[酸解離定数]]（pKa）である。
* [{{Chem2|HCO3-}}]は血液中の重炭酸イオン濃度（mEq/L）
* ''Pa''CO<sub>2</sub>は動脈血中の二酸化炭素分圧（mmHg）

である。

===法則===
# PaCO<sub>2</sub>が40mmHg以上または40mmHg未満で1mmHg変化すると、pHは0.008逆向きに変化する<ref>Stoelting: Basics of Anesthesia, 5th ed. p 321.</ref>
# [{{Chem2|HCO3-}}]が24mEq/Lより1mEq/L減少するごとに、PaCO<sub>2</sub>は約1mmHg減少する。
# [{{Chem2|HCO3-}}]が10mEq/L変化すると、pHは同じ方向に約0.15変化する。
# pCO<sub>2</sub>とpHの関係を評価する：pCO<sub>2</sub>とpHが反対方向に動いている場合、すなわちpHが7.4未満のときにpCO2が↑、またはpHが7.4以上のときにpCO2が↓の場合は、呼吸障害が原因である。pCO2とpHが同じ方向に動いている場合、すなわちpHが7.4以上のときにpCO2↑、またはpHが7.4未満のときにpCO2↓である場合、代謝障害が原因である<ref name="EduLanche">{{Cite web |url=https://edulanche.com/arterial-blood-gas-abg-4-steps |title=Arterial Blood Gas (ABG) In 4 Steps |website=www.edulanche.com/ |publisher=EduLanche |access-date=2016-05-13}}</ref>。

== 心臓手術患者の管理 ==
{{Seealso|人工心肺装置}}
[[低体温症|低体温]][[人工心肺装置|人工心肺]]下で行われる心臓手術患者の血液ガス管理には、{{Anchors|pH-stat|α-stat}}pH-stat法とα-stat法の2つの方法が用いられてきた。

* pH-stat法：ヒトの血液は温度が1℃低下するとpHは0.015上昇し、[[アルカローシス]]に傾く<ref name=":2">{{Cite journal|author=木村龍範|year=1994|title=低体温体外循環時のpH-stat管理とalpha-stat管理|url=https://www.jstage.jst.go.jp/article/jject1975/20/2/20_2_7/_pdf/-char/ja|journal=体外循環技術|volume=20|pages=7-10}}</ref>。よって、その温度でこれを補正するために[[人工心肺|人工肺]]に炭酸ガスを添加し、[[呼吸性アシドーシス]]で代償させる<ref name=":2" />。例えば、28℃でPaCO2を40mmHgに補正すると37℃ではPaCO2は約60mmHgとなる。
* α-stat法：この方法では、PaCO<sub>2</sub>とpHに温度補正を行わず、正常体温すなわち37℃でPaCO<sub>2</sub> 40mmHgとpH 7.4を目指す<ref name=":3">{{Cite journal|last=Baraka|first=Anis|date=2004-02|title=Alpha-stat vs. pH-stat strategy during hypothermic cardiopulmonary bypass|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15255667/|journal=Middle East Journal of Anaesthesiology|volume=17|issue=4|pages=705–712|issn=0544-0440|pmid=15255667}}</ref>。
中等度低体温体外循環下手術ではα-stat、超低体温循環停止下手術ではpH-statが優れているとされている<ref name=":2" /><ref name=":3" />。

pH-stat法とα-stat法にはどちらも理論的な欠点がある。α-stat法は心筋機能を最適化するために選択される方法である。pH-stat法は、脳の自己調節機能（脳血流と脳の代謝速度の連関）を失わせる可能性がある。代謝に必要な以上に脳血流量を増加させることで、pH-stat法は脳微小塞栓や頭蓋内圧亢進を引き起こす可能性がある<ref name=":0" />。

==関連項目==
* [[アニオンギャップ]]
* {{仮リンク|橈骨動脈穿刺|en|Radial artery puncture|redirect=1}}
* [[化学平衡]]
* {{仮リンク|ヘモキシメトリー|en|Hemoximetry|redirect=1}}
* {{仮リンク|動静脈血酸素較差|en|Arteriovenous oxygen difference|redirect=1}}

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}

=== 注釈 ===
{{Notelist}}

=== 出典 ===
{{Reflist|colwidth=30em}}

== 参考文献 ==

* {{Citebook|和書 |title=一目でわかる血液ガス |date=2000-05-29 |year=2000 |publisher=メディカル・サイエンス・インターナショナル |edition= |author=飯野靖彦 |isbn=9784895922340 |ref=harv |editor-link=[[飯野靖彦]]}}

* {{Citebook|和書 |title=血液ガスの臨床 |date=2006-02-10 |year=2006 |publisher=中外医学社 |edition= |author=諏訪邦夫 |isbn=9784498031562 |ref=harv |author-link=諏訪邦夫}}

== 関連文献 ==
* {{Cite book|和書|author=工藤翔|coauthors=二村田朗|title=血液ガステキスト|edition=第2版|year=2003|publisher=文光堂|isbn=4830614153|oclc=123045685}}
* {{Cite book|和書|author=黒川清|title=水・電解質と酸塩基平衡 |edition=改訂第2版|year=2004|publisher=南江堂|isbn=452422422X|oclc=123070564}}
* {{Cite book|和書|author=田中和豊|title=問題解決型救急初期検査|year=2008|publisher=医学書院|isbn=4260004638|oclc=676538912}}
* {{Cite book|和書|author=深川雅史|coauthors=吉田裕明・ほか|editor=安田隆|title=レジデントのための腎疾患診療マニュアル|year=2005|publisher=医学書院|isbn=4260000497|oclc=170025824}}

==外部リンク==
{{Wikiversity|en:Arterial blood gasses}}
* [http://medt00lz.s59.xrea.com/ レジデント初期研修資料]:アシドーシスに対する治療など


<!-- [[Category:Respiratory therapy]] -->
<!-- [[Category:Diagnostic emergency medicine]] -->
<!-- [[Category:Diagnostic intensive care medicine]] -->
{{Respiratory system procedures}}
{{血液検査}}
{{集中治療医学}}{{麻酔}}
{{Normdaten}}

[[Category:血液検査]]
[[Category:呼吸生理学]]
[[Category:救急医学]]
[[Category:腎臓学]]
[[Category:麻酔科学]]
{{DEFAULTSORT:けつえきかすふんせき}}