Phân tích khí máu động mạch tiếp cận mới theo stewart

 Những hiểu biết và phương pháp tiếp cận phân tích rối loạn toan kiềm thay đổi rất nhiều trong thế kỷ qua... ĐỊNH NGHĨA ACID-BASE  Những năm đầu thế kỷ 20, Naunyn kết hợp định nghĩa củ

PHÂN TÍCH KHÍ MÁU ĐỘNG MẠCH - TIẾP CẬN MỚI THEO STEWART

TS.BS Phạm Thị Ngọc Thảo

BS Huỳnh Quang Đại

Bộ Môn HSCCCĐ, Khoa Y – ĐHYD TP.HCM

Khoa HSCC, Bệnh Viện Chợ Rẫy

 Những hiểu biết và phương pháp tiếp cận phân tích rối loạn toan kiềm thay đổi rất nhiều trong thế kỷ qua

LỊCH SỬ CÁC KHÁI NIỆM

ĐỊNH NGHĨA ACID-BASE

 Những năm đầu thế kỷ 20, Naunyn kết

hợp định nghĩa của Arrhernius và giả

thuyết của Faraday, cho rằng

• Các ion dương như Na + : “acid formimg”

• Các ion âm như CI - : “base forming”

 Do đó, tình trạng toan kiềm của dung

dịch được quyết định một phần bởi các

điện giải, nhất là ion Na+, Cl-

 Định nghĩa này sau đó được ủng hộ bởi

Van Slyke

Bernhard Naunyn (1839 – 1925)

ĐỊNH NGHĨA ACID-BASE

 Năm 1923, Bronsted và Lowry, cùng

lúc nhưng độc lập phát triển khái niệm

“cho” và “nhận” proton, theo đó

• Acid - “proton donor”: là chất có khả

năng cho một proton (ion H+)

Thomas Martin Lowry (1874 – 1936)

 Định nghĩa này được chấp nhận và

sử dụng rộng rãi bởi các nhà hóa học

hữu cơ

Gilbert Newton Lewis (1875 – 1946)

ACID MẠNH & ACID YẾU

 Acid mạnh: khi cho vào dung dịch, sự phân ly xảy

ra hoàn toàn cho proton H+

Phương trình Henderson - Hasselbalch

 L.J Henderson, 1908, nhà sinh lý học

người Mỹ, áp dụng định luật tác động khối

lượng đối với CO2

 Năm 1909, Sören Sörensen, nhà hóa học

người Đan Mạch giới thiệu công thức tính

pH của dung dịch:

Lawrence J Henderson (1878 – 1942)

Søren Peter Lauritz Sørensen (1868 – 1939)

Phương trình Henderson - Hasselbalch

 Karl A Hasselbalch, 1916, nhà hóa học

người Đan mạch, kết hợp phương trình

Henderson và công thức tính pH của

Sörensen, hình thành phương trình

Henderson – Hasselbalch, mô tả mối

tương quan giữa [H+], [HCO3-], và

(1874 – 1962)

PHÂN TÍCH KHÍ MÁU ĐỘNG MẠCH

• Tiếp cận kinh điển (Traditional approach)

• Tiếp cận theo Stewart (Stewart approach)

TRADITIONAL APPROACH

Traditional approach

 Trường phái Boston

 Trường phái Copenhagen

TRƯỜNG PHÁI BOSTON

 Mô tả sáu rối loạn toan kiềm

• Toan hô hấp mạn/cấp (Chronic/Acute respiratory acidosis)

• Kiềm hô hấp mạn/cấp (Chronic/Acute respiratory alkalosis)

• Toan chuyển hóa (Metabolic Acidosis)

• Kiềm chuyển hóa (Metabolic Alkalosis)

TRƯỜNG PHÁI BOSTON

 Ion bicarbonate làm trung tâm

“bicarbonate-centered”

• HCO3- < 22: toan chuyển hóa

• HCO3- > 26: kiềm chuyển hóa

 HCO3- phụ thuộc vào PaCO2, do đó không phản ánh chính xác mức độ của các rối loạn chuyển hóa đi kèm

 Dựa vào [HCO3-] để điều chỉnh toan chuyển hóa không chính xác và dẫn đến overtreatment bằng NaHCO3

TRƯỜNG PHÁI COPENHAGEN

 1960, Siggard Anderson, đưa ra

khái niệm kiềm dư “Base excess”

Ole Siggaard Andersen

(1932-.)

Poul Astrup (1921 – 2000)

Base excess

Là lượng kiềm hoặc acid mạnh cần để

chuẩn độ một lít máu hay plasma

• Được giữ cân bằng ở PaCO2 = 40

TRƯỜNG PHÁI COPENHAGEN

 BE được tính bằng công thức Van Slyke:

 BE được đề nghị thay thế HCO3- để đo sự thay đổi các thành phần chuyển hóa độc lập với hô hấp gây

ra rối loạn toan kiềm

 pH>7.4 BE >0 cần một lượng acid để trung hòa

 pH<7.4 BE <0 Cần một lượng kiềm để trung hòa

 pH=7.4 BE = 0

• BE được đo “in vitro” với PCO2 hằng định 40mmHg Trong “in vivo”, BE thay đổi khi có sự thay đổi PCO2 do H+ và CO2 di chuyển để cân bằng trong các khoang dịch ngoại bào (bao gồm plasma + dịch khoảng kẽ)

TRƯỜNG PHÁI COPENHAGEN

 Nổ ra cuộc tranh luận vĩ đại về toan kiềm xuyên Thái Bình Dương “The Great Trans-Atlantic Acid-Base Debate”

TRƯỜNG PHÁI BOSTON

 Hạn chế:

• Cần phải nhớ 6 công thức tính toán  khó khăn trong thực hành lâm sàng

• Ước tính gần đúng sự thay đổi HCO3- theo

PCO2 là tuyến tính, tuy nhiên không chính xác khi PCO2 quá cao (> 80mmHg)

TRƯỜNG PHÁI COPENHAGEN

 Sau đó, Siggard Anderson đưa

ra công thức tính SBE (standard

base excess)

 SBE ước tính BE trong toàn bộ

dịch ngoại bào, với Hb = 5 g/dL

 SBE, một cách giản đơn, có thể

xem như lượng bicarbonate cần

bù

TRƯỜNG PHÁI COPENHAGEN

KỶ NGUYÊN MỚI…

 Từ trận dịch hạch tại Đan Mạch, Đơn vị điều trị

tích cực (Intensive therapy unit) đầu tiên được

thành lập tại Copenhagen năm 1953

Björn Aage Ibsen

1915 - 2007

KỶ NGUYÊN MỚI…

 Những bệnh nhân nặng, nhiều rối loạn về toan kiềm và điện giải đồng thời

 Thường đi kèm giảm Albumin và Phosphate

 Những phương pháp phân tích KMĐM truyền thống cho thấy những thiếu sót…

STEWART APPROACH

STEWART APPROACH

 Trong sự cân bằng acid-base,

bicarbonate có vai trò gì?

 Câu trả lời đơn giản là:

(1921 – 1993)

• Các ion Na + , Cl - … quyết định một phần pH của dd

 Sử dụng 3 định luật cơ bản của lý hóa học:

• Định luật cân bằng điện tích

• Định luật bảo toàn khối lượng

• Định luật tác động khối lượng (Sự phân ly của các chất điện giải)

STEWART APPROACH

TƯƠNG QUAN PaCO2 VS pH

Đường cong biểu diễn PaCO2/pH tương quan với SBE

STEWART APPROACH

 pH, H+, HCO3-: là những biến số phụ thuộc, do

đó không thể diễn giải một cách độc lập

 Biến số độc lập tác động lên pH gồm có:

• PaCO2: liên quan hô hấp

• SID, ATOT: liên quan chuyển hóa

STEWART APPROACH

 Dung dịch trung tính: [H+] = 𝐾𝑤′ = [OH-]

 Dung dịch acid: [H+] > 𝐾𝑤′ > [OH-]

 Dung dịch base: [H+] > 𝐾𝑤′ > [OH-]

SỰ PHÂN LY CỦA NƯỚC

 Kw’ phụ thuộc:

• Nhiệt độ

• Nồng độ và độ mạnh của

các ion trong dung dịch

• Sự hiện diện của các chất

CO2 & NƯỚC

 CO2 + H2O ↔ H+ + HCO3-

 Áp dụng định luật về tác động khối lượng, phương trình tương tự Henderson - Hasselbalch:

 Sự phân ly của HCO3-

• [H+] [CO32-] = Kc [HCO3-]

KHÁC BIỆT ION MẠNH (SID)

 Khi hòa tan NaCL vào nước, dung dịch chỉ chứa các ion: Na+, CL-, H+, OH-

 Theo định luật cân bằng điện tích:

KHÁC BIỆT ION MẠNH (SID)

 [H+]2 + ([Na+] - [Cl-]) [H+] - K’w= 0

 Phương trình có dạng bậc 2: ax2 + bx + c = 0

• Với a = 1; b= ([Na + ] - [CL - ])= SID; c = -K’w

 Giải phương trình bậc hai một ẩn số

KHÁC BIỆT ION MẠNH (SID)

 Nếu SID > 0  [H+] < [OH-]  dung dich kiềm

 Nếu SID < 0  [H+] > [OH-]  dung dich toan

KHÁC BIỆT ION MẠNH (SID)

 Nếu thêm acid HCl vào nước ??

• Kinh điển: thêm H+ vào nước

 tăng [H+]

 dung dịch toan

• Stewart: HCI phân ly cho H+ + Cl-

• H+ là biến số phụ thuộc, tác động lên sự phân ly của nước

• Tăng ion Cl-

 SID < 0

 [H+] > [OH-]

 dung dịch toan

KHÁC BIỆT ION MẠNH (SID)

A TOT : Các acid yếu

 Thêm acid yếu vào dung dịch:

• HA ⇐⇒ H + + A −

• [H + ] × [A − ] = KA × [HA]

 Tổng acid yếu trong dung dịch ATOT

• [HA] + [A−] = [ATOT]

 Theo định luật cân bằng điện tích

• [H + ] + [OH − ] + [SID] + [A − ] = 0

 Với [A − ] = [ATOT] - [HA]

• [SID] + [H + ] - KW' / [H + ]] - KA * [ATOT] / ( KA + [H + ]) = 0

A TOT : Các acid yếu

 [SID] + [H+] - KW' / [H+]] - KA * [ATOT] / ( KA + [H+])

= 0

pH vs SID + A TOT

A TOT : Các acid yếu

SID + ATOT + CO2

 Định luật cân bằng điện tích:

• [SID] + [H + ] - [HCO3- ] - [A − ] - [CO32- ] - [OH − ] = 0

ỨNG DỤNG LÂM SÀNG

KHÁC BIỆT ION MẠNH (SID)

Khác biệt ion mạnh trong

KHÁC BIỆT ION MẠNH (SID)

Bù NaCl 0,9% nhiều  toan chuyển hóa?

 Na+ = 140, Cl- = 98  SID = 42

 Dung dịch NaCL 0,9% có Na+ = 154, Cl- = 154  SID = 0

 Bù NaCl 0,9% quá mức  giảm SID  toan máu

A TOT : Các acid yếu trong huyết tương

 Trong máu, acid yếu không bay hơi chủ yếu là albumin và phosphate

A TOT : Các acid yếu trong huyết tương

 Trong máu, acid yếu không bay hơi chủ yếu là

albumin và phosphate

 Albumin giảm  giảm ATOT  kiềm máu

 Albumin tăng  tăng ATOT  toan máu

A TOT : Các acid yếu

STEWART APROACH

Trường hợp lâm sàng 1

 Xác định BE

 Tính SID = [Na+] - [Cl-]

 Tính toán tác động SIDeffect = SID - 38

• [Na + ] và [Cl] là ion chính tác động SID;

• [K + ], [Ca ++ ], [Mg ++ ] nếu bình thường có thể bỏ qua

 Tính Albumineffect = 0.25 x (42 - albumin g/l)

• Phosphate bỏ qua ngoại trừ trường hợp tăng cao như trong suy thận mạn

 True BE = BE đo được - (SID effect + Albumin

effect)

 Vậy theo Stewart, bệnh nhân toan chuyển hóa giảm SID do giảm Na, tăng Cl

KẾT LUẬN

 Các bước phân tích khí máu động mạch:

1 Đo lường chính xác các thông số điện giải, kiềm

toan trong máu

2 Phân tích diễn giải các dữ liệu trong mối tương

quan với bệnh lý để xác định đúng tình trạng rối loạn toan kiềm của bệnh nhân

3 Kết hợp với bệnh sử, thăm khám lâm sàng, các

cận lâm sàng cần thiết nhằm giúp chẩn đoán đúng các nguyên nhân gây ra rối loạn toan kiềm,

từ đó có biện pháp can thiệp thích hợp

KẾT LUẬN

 Những hiểu biết và cách tiếp cận phân tích toan kiềm thay đổi rất nhiều trong thế kỷ qua

 Có 3 pp phân tích KMĐM được đề nghị:

đề nghị bởi Van Slyke và cộng sự

approach): phát triển bởi Astrup và cộng sự

approach): phát triển bởi Stewart và mở rộng bởi các học trò của ông

KẾT LUẬN