血氣分析儀與血細胞分析儀測定兒童血紅蛋白和紅細胞比積對比研究

陳光強徐明文洪林 周建新

1）首都醫科大學附屬北京天壇醫院，北京100070 2）首都醫科大學附屬北京中醫醫院，北京100069

重癥患者病情往往變化迅速，快速的實驗室檢查結果有助于臨床醫師及時鑒別病情并調整治療方案。盡管中心實驗室的檢查結果可作為金標準，但由于中間環節復雜，耗時相對較長，可能延誤治療［1］。床旁血氣分析儀因操作簡單、耗時短的優點目前被廣泛應用于急診科、手術室和重癥監護病房［2-4］。隨著設備的發展，床旁血氣分析儀除了能夠提供氧分壓、二氧化碳分壓和酸堿度，還能夠提供電解質、肌酐、乳酸、血紅蛋白（Hb）、血細胞比積（HCT）等結果［5］，為臨床提供更多快捷、全面的結果并可避免重復抽血，減少血液樣本用量。目前血細胞分析儀已經具有較成熟的性能驗證和質量體系，能夠保證檢驗結果的準確與可靠［6］，但血氣分析儀尚無可靠的驗證體系，且多項研究表明其測量的結果與中心實驗室具有一定差異，可靠性存在爭議［7-21］。

血紅蛋白或血細胞比積是評價貧血和指導輸血的可靠指標［22］，血氣分析的實驗室檢查結果有助于術中或術后快速做出相應的處理，如急診輸血同時可減少多次實驗室檢查避免血液浪費，但前提需要保證兩者實驗室檢查結果具有良好的一致性，以避免誤導臨床醫師決策。血紅蛋白和血細胞比積的正常值與年齡、性別和種族等相關。根據世界衛生組織（WHO）定義的貧血標準，對于年齡6個月～5歲兒童，血紅蛋白90～＜110 g/L被認為是輕度貧血，而年齡＞5～11歲兒童的血紅蛋白90～＜115 g/L則被認為輕度貧血；血紅蛋白60～＜90 g/L為中度貧血，而血紅蛋白30～＜60 g/L為重度貧血［23］。兒童本身血容量小，對于經歷外科手術的患兒術中和術后常會出現貧血癥狀，臨床常需要動態監測，但目前尚無確定的輸血閾值，輸血適應證與很多因素相關，尤其是年齡、疾病類型和嚴重程度等［24-25］。

本研究前瞻性觀察了200例同時應用血氣分析儀和自動血細胞分析儀監測血紅蛋白和血細胞比積的術后兒童，并比較二者結果的相關性和一致性，以期為臨床醫師提供更多信息。

1 資料和方法

1.1 一般資料連續納入2019-09—2021-04收治于首都醫科大學附屬北京天壇醫院重癥醫學科且同時需進行血氣分析儀和自動血細胞分析儀監測血常規的神經外科開顱術后患兒（年齡＜18歲）200例，其中男77例，女123例，年齡（7.7±4.8）歲，范圍1～18歲。

1.2 標本采集和檢測護士根據臨床醫生要求按照標準程序進行動脈或靜脈采血，動脈采血時使用動脈采血器（BD PresetTM3 mL動脈采血器）采血3 mL，其中2 mL動脈血立即注入含有乙二胺四乙酸二鉀（EDTA-2K）3.5 mL抗凝真空管，余1 mL動脈血密封于動脈采血器；靜脈采血時按照標準使用靜脈采血器（美國BD公司），并分別連接抗凝真空管和動脈采血器采集2 mL和1 mL靜脈血。采集完成后抗凝真空管立即通過氣動物流傳輸系統傳輸到檢驗科，檢驗科進行標本接收后，使用血細胞分析儀（邁瑞CAL8000）檢測血常規，一般于60 min內可以完成檢測并發布報告。動脈采血器內的血液立即使用科內的GEM Primier 3000血氣分析儀進行自動分析并打印報告。中心實驗室的血細胞分析儀和血氣分析儀均按照標準在規定時間內進行校準，保證測量結果的準確性。

1.3 收集指標血細胞分析儀和血氣分析儀檢測的血紅蛋白和血細胞比積水平。

1.4 統計學方法采用軟件SPSS 20.0進行統計分析，計量資料采用均數±標準差（±s）描述，計數資料采用頻數和百分率表示。使用配對樣本t檢驗比較血細胞分析儀和生化分析儀檢測血紅蛋白和血細胞比積的水平。使用Pearson相關系數和Bland-Altman分析法評價兩種方法測量的血紅蛋白和血細胞比積水平的相關性和一致性［26］。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

應用自動血細胞分析儀檢測的200例患兒的血紅蛋白水平（106.6±19.1）g/L（范圍72～156 g/L），血細胞比積（31.2±5.0）%（范圍22%～45%）；同時應用血氣分析儀檢測的血紅蛋白水平（110.1±26.5）g/L（范圍66～208 g/L），血細胞比積（33.4±7.9）%（范圍27%～63%）（表1），兩種方法檢測的血紅蛋白和血細胞比積差異有統計學意義（P=0.002和P＜0.001）。但兩種方法測量血紅蛋白呈正相關，相關系數為0.771（P＜0.001），Bland-Altman分析法提示兩種方法檢測血紅蛋白水平差值的均值為4.1 g/L，95%可信區間（29.1～37.3 g/L）（圖1）；兩者測量的血細胞比積水平也呈正相關，相關系數為0.768（P＜0.001），二者差值的均值為2.2%，95%可信區間（7.9%～12.4%）（圖2）。

圖1 血氣分析儀和血細胞分析儀檢測血紅蛋白水平的相關性和一致性A：血氣分析儀和血細胞分析儀檢測Hb水平的相關性，Pearson相關系數為0.771（P＜0.001）；B：二者檢測Hb的Bland-Altman散點圖，實線代表差異的均值為4.1 g/L，虛線代表x±1.96s的95%可信區間為29.1～37.3 g/LFigure 1 Correlation and consistency of hemoglobin levels detected by blood gas analyzer and blood cell analyzer.A：Correlation of Hb levels detected by blood gas analyzer and blood cell analyzer，the Pearson correlation coefficient is 0.771（P＜0.001）.B：The Bland-Altman scatter plot of both detections of Hb，the solid line represents the mean value of the difference is 4.1 g/L，and the dashed line represents the 95% confidence interval of x±1.96s from 29.1 g/L to 37.3 g/L

圖2 血氣分析儀和血細胞分析儀檢測血細胞比積水平的相關性和一致性A：血氣分析儀和血細胞分析儀檢測Hct水平的相關性，Pearson相關系數0.768（P＜0.001）；B：二者檢測Hct的Bland-Altman散點圖，實線代表差異的均值為2.2%，虛線代表x±1.96s的95%可信區間為7.9%～12.4%Figure 2 Correlation and consistency of hematocrit levels detected by blood gas analyzer and blood cell analyzer.A：Correlation of Hct levels detected by blood gas analyzer and blood cell analyzer，Pearson correlation coefficient 0.768（P＜0.001）.B：Bland-Altman scatter plot for both detecting Hct，the solid line represents the mean value of the difference is 2.2%，and the dotted line represents the 95%confidence interval of x±1.96s from 7.9%to 12.4%

根據血細胞分析儀檢測的結果分為正常（Hb≥115 g/L）、輕度（90 g/L≤Hb＜115 g/L）和中度貧血（60 g/L≤Hb＜90 g/L），本組患兒無重至極重度貧血。在中度貧血患兒中，兩種方法檢測的血紅蛋白和血細胞比積水平無明顯差異（P=0.054和P=0.149），差值分別為1.7（9.1～12.6）g/L和0.4%（2.7%～3.4%）。但在血紅蛋白正常和輕度貧血的患兒中，兩種方法檢測的血紅蛋白和血細胞比積水平有明顯差異，血紅蛋白正常組中兩種方法檢測的血紅蛋白和血細胞比積差值分別為1.8（16.0～19.5）g/L（P=0.044）和1.0%（4.2%～6.2%）（P＜0.001）；輕度貧血組中兩種方法檢測的血紅蛋白和血細胞比積差值分別為2.8（15.1～20.8）g/L（P=0.031）和1.9%（3.7%～7.7%）（P＜0.001）。

表1血氣分析儀和自動血細胞分析儀檢測血紅蛋白和血細胞比積水平比較Table 1 Blood gas analyzer and automatic blood cell analyzer detect hemoglobin and hematocrit levels

3 討論

本研究觀察了兩種不同實驗室方法（血氣分析儀和血細胞分析儀）測定兒童血紅蛋白和血細胞比積水平的一致性，結果提示兩種方法檢測的血紅蛋白和血細胞比積呈正相關（r=0.771和r=0.768）；一致性分析示不同方法檢測的血紅蛋白的95%可信區間為4.1（29.1～37.3）g/L，血細胞比積的95%可信區間為2.2%（7.9%～12.4%）。

血紅蛋白是診斷患者貧血程度的標準，也是指導術中或術后輸血最可靠的指標。檢測血紅蛋白和血細胞比積的金標準為中心實驗室的血細胞分析儀，但環節多、耗時長，可能會延誤危重癥者或術中患者的治療［1］。目前床旁血氣分析儀在手術室、監護室的應用愈發廣泛，其操作簡單，耗時僅2 min左右，隨著技術的發展，血氣分析儀已經整合了血紅蛋白和血細胞比積等多項參數，但可靠性仍存在爭議［7-21］。既往多項研究觀察了血氣分析儀在成人患者中測量血紅蛋白的準確性，大部分研究提示血氣分析儀檢測的血紅蛋白和血細胞比積與中心實驗室的血細胞分析儀測定結果具有一定相關性，但二者一致性欠佳，血氣分析儀的結果不能完全替代傳統實驗室檢查的結果［12-21］。本研究主要觀察了外科術后兒童患者（年齡＜18歲），這部分群體由于自身血容量較小，手術對其血紅蛋白的影響相對更大，更需要動態監測其變化。與之前研究結果相似，本研究納入的200例兒童患者中，通過血氣分析儀測量的血紅蛋白和血細胞比積整體稍高于血細胞分析儀，但其變異度較大，不能完全替代傳統實驗室檢查的結果。無論是靜脈血還是動脈血，用于血氣分析儀和血細胞分析儀的血液均是同時采集，可以排除樣本本身的原因導致該誤差。因此，考慮導致差異的主要原因還是由于兩者儀器的測量原理不同，血細胞分析儀測定血紅蛋白主要采用比色法，即通過將溶血劑加入已稀釋的血液使紅細胞溶解，從而釋放血紅蛋白，然后血紅蛋白與溶血劑中的成分結合形成血紅蛋白衍生物，該物質在特定波長（530～550 nm）下比色時，血液中的血紅蛋白與吸光度變化成正比，從而計算獲得血紅蛋白濃度，并通過血紅蛋白濃度與紅細胞平均血紅蛋白濃度的比值可以計算得出血細胞比積［18］。床旁血氣分析儀是通過測量傳導性獲得血細胞比積，并根據公式計算獲得血紅蛋白濃度，即血紅蛋白（g/L）=血細胞比積（%）×0.34計算得出［27］。因此，血氣分析儀結果的準確性會受到受試液溫度、物質特性等多種因素影響，且缺少校準體系，傳統實驗室的血細胞分析儀的結果更加可靠。本研究中所有患者血紅蛋白和血細胞比積的Bland-Altman分析法散點圖顯示，兩種方法測量的差異呈一定的正相關趨勢，所以根據世界衛生組織對貧血的診斷標準，即輕度貧血：血紅蛋白90～＜110 g/L（年齡6個月～5歲兒童）或血紅蛋白90～＜115 g/L（年齡＞5～11歲）；中度貧血（血紅蛋白60～＜90 g/L）；重度貧血（血紅蛋白30～＜60 g/L）［23］，并考慮納入的200例患者中148例年齡＞5歲，根據血紅蛋白60～＜90 g/L、90～＜115 g/L和≥115 g/L分為中度貧血、輕度貧血和正常組進行亞組分析，結果發現在血紅蛋白水平低的患者，即輕至中度貧血患者中，兩種測量方法檢測的結果差異無統計學意義，隨著血紅蛋白濃度增加，二者的差異明顯增大，可能是血氣分析儀的測量原理導致的，因血氣分析儀首先根據導電性測量血細胞比積，當血氣分析時血液混勻不當，會導致測定的血細胞比積出現差異，這種情況可能在血液濃縮或血紅蛋白偏高的情況下更容易出現，對血紅蛋白濃度的影響更加顯著。本研究納入的患者血紅蛋白變化范圍相對較小，沒有重度貧血患者，結果還需進一步驗證。

血氣分析儀和血細胞分析儀測量的血紅蛋白和血細胞比積之間仍存在一定差異，無法完全替代，但對于危重癥患者，尤其明顯貧血患者，血氣分析儀可以快速提供相對可靠的實驗室檢查結果，但仍需進行血常規檢查獲取更加準確的結果。