血气分析仪与血细胞分析仪测定儿童血红蛋白和红细胞比积对比研究

陈光强徐明文洪林 周建新

1）首都医科大学附属北京天坛医院，北京100070 2）首都医科大学附属北京中医医院，北京100069

重症患者病情往往变化迅速，快速的实验室检查结果有助于临床医师及时鉴别病情并调整治疗方案。尽管中心实验室的检查结果可作为金标准，但由于中间环节复杂，耗时相对较长，可能延误治疗［1］。床旁血气分析仪因操作简单、耗时短的优点目前被广泛应用于急诊科、手术室和重症监护病房［2-4］。随着设备的发展，床旁血气分析仪除了能够提供氧分压、二氧化碳分压和酸碱度，还能够提供电解质、肌酐、乳酸、血红蛋白（Hb）、血细胞比积（HCT）等结果［5］，为临床提供更多快捷、全面的结果并可避免重复抽血，减少血液样本用量。目前血细胞分析仪已经具有较成熟的性能验证和质量体系，能够保证检验结果的准确与可靠［6］，但血气分析仪尚无可靠的验证体系，且多项研究表明其测量的结果与中心实验室具有一定差异，可靠性存在争议［7-21］。

血红蛋白或血细胞比积是评价贫血和指导输血的可靠指标［22］，血气分析的实验室检查结果有助于术中或术后快速做出相应的处理，如急诊输血同时可减少多次实验室检查避免血液浪费，但前提需要保证两者实验室检查结果具有良好的一致性，以避免误导临床医师决策。血红蛋白和血细胞比积的正常值与年龄、性别和种族等相关。根据世界卫生组织（WHO）定义的贫血标准，对于年龄6个月～5岁儿童，血红蛋白90～＜110 g/L被认为是轻度贫血，而年龄＞5～11岁儿童的血红蛋白90～＜115 g/L则被认为轻度贫血；血红蛋白60～＜90 g/L为中度贫血，而血红蛋白30～＜60 g/L为重度贫血［23］。儿童本身血容量小，对于经历外科手术的患儿术中和术后常会出现贫血症状，临床常需要动态监测，但目前尚无确定的输血阈值，输血适应证与很多因素相关，尤其是年龄、疾病类型和严重程度等［24-25］。

本研究前瞻性观察了200例同时应用血气分析仪和自动血细胞分析仪监测血红蛋白和血细胞比积的术后儿童，并比较二者结果的相关性和一致性，以期为临床医师提供更多信息。

1 资料和方法

1.1 一般资料连续纳入2019-09—2021-04收治于首都医科大学附属北京天坛医院重症医学科且同时需进行血气分析仪和自动血细胞分析仪监测血常规的神经外科开颅术后患儿（年龄＜18岁）200例，其中男77例，女123例，年龄（7.7±4.8）岁，范围1～18岁。

1.2 标本采集和检测护士根据临床医生要求按照标准程序进行动脉或静脉采血，动脉采血时使用动脉采血器（BD PresetTM3 mL动脉采血器）采血3 mL，其中2 mL动脉血立即注入含有乙二胺四乙酸二钾（EDTA-2K）3.5 mL抗凝真空管，余1 mL动脉血密封于动脉采血器；静脉采血时按照标准使用静脉采血器（美国BD公司），并分别连接抗凝真空管和动脉采血器采集2 mL和1 mL静脉血。采集完成后抗凝真空管立即通过气动物流传输系统传输到检验科，检验科进行标本接收后，使用血细胞分析仪（迈瑞CAL8000）检测血常规，一般于60 min内可以完成检测并发布报告。动脉采血器内的血液立即使用科内的GEM Primier 3000血气分析仪进行自动分析并打印报告。中心实验室的血细胞分析仪和血气分析仪均按照标准在规定时间内进行校准，保证测量结果的准确性。

1.3 收集指标血细胞分析仪和血气分析仪检测的血红蛋白和血细胞比积水平。

1.4 统计学方法采用软件SPSS 20.0进行统计分析，计量资料采用均数±标准差（±s）描述，计数资料采用频数和百分率表示。使用配对样本t检验比较血细胞分析仪和生化分析仪检测血红蛋白和血细胞比积的水平。使用Pearson相关系数和Bland-Altman分析法评价两种方法测量的血红蛋白和血细胞比积水平的相关性和一致性［26］。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

应用自动血细胞分析仪检测的200例患儿的血红蛋白水平（106.6±19.1）g/L（范围72～156 g/L），血细胞比积（31.2±5.0）%（范围22%～45%）；同时应用血气分析仪检测的血红蛋白水平（110.1±26.5）g/L（范围66～208 g/L），血细胞比积（33.4±7.9）%（范围27%～63%）（表1），两种方法检测的血红蛋白和血细胞比积差异有统计学意义（P=0.002和P＜0.001）。但两种方法测量血红蛋白呈正相关，相关系数为0.771（P＜0.001），Bland-Altman分析法提示两种方法检测血红蛋白水平差值的均值为4.1 g/L，95%可信区间（29.1～37.3 g/L）（图1）；两者测量的血细胞比积水平也呈正相关，相关系数为0.768（P＜0.001），二者差值的均值为2.2%，95%可信区间（7.9%～12.4%）（图2）。

图1 血气分析仪和血细胞分析仪检测血红蛋白水平的相关性和一致性A：血气分析仪和血细胞分析仪检测Hb水平的相关性，Pearson相关系数为0.771（P＜0.001）；B：二者检测Hb的Bland-Altman散点图，实线代表差异的均值为4.1 g/L，虚线代表x±1.96s的95%可信区间为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

图2 血气分析仪和血细胞分析仪检测血细胞比积水平的相关性和一致性A：血气分析仪和血细胞分析仪检测Hct水平的相关性，Pearson相关系数0.768（P＜0.001）；B：二者检测Hct的Bland-Altman散点图，实线代表差异的均值为2.2%，虚线代表x±1.96s的95%可信区间为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%

根据血细胞分析仪检测的结果分为正常（Hb≥115 g/L）、轻度（90 g/L≤Hb＜115 g/L）和中度贫血（60 g/L≤Hb＜90 g/L），本组患儿无重至极重度贫血。在中度贫血患儿中，两种方法检测的血红蛋白和血细胞比积水平无明显差异（P=0.054和P=0.149），差值分别为1.7（9.1～12.6）g/L和0.4%（2.7%～3.4%）。但在血红蛋白正常和轻度贫血的患儿中，两种方法检测的血红蛋白和血细胞比积水平有明显差异，血红蛋白正常组中两种方法检测的血红蛋白和血细胞比积差值分别为1.8（16.0～19.5）g/L（P=0.044）和1.0%（4.2%～6.2%）（P＜0.001）；轻度贫血组中两种方法检测的血红蛋白和血细胞比积差值分别为2.8（15.1～20.8）g/L（P=0.031）和1.9%（3.7%～7.7%）（P＜0.001）。

表1血气分析仪和自动血细胞分析仪检测血红蛋白和血细胞比积水平比较Table 1 Blood gas analyzer and automatic blood cell analyzer detect hemoglobin and hematocrit levels

3 讨论

本研究观察了两种不同实验室方法（血气分析仪和血细胞分析仪）测定儿童血红蛋白和血细胞比积水平的一致性，结果提示两种方法检测的血红蛋白和血细胞比积呈正相关（r=0.771和r=0.768）；一致性分析示不同方法检测的血红蛋白的95%可信区间为4.1（29.1～37.3）g/L，血细胞比积的95%可信区间为2.2%（7.9%～12.4%）。

血红蛋白是诊断患者贫血程度的标准，也是指导术中或术后输血最可靠的指标。检测血红蛋白和血细胞比积的金标准为中心实验室的血细胞分析仪，但环节多、耗时长，可能会延误危重症者或术中患者的治疗［1］。目前床旁血气分析仪在手术室、监护室的应用愈发广泛，其操作简单，耗时仅2 min左右，随着技术的发展，血气分析仪已经整合了血红蛋白和血细胞比积等多项参数，但可靠性仍存在争议［7-21］。既往多项研究观察了血气分析仪在成人患者中测量血红蛋白的准确性，大部分研究提示血气分析仪检测的血红蛋白和血细胞比积与中心实验室的血细胞分析仪测定结果具有一定相关性，但二者一致性欠佳，血气分析仪的结果不能完全替代传统实验室检查的结果［12-21］。本研究主要观察了外科术后儿童患者（年龄＜18岁），这部分群体由于自身血容量较小，手术对其血红蛋白的影响相对更大，更需要动态监测其变化。与之前研究结果相似，本研究纳入的200例儿童患者中，通过血气分析仪测量的血红蛋白和血细胞比积整体稍高于血细胞分析仪，但其变异度较大，不能完全替代传统实验室检查的结果。无论是静脉血还是动脉血，用于血气分析仪和血细胞分析仪的血液均是同时采集，可以排除样本本身的原因导致该误差。因此，考虑导致差异的主要原因还是由于两者仪器的测量原理不同，血细胞分析仪测定血红蛋白主要采用比色法，即通过将溶血剂加入已稀释的血液使红细胞溶解，从而释放血红蛋白，然后血红蛋白与溶血剂中的成分结合形成血红蛋白衍生物，该物质在特定波长（530～550 nm）下比色时，血液中的血红蛋白与吸光度变化成正比，从而计算获得血红蛋白浓度，并通过血红蛋白浓度与红细胞平均血红蛋白浓度的比值可以计算得出血细胞比积［18］。床旁血气分析仪是通过测量传导性获得血细胞比积，并根据公式计算获得血红蛋白浓度，即血红蛋白（g/L）=血细胞比积（%）×0.34计算得出［27］。因此，血气分析仪结果的准确性会受到受试液温度、物质特性等多种因素影响，且缺少校准体系，传统实验室的血细胞分析仪的结果更加可靠。本研究中所有患者血红蛋白和血细胞比积的Bland-Altman分析法散点图显示，两种方法测量的差异呈一定的正相关趋势，所以根据世界卫生组织对贫血的诊断标准，即轻度贫血：血红蛋白90～＜110 g/L（年龄6个月～5岁儿童）或血红蛋白90～＜115 g/L（年龄＞5～11岁）；中度贫血（血红蛋白60～＜90 g/L）；重度贫血（血红蛋白30～＜60 g/L）［23］，并考虑纳入的200例患者中148例年龄＞5岁，根据血红蛋白60～＜90 g/L、90～＜115 g/L和≥115 g/L分为中度贫血、轻度贫血和正常组进行亚组分析，结果发现在血红蛋白水平低的患者，即轻至中度贫血患者中，两种测量方法检测的结果差异无统计学意义，随着血红蛋白浓度增加，二者的差异明显增大，可能是血气分析仪的测量原理导致的，因血气分析仪首先根据导电性测量血细胞比积，当血气分析时血液混匀不当，会导致测定的血细胞比积出现差异，这种情况可能在血液浓缩或血红蛋白偏高的情况下更容易出现，对血红蛋白浓度的影响更加显著。本研究纳入的患者血红蛋白变化范围相对较小，没有重度贫血患者，结果还需进一步验证。

血气分析仪和血细胞分析仪测量的血红蛋白和血细胞比积之间仍存在一定差异，无法完全替代，但对于危重症患者，尤其明显贫血患者，血气分析仪可以快速提供相对可靠的实验室检查结果，但仍需进行血常规检查获取更加准确的结果。