血中酸鹼度、有關酸堿指標、溶解在血中的氧及二氧化碳等的檢測。已在臨床上廣泛應用。全稱為血液酸鹼度和血液氣體分析。可藉以瞭解體內酸堿平衡和氧代謝情況。特別對危重病人，尤其是呼吸、迴圈衰竭或多器官功能衰竭的病人，是搶救中的重要監護手段。
血氣分析的項目 常用的有以下幾項。
①pH值。每升淨水中含氫離子>10−7克。其負對數即pH＝7，為中性。pH＞7為堿性，pH＜7則為酸性。正常血液的pH為7.35～7.45，平均為7.40。
碳酸/碳酸氫鹽緩沖對與細胞外液pH之間的關系可用亨德森–哈塞爾巴爾赫二氏公式（肺腎相關公式）來表示。
K為解離常數。
p
K為6.1（碳酸），血漿碳酸氫根離子濃度為24毫克當量/升。而血漿中溶解的二氧化碳量可用二氧化碳分壓乘以
α（二氧化碳溶解系數）來表示（
α＝0.03毫克當量/毫米汞柱）。體溫每升高1℃，pH要下降0.014 7。
②二氧化碳分壓(PCO2)。指血漿中溶解的二氧化碳張力。動脈血的PCO2反映肺泡通氣功能。動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)的正常值為35～45毫米汞柱。通氣不足，二氧化碳在體內瀦留，則PaCO2上升，為高碳酸血癥。
③二氧化碳總量(T–CO2)指存在於血漿中（包括溶解和結合者在內）的一切形式的二氧化碳的量，其正常值為25.4毫摩/升。
④標準碳酸氫根和實際碳酸氫根。標準碳酸氫根(SB)指溫度為38℃、PaCO2＝40毫米汞柱等條件下，動脈血氧飽和度(SaO2)＝100％時測得的血漿中碳酸氫根離子(HCO−)含量。在正常人，它與血漿中實際測得的HCO−含量(AB)一致。有呼吸因素加入時，則二者有所差別。標準碳酸氫根的正常值是22～27毫摩/升，平均24毫摩/升，此值可反映體內代謝因素的改變。
⑤二氧化碳結合力(CO2CP)。指血漿中以結合形式存在的CO2含量。正常值是50％～70％容積，若需轉換為毫摩/升，則除以2.2。
⑥緩沖堿和剩餘堿。緩沖堿(BB)指體內一組能中和酸性物質的陰離子，主要是碳酸氫鹽、蛋白質和磷酸氫鹽，三者的總和為42毫摩/升。全血緩沖堿尚包括血紅蛋白具有的緩沖能力，正常人全血緩沖堿為48毫摩/升，血漿緩沖堿仍受電解質及血液pH的影響。剩餘堿(BE)表示血漿或全血的堿貯備增加或減少的情況，常用BE(±)來表示。剩餘堿在堿中毒時為正值，說明體液內堿過多，在酸中毒時為負值，說明堿過少。其正常值為±3毫摩/升。
⑦氧分壓(PO2)。指溶解在血漿中的氧的分壓。血液中以溶解狀態存在的氧很少，每100毫升血液僅能溶解氧0.3毫升，而95％以上的氧以與血紅蛋白相結合的形式存在並被運輸到全身。動脈血氧分壓的正常值為80～100毫米汞柱；老年人＞70毫米汞柱即為正常，靜脈血氧分壓為40毫米汞柱。
⑧血氧含量(O2CT或C–O2)指100毫升血液內含氧量的總毫升數。決定於血紅蛋白和氧飽和度。每1克血紅蛋白與氧充分結合，可容納1.34毫升氧。若按血紅蛋白15g％計算，則可攜氧20.1毫升。實際上血紅蛋白不可能達到百分之百攜氧。血紅蛋白實際結合的氧可通過血氧儀測出。
⑨血氧飽和度(SO2)。指血紅蛋白含氧的百分數。正常動脈血氧飽和度為95％～98％，靜脈血氧飽和度為75％。
⑩血紅蛋白氧解離曲線。血紅蛋白與氧的結合為可逆的過程。液體中的氧分壓高時，血紅蛋白分子與氧結合成氧合血紅蛋白，血液顏色鮮紅；反之，則血液呈暗紫色。血液氧分壓與氧飽和度關系的曲線，稱氧解離曲線（圖1）。
圖1 氧解離曲線DPG——二磷酸甘油酸
⑪血紅蛋白50％氧飽和時的氧分壓(P50)。在正常情況下，pH＝7.40,PCO2＝40毫米汞柱時，在氧解離曲線上可以查到P50為26.6毫米汞柱。它反映血液運輸氧的能力以及血紅蛋白對氧的親和力。當P50增加，氧解離曲線右移，相反，P50減少，氧解離曲線左移。
⑫肺泡動脈氧差(A–aDO2)。是判斷肺換氣功能的一個重要指標。正常情況下吸入氣氧分壓為150毫米汞柱，呼吸商為0.8，事實上肺泡動脈氧差正常值為5～15毫米汞柱，若超過50，則反映肺的彌散功能障礙。
血氣分析與臨床 臨床上作血氣分析可瞭解下述情況。
①血液氣體的正常值（表1）。
表1 血液氣體的正常值| 項目 | 新生兒 | 小於2歲 | 2歲～成人 | 成人 |
|---|---|---|---|---|
| pH | 7.30～7.40 | 7.30～7.40 | 7.35～7.45 | 7.35～7.45 |
| 動脈二氧化碳分壓(mmHg) | 30～35 | 30～35 | 35～45 | 35～45 |
| 標準碳酸氫根(mmol/L) | 20～22 | 20～22 | 22～24 | 22～27 |
| 剩餘堿(mmol/L) | –6～2 | –6～2 | –4～2 | ±3 |
| 動脈氧分壓(mmHg) | 60～90 | 80～100 | 80～100 | 80～100 |
| 動脈血氧飽和度(%) | 90～96.5 | 95.0～97.7 | 95～97.7 | 95～97.7 |
②正常動靜脈的血氣比較（表2）。
表2 正常動靜脈血氣比較| 項目 | 動脈血 | 靜脈血 |
|---|---|---|
| pH | 7.35～7.45 | ↓ 0.01～0.03 |
| 二氧化碳分壓(mmHg) | 35～45 | 46 |
| 碳酸氫根(mmol/L) | 22～27 | 22～27 |
| 剩餘堿(mmol/L) | ±3 | ↓ 2～25 |
| 氧分壓(mmHg) | 80～100 | 40 |
| 血氧飽和度(%) | 95～98 | 75 |
| 血氧含量(ml%) | 19～22 | 15～16 |
③酸堿紊亂的基本類型（表3）。
表3 不同類型的酸堿失衡| 類型 | pH | 二氧化碳分壓 | 碳酸氫根 | 剩餘堿 | 舉例 |
|---|---|---|---|---|---|
| 代謝性酸中毒（失代償） （代償） |
↓ ± |
± ↓ |
↓ ↓ |
↓ ↓ |
心臟復蘇、休克、腹瀉、慢性腎炎、糖尿病 |
| 代謝性堿中毒（失代償） （代償） |
↑ ± |
± ↑ |
↑ ↑ |
↑ ↑ |
幽門狹窄、劇烈嘔吐、長期低鉀、營養不良 |
| 呼吸性酸中毒（失代償） （代償） |
↓ ± |
↑ ↑ |
± ～↑↑ |
+ ↑ |
各種肺炎、窒息、慢性肺源性心臟病 |
| 呼吸性堿中毒（失代償） （代償） |
↑ ± |
↓ ↓ |
±～↓ ↓ |
± ↓ |
多種通氣過度、心力衰竭、慢性支氣管炎 |
④不同類型的缺氧（表4）。缺氧在臨床上主要表現為呼吸困難、紫紺，動脈氧分壓常低於50～55毫米汞柱；而低氧血癥則指動脈氧分壓＜80毫米汞柱。發紺的產生除與血氧分壓有關外，還與血液中還原血紅蛋白濃度有關。一般隻有當還原血紅蛋白超過5毫克/毫升時，才表現紫紺。故嚴重貧血，特別是血紅蛋白<6毫克/毫升時，臨床上可以沒有紫紺，而隻有明顯缺氧。缺氧程度還與給氧的方式和流量有關，在病情允許時，應在停止吸氧後5分鐘取標本分析。
表4 不同類型的缺氧| 病因 | 動脈血 | 靜脈氧分壓 | 紫紺 | 臨床舉例 | 氧分壓 | 血氧飽和度 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 血氧含量 | 呼吸性（低氧性） | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | 有 |
| 各種肺疾患、中樞性呼吸衰竭、右–左分流、肺水腫 | 循環性（瘀血性） | ± | ± | ± | ↓↓ | 有 |
| 休克、心力衰竭 | 貧血性 量少 質變 |
± ±～↓ |
± ↓ |
↓ ↓ |
↓↓ | 無/有 |
| 各種貧血、一氧化碳中毒、高鐵血紅蛋白血癥 | 組織性 | ± | ± | ± | ↑ | 無 |
| 氰化物中毒、嚴重營養不良 |
血氣報告的診斷內容 包括酸堿部分和氧代謝部分，內容有：①酸堿失衡的類型。②代償程度。③急、慢性。④混合性酸堿紊亂。圖2表示西加德–安德森二氏酸堿卡，該圖以pH為橫坐標，二氧化碳分壓為縱坐標。將兩項數據分別在圖內作成兩條連線，若其交點落在標明酸堿失衡某類型的可信帶內，即為單純型；若在各可信帶外，即為復合型。三重紊亂往往還要測定體內陰離子間隙的指標，因為明確酸堿失衡的性質，才能進行正確的處理。
圖2 西加德–安德森二氏酸堿診斷圖