تاثیرات زمان انتظار نمونه , دما و نوع سرنگ بر روی فشار گازهای خون در نمونه های با فشار جزئی اکسیژن بالا

جفری ج پرتو . پیتر د راچفورد

مقدمه

پیشینه: اگرچه سرنگهای نمونه گیری شریانی پلاستیکی کاملا رایج هستند ؛ تاثیر زمان انتظار نمونه و دما روی فشار گازهای خون برای نمونه های با فشار جزئی اکسیژن بالا (PaO₂) که با سرنگ های پلی پروپیلن چگالی بالا گرفته شد؛ قابل چشم پوشی بود.

روش: نمونه های ۲ میلی لیتری تونومتر شده ی خون تام (PaO₂ = 86.7 kPa , PaCo₂=4.27 kPa) که در سرنگ های شیشه ای و سه برند سرنگهای پلاستیکی نگهداری میشوند. این سرنگها در دمای اتاق و یا آب یخ قرار داده شده اند و آنالیز گازهای خون در بازه های زمانی  ۵ و ۱۰ و ۲۰ و ۴۰ و ۶۰ و ۹۰ و ۱۲۰ دقیقه انجام میشوند.

نتایج: در ده دقیقه ی اول PaO₂ آنالیزشده در سرنگهای پلاستیکی و در دمای اتاق به طور متوسط ۱٫۲۱kPa/min افت داشتند. در صورت نگهداری روی یخ این نرخ برابر ۰٫۱۹ kPa/min برآورد شد. نرخ افت این پارامتر در سرنگهای شیشه ای در دمای اتاق برابر ۰٫۴۹ kPa/min بود. تغییرات در پارامتر  PaCo₂ در طول دو ساعت کمتر بود و و در سرنگهای پلاستیکی  ۰٫۴۷ kPa/minو در سرنگهای شیشه ای ۰٫۷۱kPa/min افزایش نرخ داشت. این تغییرات در فشار گاز برای سرنگهای پلاستیکی منجر به شنت ریوی بیش از حد ۰٫۶% برای هر دقیقه در دمای اتاق پیش از انجام آنالیز میگردد.

نتیجه گیری: سرنگ های شیشه ای در بحث محافظت از نمونه های با سطح PaO₂ بالا, نسبت به سرنگهای پلاستیکی برتری دارند و اعمال سرما به چنین نمونه های برای آنالیز دقیق گازهای خون ضروری است.

 

دلایل زیادی برای اینکه چرا فشار گازهای خون ممکن است با یک تاخیر زمانی بین نمونه گیری و آنالیز نمونه تغییر کند ؛ وجود دارد. همچنین امکان انتشار گاز در بین دیواره های سرنگ وجود دارد و سلول های زنده که در نمونه وجود دارند به انجام متابولیسم اکسیژن ادامه میدهندو دی اکسید کربن تولید می کنند. در نتیجه شاهد کاهش PaO₂  و افزایش  PaCo₂ خواهیم بود. به همین دلیل بایستی نمونه های گازهای خون شریانی بر روی یخ نگهداری شوند تا این متابولیسم آهسته تر شود و اگر قرار به هرگونه تاخیری باشد این تاثیر کاهش یابد.

هنگام مواجهه با نمونه های شریانی دارای فشار جزئی بالا, این اثرات به شکل قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. در PaO₂ شریانی بالا, میزان فشار در سراسر دیواره ی سرنگ به شکل قابل ملاحظه افزایش می یابد, بنابراین امکان خطا به دلیل اثر انتشار نیز افزایش می یابد. بعلاوه, با توجه به این که هموگلوبین در سطح بالای PaO₂ به طورکامل اشباع است, هر تغییر در سطح اکسیژن منجر به یک اثر عمیق بر روی PaO₂ می شود. در مواجهه نمونه ی شریانی با هوای اتاق, اثر متابولیسم سلولی روی PaO₂ منجر به خطای محاسباتی عمیق تر می شود.

مطالعات پیشین تغییرات در گازهای خون نگهداری شده در شیشه را ثبت کرده اند و آنها را با سرنگهای پلاستیکی (پلی پروپیلن) مقایسه کرده اند. اخیرا سرنگهای پلی پروپیلن با چگالی بالا برای آنالیز گازهای خون توصیه شده است . ادعا شده است که این سرنگها دارای ویژگی های انتشار بهتری نسبت به سرنگ های پلاستیکی در اهداف عمومی دارند .

در این مطالعه, عملکرد سه نوع سرنگ پلاستیکی با چگالی بالا از نظر توانایی آنها در حفظ فشار گاز خون در نمونه های با PaO₂ بالا ثبت شده و آنها را با سرنگ شیشه ای مقایسه کردیم.

روش ها

خون تام و تازه ی هپارینه شده((Hb: 15 3 g/dl) در یک فشارسنج نوع رگ چرخشی در درمای ۳۷ درجه برای حداقل ۲۰ دقیقه در معرض گازهای هایپرکسی قرار می گیرند. نمونه هایی با حجم ۲ml که شش تای آنها درون سرنگ شیشه ای و شش تای آنها درون سه نوع سرنگ گازهای خون پلاستیکی قرار دارند.

جهت دقت بیشتر, سرنگها چندین بار بوسیله ی گازهای تونومتری قبل از نمونه گیری شستشو داده شدند. سه تا از هر نوع سرنگی در دمای اتاق قرار داده شده اند و سه تای دیگر در مخلوط یخ و آب نگه داری شده اند. آنالیز گازهای خون بلافاصله پس از بازگیری از تونومتر انجام میشود و سپس از ۵ و ۱۰ و ۲۰و ۴۰ و ۶۰ و ۹۰ و ۱۲۰ دقیقه بعد از آن . هیچ گونه حبابی نباید در نمونه وجود داشته باشد. تمامی نمونه های به طور متناوب تکان داده میشوند تا از غیرینکواختی آنها جلوگیری شود. در پایان آنالیز حجم نمونه باقی مانده برابر ۱٫۲ -۱٫۰ ml  می باشد.  فشارگاز خون محاسبه شده برای محاسبه ی ضریب شکست شنت ریوی مورد استفاده قرار میگیرد .

نتایج

همانطور که انتظار میرفت, فشار جزئی اکسیژن در طول زمان کاهش می یابد.این تغییرات در سرنگ های شیشه ای در کمترین حد است و در دمای انجماد نیز کمتر دیده شد. فشار دی اکسید کربن تمایل به افزایش دارد ولی دامنه ی تغییرات به شکل قابل ملاحظه ای کمتر از اکسیژن بود ؛ حال آنکه قرار دادن نمونه در دمای انجماد این تغییرات را کمتر هم می کند.

شکل ۱ و شکل ۲ تغییرات فشار اکسیژن و دی اکسید کربن را از مقادیر اولیه بنابر افزایش زمان برای چهار مدل مختلف سرنگ و در دو دمای اتاق و انجماد نشان میدهد. هر نقطه در شکل میانگین سه اندازه گیری می باشد. انحراف استاندارد هر گروه از میانگین سه اندازه گیری ۰٫۰۸kPa (0.6mmHg) برای Paco₂ و ۲٫۴۰kPa(18mmHg) برای Pao₂ می باشد. .

اولین تغییرات آماری قابل توجه در PaCo₂ از ۴۰ دقیقه به بعد می باشد. برای PaO₂ تمام نمونه های دمای اتاق یک افت آماری قابل توجه در ۵ دقیقه دارد. شکل ۳ تاثیر این تغییرات برحسب زمان روی شنت محاسباتی ریوی برای ۴۰ دقیقه ی اول را نشان می دهد.

بیشترین تغییرات در PH برای همه ی مدلهای سرنگ در دمای انجماد, یک افت ۰٫۰۱ واحد در طول زمانی دو ساعت را دارد. همه ی نمونه های دمای اتاق یک افت ۰٫۰۴ الی ۰٫۰۵ واحد را در طول دو ساعت برای PH نشان می دهد.

 

 

نتیجه گیری

این مطالعه نشان می دهد که زمانی که نمونه با سطح PaO₂ بالا در دمای اتاق نگه داشته میشود, فشار اکسیژن در همه ی انواع سرنگ تست شده به سرعت افت می کند. در ۱۰ دقیقه ی اول میانگین نرخ افت برابر(۹٫۱ mmHg)/min 1.21 kPa در سرنگ های پلاستیکی و ۰٫۴۹ kPa(3.7 mmHg)/min در سرنگ های شیشه ای می باشد. این اختلاف با سایر کارهای منتشرشده از نمونه های با سطح PaO₂ پایین تغییرات زیادی را در سی دقیقه ی ابتدایی در دمای اتاق در سرنگهای پلاستیکی نداشت.

این تغییرات در PaO₂ در زمان تخمین شنت حائز اهمیت است . شکل ۳ نشان می دهد که چگونه یک شنت ۱٫۹% می تواند داخل یک رنج غیرعادی بعد از یک تاخیر کوچک به اندازه ۵ دقیقه در دمای اتاق در سرنگهای پلاستیکی بیافتاد. به طور میانگین, برای هر دقیقه تاخیر بین نمونه گیری و آنالیز آن نمونه مقدار شنت ۰٫۰۶% در حین استفاده از سرنگ پلاستیکی تغییر می کند.

مطابق انتظار, تغییرات مشاهده شده در PaO₂  در هنگامی که نمونه روی یخ نگهداشته می شود کمتر است. میانگین نرخ کاهش در سرنگ پلاستیکی در ۱۰ دقیقه ی اول برابر  ۱٫۲۱kPa/min (9-1 mm Hg/min)  در دمای اتاق و ۰- ۱۹kPa/min  (۱-۴mmHg/min)  روی یخ است. اثر متناظر روی شنت محاسباتی به شکل قابل ملاحظه کاهش می یابد.

نمونه های شریانی برای آنالیز گازهای خون به صورت سنتی با سرنگ های شیشه ای گرفته میشد که در برابر گازهای اتمسفری غیرقابل نفوذ بود . اکسیژن و دی اکسید کربن از دیواره های این مدل سرنگ منتشر نمی شوند بنابراین تغییرات زمانی در سرنگ های شیشه ای به حد مینیمم باقی میماند.  تغییرات فشار گاز خون تام به طور کامل به متابولیسم سلولی برمی گردد.

نتایج ما برای خون تام در سرنگهای شیشه ای نشان می دهدکه PaO₂ در نرخ میانگین ۰٫۰۴۴kPa/min (0.33mmHg/min)  روی یخ و  نرخ میانگین ۰٫۱۸kPA/min(1.37mmHg/min) در دمای ۲۲ درجه سانتی گراد کاهش می یابد.

دامنه ی اثر انتشار بین دیواره های سرنگ پلاستیکی می تواند با در نظر گرفتن اینکه تفاوت مشاهده شده بین سرنگ شیشه ای و پلاستیکی محاسبه شود. در ده دقیقه ی ابتدایی در دمای اتاق میانگین افت PaO₂ با توجه به انتشار برابر ۷٫۲ kPa(54 mmHg)  می باشد.

با فرض اینکه هموگلوبین به طور کامل اشباع شده باق میماند و تغییرات در کل سطح اکسیژن مربوط به اکسیژن محلول می باشد. در دمای ۲۲ درجه افت اکسیژن برابر ۵۵ml/ml blood/min و در روی یخ برابر ۱۲ml/ml blood/min می باشد.

اگرچه سه نوع سرنگ پلاستیکی تغییرات مشابهی برای ۱۰ دقیقه ی ابتدایی نشان میدهد؛ یک تغییرات بزرگ در نرخ افت PaO₂ وجود دارد. به مانند بازتاب تغییرات در انتشار دیواره های سرنگ.

تغییرات در PaCo₂ بسیار کمتر است و میانگین افزایش برابر ۰۴۷ kPa (3 5 mm Hg) در طول دو ساعت برای سرنگهای پلاستیکی در دمای اتاق است. سرنگهای شیشه ای بیشتر میانگین افزایش PaCo₂ (0-71 kPa (5 3 mm Hg))  را در طول دو ساعت به جا میگذارد . احتمالا دلیل این امر این است که برخلاف سرنگهای پلاستیکی, این سرنگها اجازه ی انتشاردی اکسید کربن را برروی دیواره های سرنگ نمی دهند.

این مطالعه نشان می دهد که سرنگهای شیشه ای برتری واضحی نسبت به سرنگ های پلاستیکی در حفظ پارامتر PaO₂ در نمونه های خون با سطح PaO₂ بالا دارند. علاوه بر این ؛ PaO₂ در چنین نمونه هایی افت سریعی را در دمای اتاق برای همه مدل سرنگ از جمله شیشه ای نشان میدهد.  نگهداری در آب یخ این خطا را کاهش میدهد و باید نمونه روی یخ نگهداری شود و هر چه سریع تر آنالیز گردد. ذخیره سازی در سرنگهای پلاستیکی در دمای اتاق حتی برای بازه ی زمانی کوتاه هم میتواند نتایج را تحت تاثیر خطای بزرگی در ضریب شنت محاسباتی قرار دهد.

 

منبع : 

۱) Eldridge F, Fretwell LK. Change in oxygen tension of shed blood at various temperatures. J Appl Physiol 1965;20:790-2.

۲) Scott PV, Horton JN, Mapleson WW. Leakage of oxygen from blood and water samples stored in plastic and glass syringes. BMJ 1971;3:512-6.

۳) Evers W, Racz GB, Levy AA. A comparative study of plastic (polypropylene) and glass syringes in blood gas analysis. Anaesth Analg 1972;51:92-7.

۴) Restall RVF, Miller SE, Hahn CEW, Epstein HG, Foex P. Plastic or glass syringes: a comparison of the changes in oxygen tension when blood or water are stored in iced water. Br J Anaesth 1975;47:636-7.

۵) Cotes JE. Lung function. Assessment and application in medicine. 4th ed. Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1979.

۶) Mahoney JJ, Harvey JA, Wong RJ, Van Kessel AL. Changes in oxygen measurements when whole blood is stored in iced plastic or glass syringes. Clin Chem 1991;37:1244-8.

۷)  Liss HP, Payne CP. Stability of blood gases in ice and at room temperature. Chest 1993;103:1120-2.