摘要：这幅图通过一个形象的“氧气小火车”模型，生动展示了心输出量（Cardiac Output）、氧输送（DO₂）、氧摄取（VO₂）以及氧提取率（O₂ER）之间的关系，是理解机体氧代谢和组织灌注状态的经典图解之一。下面我们对图中的各个要素进行逐一解释，并结合生理机制

这幅图通过一个形象的“氧气小火车”模型，生动展示了心输出量（Cardiac Output）、氧输送（DO₂）、氧摄取（VO₂）以及氧提取率（O₂ER）之间的关系，是理解机体氧代谢和组织灌注状态的经典图解之一。下面我们对图中的各个要素进行逐一解释，并结合生理机制做详细解析。

一、整体结构与概念框架

图中展示了一列载着氧分子的“火车”，火车的车厢代表血红蛋白（Hb），氧气分子（O₂）像乘客一样被“装载”在血红蛋白上，从“肺部装载站（Loading Station）”出发，经过血液循环，被“火车头”——心脏泵出输送至组织（动脉端），然后有部分氧气在组织中被消耗，剩余的则通过静脉回流。

这是一种比喻性模型，反映的是氧输送和利用的生理过程：

- 心脏就是火车头（心输出量）；

- 血红蛋白是火车车厢；

- 氧气是乘客；

- 肺是装载站；

- 动脉血氧含量是火车装满后的状态；

- 静脉血氧含量是经过“乘客下车”（氧气被组织摄取）后的状态

二、主要指标解释

1. 心输出量（Cardiac Output, CO）

- 图中显示心输出量为5 L/min，即每分钟心脏泵出5升血液。

- 心输出量是氧输送（DO₂）的核心动力来源，代表火车运行的速度。

- 心输出量 = 心率 × 每搏输出量。

2. 动脉氧含量（CaO₂）

- 图示动脉氧含量为20 vol%（20 ml O₂/100 ml血）。

- 它表示单位体积动脉血中所携带的氧气量，主要由下列公式计算：

CaO₂ = (Hb × 1.34 × SaO₂) + (PaO₂ × 0.003)

- Hb：血红蛋白浓度（g/dL）

- 1.34：每克血红蛋白可结合的氧量（ml）

- SaO₂：动脉血氧饱和度（一般约97-100%）

- PaO₂：动脉氧分压

- 通常溶解氧很少（

3. 动脉氧输送量（DO₂）

- 图中为 1000 ml/min，表示每分钟通过动脉系统向全身组织输送的氧气量。

- 计算公式为：DO₂ = CaO₂ × CO × 10

- “×10”是将单位从 ml/100 ml 转换为 ml/L。

- 即：20 ml/100 ml × 5 L/min = 1000 ml/min。

4. 氧气摄取（VO₂）

- 图中为250 ml/min，为组织从血液中摄取利用的氧气量。

- 这是基础代谢状态下的人体平均氧消耗量。

- 计算公式为：VO₂ = DO₂ × O₂ER或：VO₂ = CO × (CaO₂ - CvO₂)

其中 CvO₂ 为静脉氧含量。

5. 氧提取率（O₂ Extraction Ratio, O₂ER）

- 图中为25%，表示组织从血液中提取了送达氧气的25%。

- 计算公式为：

O₂ER = VO₂/DO₂= 250/1000 = 0.25

正常值在20%-30%，当氧输送不足时，O₂ER会升高以代偿。

6. 静脉氧含量与SvO₂

- 图中静脉氧饱和度（SvO₂）为75%，即有25%的氧被组织利用。

- 静脉氧输送量为 750 ml/min（1000 - 250）。

- SvO₂ 是判断组织灌注状态和氧利用情况的重要指标：

- SvO₂ 正常为 70-75%；

- 若过低提示氧供应不足或消耗过高；

- 若过高可能是组织不能有效利用氧（如败血症或线粒体功能障碍）。

三、图中流程总结

1. “装车”过程：肺泡氧气进入肺毛细血管，被血红蛋白结合形成动脉血氧（CaO₂），称为“装载”氧气。

2. “运行”过程：心输出量如火车头带动氧气列车通过全身血管系统，将氧气送往组织，形成氧输送（DO₂）。

3. “下车”过程：组织从列车中“下车”部分氧气，用于代谢，形成氧摄取（VO₂），未被使用的氧气则通过静脉血返回心肺，形成静脉氧含量（CvO₂）。

4. “下车”的比例：整个过程中，组织的“提取率”反映了氧气“下车”的比例，即氧提取率（O₂ER）。

四、临床意义与应用

这个模型可以帮助理解和评估不同临床状态下氧代谢变化的机制：

1. 心输出量下降（如心力衰竭、失血）

- DO₂ 减少 → VO₂ 减少 → 组织缺氧；

- 若短期代偿有效 → O₂ER 升高；

- 若代偿失败 → SvO₂ 降低明显，提示组织缺氧严重。

2. 血红蛋白下降（如贫血）

- 虽心输出量不变，但CaO₂ 降低 → DO₂ 下降；

- 同样通过提取率升高代偿，SvO₂ 下降；

- 重度贫血时，需输血提高Hb浓度以改善氧输送。

3. 组织摄取障碍（如感染性休克、线粒体病）

- 即使DO₂正常，组织不能有效利用氧气；

- VO₂下降，O₂ER下降，SvO₂“反常性升高”；

- 需要关注线粒体功能障碍或微循环灌注问题。

五、总结

这幅“氧气小火车”图用一种简单直观的方式，描述了氧输送、氧摄取和心输出量之间复杂却至关重要的关系。它强调了：

- 血红蛋白是氧气的载体；

- 心脏泵血是氧输送的动力；

- 组织摄取量反映代谢需求；

- SvO₂ 和 O₂ER 是评估组织氧供需平衡的关键参数。

临床中掌握这些指标的动态变化，有助于指导液体复苏、输血、升压、机械通气等治疗策略，达到优化组织灌注、避免氧债、改善预后的目的。

来源：重症医学一点号