گازهای خونی گروهی از آزمایشات هستند که برای ارزیابی pH و مقدار اکسیژن (O₂) و دی اکسید کربن (CO₂) موجود در یک نمونه خون (معمولاً از یک شریان) با هم انجام می‌شوند تا عملکرد ریه‌ها ارزیابی شود و به تشخیص عدم تعادل اسید- باز که می‌تواند نشان دهنده یک اختلال تنفسی، متابولیکی یا کلیوی باشد، کمک کند.

بدن فرد با دقت pH خون را تنظیم می‌کند و آن را در محدوده 7.35 - 7.45 نگه می‌دارد و اجازه نمی‌دهد خون خیلی اسیدی (حالت اسیدوز) و یا خیلی قلیایی (حالت آلکالوز) شود. تنظیم اسیدها و بازهای بدن دارای دو جزء اصلی است. اولین جزء متابولیسم و کلیه، هر دو را درگیر می‌کند: فرآیند سلولی تبدیل ماده‌ای به ماده دیگر برای تأمین انرژی، مقادیر زیادی اسید تولید می‌کند که کلیه‌ها به حذف آن کمک می‌کنند.

دومین جزء تنظیم تعادل pH شامل از بین بردن دی‌اکسید‌کربن (که موقع انحلال در خون اسید است) از طریق بازدم توسط ریه‌ها است. این جزء تنفسی همچنین راهی است که بدن اکسیژن را به بافت‌ها می‌رساند. ریه‌ها اکسیژن را به داخل بدن وارد می‌کنند، سپس در خون حل می‌شود و در سراسر بدن به بافت ها منتقل می‌شود.

این فرایندهای تبادل گاز و تعادل اسید / باز نیز با تعادل الکترولیت بدن ارتباط نزدیک دارند. در یک وضعیت طبیعی سلامتی، این فرایندها در یک تعادل پویا قرار دارند و pH خون پایدار است.

طیف گسترده‌ای از بیماری‌های حاد و مزمن وجود دارد که می‌تواند بر عملکرد کلیه، تولید اسید و عملکرد ریه تأثیر بگذارد و آن‌ها مسئول ایجاد عدم تعادل در pH ، دی‌اکسید‌کربن و اکسیژن یا عدم تعادل الکترولیت‌ها، هستند.

به عنوان مثال می‌توان به دیابت کنترل نشده که می‌تواند منجر به کتواسیدوز و اسیدوز متابولیک و بیماری‌های شدید ریوی شود که می‌تواند بر تبادل گاز CO₂ / O₂ تأثیر بگذارد، اشاره کرد. حتی شرایط موقتی مانند شوک، اضطراب، درد، استفراغ طولانی مدت و اسهال شدید نیز ممکن است گاهی منجر به اسیدوز یا آلکالوز شد. آنالیز گازهای خونی یک تصویر آنی از pH ، محتوای O₂ و CO₂  را در خون فرد می‌دهد.

اجزای زیر به طور کلی در آنالیز گازهای خون وجود دارد:

• pH: کار آن اندازه‌گیری تعادل اسیدها و بازها در خون است. افزایش مقادیر دی‌اکسید‌ کربن و سایر اسیدها باعث کاهش pH خون (اسیدی شدن) می‌شود. کاهش دی‌اکسید ‌کربن یا افزایش مقادیر بازها، مانند بی‌کربنات (^-HCO₃)، می‌تواند باعث افزایش pH خون (قلیایی شدن) شود.

• فشار جزئی O₂  یا PaO₂: میزان گاز اکسیژن موجود در خون را اندازه‌گیری می‌کند.

• فشار جزئی CO₂ یا PaCO₂: میزان گاز دی‌اکسید کربن در خون را اندازه‌گیری می‌کند.با افزایش سطح PaCO₂ ،pH خون کاهش می‌یابد و باعث اسیدی شدن خون می‌شود. با کاهش PaCO₂ ،pH  افزایش می‌یابد، و خون را قلیایی‌تر(آلکالی) می‌کند.

• O₂ اشباع (O₂Sat یا S_aO₂): درصدی از هموگلوبین که حامل اکسیژن است. هموگلوبین، پروتئینی در گلبول‌های قرمز خون است که اکسیژن را از طریق رگ‌های خونی به بافت‌های بدن منتقل می‌کند .

• O₂ محتوای (O₂CT یا C_aO₂): مقدار اکسیژن در هر 100 میلی‌لیتر خون را بیان می‌کند.

• بیکربنات (^-HCO₃): شکل اصلی CO₂ در بدن است؛ و می‌توان آن را از pH و PaCO₂ محاسبه کرد. یک کمیت برای جزء متابولیکی تعادل اسید- باز است. ^-HCO₃ در پاسخ به عدم تعادل pH توسط کلیه‌ها آزاد و باز جذب می‌شود و با سطح pH ارتباط مستقیمی دارد. با افزایش میزان ^-HCO₃ در خون، PH نیز افزایش می‌یابد (قلیایی می‌شود).

• کمبود/ بالابودن قلیا - یک عدد محاسبه شده نشان‌دهنده مجموع عوامل بافر کننده متابولیک (آنیون‌ها) در خون است. این آنیون‌ها شامل هموگلوبین، پروتئین‌ها، فسفات‌ها و ^-HCO₃ (بی‌کربنات که آنیون غالب است) هستند. آنیون‌ها برای جبران عدم تعادل در pH خون، تنظیم می‌شوند. پزشک در هنگام تصمیم گیری در مورد درمان برای اصلاح عدم تعادل، نتایج ^-HCO₃ و کمبود / بالا بودن قلیا را برای ارزیابی ظرفیت کلی بافری ریه‌ها و کلیه‌ها بررسی می‌کند.

نحوه جمع‌آوری نمونه برای این آزمایش به چه صورتی است ؟

خون کامل که از شریان گرفته شده باشد، تقریباً همیشه برای تجزیه و تحلیل گازهای خون استفاده می‌شود اما در بعضی موارد مانند نوزادان، خون کامل از پاشنه پا جمع می‌شود. همچنین ممکن است خون از بند ناف نوزاد تازه متولد شده گرفته شود. از آنجا که خون شریانی اکسیژن را به بدن می‌رساند و خون وریدی مواد زائد را به ریه‌ها و کلیه‌ها می‌رساند، میزان گاز و pH در هر دو نوع نمونه خون یکسان نخواهد بود. به طور معمول بیشترین اختلاف در مقادیر گزارش شده بین خون وریدی و شریانی، PaO₂ است و هنگام بررسی نتایج باید نوع نمونه را در نظر گرفت.

یک نمونه خون شریانی معمولاً از شریان رادیال مچ دست، واقع در داخل مچ دست (زیر انگشت شست) جایی که نبض احساس می‌شود، جمع‌آوری می‌شود .

قبل از جمع‌آوری نمونه، آزمایش گردش خون به نام تست آلن انجام می‌شود تا اطمینان حاصل شود که گردش خون کافی در مچ دست فرد وجود دارد. این آزمایش شامل فشرده سازی شریان‌های رادیال و اولنار مچ دست است؛ سپس هر کدام را به نوبه خود آزاد می‌کند تا "حالت داغ شدن" و صورتی شدن پوست هنگام بازگشت خون به دست، مشاهده شود.

اگر دست شما قرمز نشود، مچ دست دیگر آزمایش می‌شود. نمونه‌ی خون همچنین می‌تواند از شریان بازویی در آرنج یا از شریان ران در کشاله ران گرفته شود، اگرچه برای دستیابی مناسب از این مکان‌ها نیاز به آموزش خاص وجود دارد. همچنین ممکن است از طریق کاتتر شریانی نمونه خون جمع‌آوری شود اما باید از آلودگی ِ حداقل، اطمینان حاصل شود.

در نوزادان تازه متولد شده که بلافاصله پس از تولد در تنفس دچار مشکل می‌شوند، خون از شریان و ورید ناف جمع‌آوری می‌شود و به طور جداگانه آزمایش می‌شوند. پس از خونگیری شریانی، باید حداقل 5 دقیقه به محل نمونه‌گیری شده، فشار وارد کرد.

از آن‌جا که خون از طریق شریان پمپ می‌شود، ممکن است سوراخ ایجاد شده برای مدتی نگه داشته شود تا خونریزی متوقف شود. اگر کسی از داروهای رقیق‌کننده خون یا آسپرین استفاده می‌کند، ممکن است 10-15 دقیقه طول بکشد تا خونریزی متوقف شود. پس از خونگیری، فرد نمونه گیرنده، توقفِ خونریزی را باید تحت نظر داشته باشد و دور مچ دست را می‌بندد که باید حدود یک ساعت به‌صورت بسته باقی بماند.

آیا برای اطمینان از کیفیت نمونه به آمادگی خاصی جهت انجام آزمایش لازم است؟

به طور معمول هیچ آمادگی برای انجام این آزمایش مورد نیاز نیست. با این حال اگر کسی تحت درمان با اکسیژن است، ممکن است اکسیژن به مدت 20 تا 30 دقیقه قبل از جمع‌آوری برای آزمایش اکسیژن خون (در شرایطی که تنفس عادی دارد) قطع شود یا اگر این حالت قابل تحمل نیست یا اگر پزشک می‌خواهد سطح اکسیژن را (در شرایط دریافت O₂ چک کند)، میزان اکسیژن دریافتی ثبت می‌شود.

این اندازه‌گیری معمولاً به صورت کسری از اکسیژن مایع (استنشاق شده) بر حسب درصد (FiO₂) یا بر حسب لیتر O₂ که در هر دقیقه جریان یافته بیان می‌شود.