血液性低氧血症指Hb量或质的改变，使CaO2减少或同时伴有氧合Hb结合的氧不易释出所引起的组织缺氧。由于Hb数量减少引起的血液性缺氧，因其PaO2正常而CaO2减低，又称等张性缺氧。血液性低氧血症在诊断时会表现出以下特点：
贫血引起缺氧时，由于外呼吸功能正常，所以PaO2、SaO2正常，但因Hb数量减少或性质改变，使氧容量降低导致CaO2减少。
CO中毒时，其血氧变化与贫血的变化基本是一致的。但是CO2max在体外检测时可以是正常的，这因在体外用氧气对血样本进行了充分平衡，此时O2已完全竞争取代HbCO中的CO形成氧合Hb，所以血CO2max可以是正常的。
血液性缺氧时，血液流经毛细血管时，因血中HbO2总量不足和PO2下降较快，使氧的弥散动力和速度也很快降低，故A-VdO2低于正常。
Hb与O2亲和力增加引起的血液性缺氧较特殊，其PaO2正常;CaO2和SaO2正常，由于Hb与O2亲和力较大，故结合的氧不易释放导致组织缺氧，所以PvO2升高;CvO2和SvO2升高，A-VdO2小于正常。
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