Из инструментальных методов оценки ОДН наибольшее значение придается газовому анализу артериальной крови. Важнейшими показателями являются парциальное напряжение кислорода (РаО2) и углекислого газа (РаСО2), рН, уровень бикарбоната (НСО3–) артериальной крови, причем серийное или динамическое исследование этих показателей имеет большее значение, чем однократный анализ. Практически у всех больных с ОДН на фоне ХОЗЛ выявляют гипоксемию (РаО2 < 55 мм рт. ст), гиперкапнию (РаСО2 > 45 мм рт. ст) и респираторный ацидоз (рН< 7,35). Учитывая длительное существование ХДН и наличие хронической гипоксемии, а у некоторых пациентов и гиперкапнии, бывает довольно сложно определить, насколько изменились эти показатели. Маркерами хронической гипоксемии является полицитемия, признаки легочной гипертензии и застойной сердечной недостаточности. Повышенный уровень бикарбонатов (более 26 ммоль/л) говорит о предшествующей хронической гиперкапнии, так как метаболическая компенсация респираторного ацидоза требует определенного времени — не менее 3 суток. Острое развитие гиперкапнии сопровождается декомпенсированным респираторным ацидозом (рН < 7,35), однако ацидемия присутствует также и при высокой хронической гиперкапнии, когда исчерпан резерв бикарбонатов для нормализации рН артериальной крови — чаще при уровне РаСОз выше 70 мм рт. ст. У нелеченных больных с ОДН (до назначения О2) уровень РаСО2 редко превышает 80 мм рт. ст. и почти никогда не превышает 90 мм рт. ст., так как такие значения при дыхании воздухом, не обогащенным кислородом, ассоциированы с гипоксемией, несовместимой с жизнью. Однако более высокие значения РаСО2 могут наблюдаться при дыхании кислородовоздушной смесью.