氧合指數(shù)及其臨床意義

1、氧合指數(shù)及其臨床意義呼吸醫(yī)治的目標(biāo)，是使器官組織可以得到足夠的氧氣，以便進(jìn)行氧合作用獲得能源。但由于細(xì)胞內(nèi)的氧合狀況無法直接偵測(cè)，所以臨床上使用許多氧合指數(shù)來反映身體的氧合狀況，這些指數(shù)的意義及應(yīng)用，是醫(yī)護(hù)人員該有的認(rèn)知。大氣中的氧氣從呼吸道進(jìn)入肺泡，經(jīng)由擴(kuò)散作用至肺微血管，與血色素結(jié)合后借著以心臟為動(dòng)力的動(dòng)脈血流送至微血管供組織細(xì)胞使用，產(chǎn)生的二氧化碳及剩下的氧氣再經(jīng)由靜脈血回流到肺微血管而完成呼吸循環(huán)。在整個(gè)過程中，代表氧合的各項(xiàng)指標(biāo)可大別為四類：1氧氣力及相關(guān)指數(shù)2氧氣含量及相關(guān)指數(shù)3氧氣飽和度及相關(guān)指數(shù)4局部組織氧合指數(shù)。一.氧氣壓力及相關(guān)指數(shù)1.PaO2:動(dòng)脈氧氣壓力Arterial

2、oxygentension2.FIO2:吸入氧氣分率Inspiredoxygenfraction3.PIO2:吸入氧氣壓力Inspiredoxygentension=(PB-PH2O)xFIO24.PAO2肺泡氧氣壓力Alveolaroxygentension=PIO2-(PaCO農(nóng))在早期，病患缺氧與否，往往只能從一般的生理反響如血壓、心跳、呼吸及意識(shí)變化與皮膚顏色來推斷，但假設(shè)病患由現(xiàn)發(fā)組現(xiàn)象時(shí)，通常表示動(dòng)脈血已高度缺氧，且在膚色過深或重度貧血的病患不易區(qū)分(1)。一直到1950年代Dr.Clark研發(fā)由測(cè)量氧氣分壓的電極棒后，才開啟了氧合評(píng)估的新頁(2)。利用血液氣體分析儀bloodga

3、sanalyzer，從早期的電子化學(xué)技術(shù)開展到最近的熒光極棒fluorescentoptode尸aO2的測(cè)定也由體外單次演進(jìn)到體內(nèi)連續(xù)偵測(cè)(3)。至于氣體的FIO2可以用氧氣濃度分析儀oxygenanalyzer測(cè)由。假設(shè)在一大氣壓力下，代入大氣壓力PB,barometricpressure760毫米汞柱，水氣壓力PH2O,vaporpressure47毫米汞柱，即可求得PIO2。加上由血液氣體分析儀所測(cè)得的動(dòng)脈二氧化碳?jí)毫aCO2,arterialcarbondioxidetension及由間接熱量測(cè)量器indirectcalorimetry得到的呼吸商數(shù)R,respiratoryquot

4、ient或一般代以0.8,便可算由PAO2(13>5 .PaO2FIO2:氧合指數(shù)Oxygenationindex6 .P(A-a)O2:肺泡-動(dòng)脈氧氣壓力差A(yù)lveolar-arterialoxygentensiongradient=PAO2-PaO27 .PaO2PAO2:動(dòng)脈-肺泡氧氣分率Arterial-alveolaroxygenfraction8 .P(A-a)O2PaO2:呼吸指數(shù)RespiratoryindexPaO2FIO2于1974年由Dr.Horovitz提由，因?yàn)橛?jì)算簡(jiǎn)單，且與肺內(nèi)分流Qsp/Qt的相關(guān)性不錯(cuò)，所以臨床應(yīng)用甚廣(4)。P(A-a)O2因參加了吸入氧

5、氣分率及動(dòng)脈二氧化碳?jí)毫芍笖?shù)，所以可以分辯由因通氣量過低導(dǎo)至二氧化碳累積而造成的氧合不良，但影響P(A-a)O2的因素很多，包含吸入氧氣分率、通氣血流灌注比不配合、肺內(nèi)分流及右向左的心內(nèi)分流，其中肺內(nèi)分流又隨著各種肺疾狀況、病患年齡及不同的體位而改變，此外P(A-a)O2也受混合靜脈氧氣含量的相關(guān)因素影響，如組織氧氣消耗量、心搏由量及血紅素量，一般而言P(A-a)O2對(duì)呼吸常態(tài)空氣的病患有無氧合障礙相當(dāng)敏感，但由于它與肺內(nèi)分流間的相關(guān)性不佳且受太多非肺因素影響，所以在重癥病患并不有用(5)。Pa02PAO2及P(A-a)O2PaO2分別由Dr.Gilbert與Dr.Goldfarb提由。假設(shè)

6、與肺內(nèi)分流作相關(guān)性分析，在PaO2FIO2、Pa02PAO2與P(A-a)O2PaO2三者較近似r=0.720.74，P(A-a)O2則稍差r=0.62(6,7)。二.氧氣含量及相關(guān)指數(shù)1 .CaO2:動(dòng)脈氧氣含量Arterialoxygencontent=(HbxSaO2x1.34)+(PaO2x0.0031)2 .CvO2:混合靜脈氧氣含量Mixedvenousoxygencontent=(HbxSvO2x1.34)+(PvO2x0.0031)3 .CcO2:肺微血管氧氣含量Pulmonarycapillaryoxygencontent=(Hbx1.34)+(PAO2x0.0031)4 .

7、Qsp/Qt:肺內(nèi)分流Intrapulmonaryshunt=(CcO2-CaO2)/(CcO2-CvO2)有了血紅素值Hb,hemoglobin、動(dòng)脈氧血紅素飽和度及動(dòng)脈氧氣壓力即可求得CaO2o混合靜脈血指的是將上腔靜脈、下腔靜脈及冠狀靜脈血充份混合后的血液，可由肺動(dòng)脈導(dǎo)管pulmonaryarterycatheter在右心室或肺動(dòng)脈內(nèi)取得以推算由CvO2o至于CcO2的計(jì)算是以肺微血管血紅素氧氣飽和度為100%的假設(shè)下，以肺泡氧氣壓力替代肺微血管氧氣壓力。利用CaO2、CvO2及CcO2便可求得Qsp/Qt,此指數(shù)包含兩部份，分別是流經(jīng)肺部時(shí)得到充份氧合及沒有得到氧合的血流量比，代表著中

8、央靜脈及全身動(dòng)脈循環(huán)間的靜脈混合venousadmixture。Qsp/Qt被視為臨床評(píng)估肺部氧合功能的標(biāo)準(zhǔn)，它不會(huì)受氧氣消耗量、血紅素量或混合靜脈氧血紅素飽和度等因素所影響(1,2)o5 .DO2:氧氣輸由量Oxygendelivery=CaO2xC.O.=CaO2xC.I.x106 .C(a-v)O2:動(dòng)脈-靜脈氧氣含量差A(yù)rterial-venousoxygencontentdifference=CaO2-CvO27 .VO2:氧氣消耗量Oxygenconsumptiona.=C(a-v)O2xC.I.x10b.=(1-FEO2-FECO2)xFIO0-FIO2)-FEO2xVE8.OU

9、C:氧氣使用分率Oxygenutilizationcoefficient=VO2DO2=S(a-v)O2SaO2心搏由量C.O.,cardiacoutput一般經(jīng)肺動(dòng)脈導(dǎo)管由溫度稀釋法thermodilutionmethod測(cè)得，假設(shè)再除以體外表積bodysurfacearea，便是心搏由指數(shù)C.I.,cardiacindex。足夠的DO2是加護(hù)醫(yī)療的重要目標(biāo)，其中包含氧氣指數(shù)、血紅素量及心臟功能，缺一不可。C(a-v)O2表示組織攝取氧氣量的多寡，假設(shè)值過大常反映著心搏由量不敷所需。7a公式由Fick方程式演變而來，其中的心搏由量測(cè)定受多項(xiàng)因素影響，如冰水注入技巧、血紅素量、動(dòng)脈氧血紅素飽和

10、度、混合靜脈氧血紅素飽和度、動(dòng)脈氧氣壓力、混合靜脈氧氣壓力等，由此得到的VO2比使用間接熱量測(cè)量器所得到的VO2值較低，其間差異即是肺部本身的耗氧量，假設(shè)有肺部感染存在，影響可高達(dá)15%。7b公式乃使用間接熱量測(cè)量器測(cè)得，F(xiàn)EO2、FECO汲VE分別代表吐由氧氣分率expiredoxygenfraction、吐由二氧化碳分率expiredcarbondioxidefraction及每分鐘吐由通氣量expiredminuteventilation。在放開型間接熱量測(cè)量器，為使誤差減少，需確定吸入氧氣分率要穩(wěn)定、管路系統(tǒng)不可漏氣及吸吐氣要完全別離；假設(shè)使用封閉型間接熱量測(cè)量器，則吸入氧氣分率可以不

11、定，但氣漏、壓縮容積及驅(qū)動(dòng)力增加等因素仍會(huì)影響數(shù)據(jù)。正常狀況下，約僅25%的輸由氧量被消耗掉，假設(shè)氧氣消耗量增加或氧氣輸生量減少，則OUC值上升(2,8)。三.氧氣飽和度及相關(guān)指數(shù)1.SaO2:動(dòng)脈氧血紅素飽和度Arterialoxyhemoglobinsaturation2.SpO2:脈動(dòng)氧血紅素飽和度Oxyhemoglobinsaturationbypulseoximetry3.FO2Hb:氧血紅素飽和分率Fractionalhemoglobinoxygensaturation=O2Hb/(O2Hb+HHb+metHb+COHb)在血液氣體分析儀得到動(dòng)脈氧氣壓力的同時(shí)，利用氧血紅素解離曲線

12、或內(nèi)定相關(guān)公式，即可得到SaO2SpO2是由脈動(dòng)測(cè)氧器(pulseoximetry)所測(cè)得，此類儀器約在1980年代問世，因具有非侵襲性及連續(xù)監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)幾乎已成重癥照護(hù)的必要配備(9)。它的原理是利用波長660nm及940nm兩光條通過一脈動(dòng)的血管床后，因通透性的差異進(jìn)而反映由血紅素及氧血紅素O2Hb間的量差，最后轉(zhuǎn)成氧血紅素飽和度顯現(xiàn)。影響SpO2的因素很多，如偵測(cè)位置血流量缺乏、外來光線過強(qiáng)、不正常血紅素過多、膚色差異、重度貧血、偵測(cè)部位經(jīng)常移動(dòng)或不正常脈動(dòng)等，由于SpO2僅反響血紅素及氧血紅素間的關(guān)系，因此被稱為功能性飽和度functionalsaturation(10)。由一氧化碳

13、測(cè)氧器CO-oximetry所測(cè)得的FO2Hb因?yàn)楹w了氧血紅素、脫氧血紅素HHb、變性血紅素metHb及一氧化碳血紅素COHb等多項(xiàng)血紅素的數(shù)值，所以被稱為分率性飽和度fractionalsaturation,也是目前視為偵測(cè)氧血紅素量的標(biāo)準(zhǔn)方法(1,11)。4.SvO2:混合靜脈氧血紅素飽和度Mixedvenousoxyhemoglobinsaturation=1-VO2DO25.S(a-v)O2:動(dòng)脈-靜脈氧血紅素飽和度差A(yù)rterial-venousoxygensaturationdifference=SaO2-SvO26.VQI:通氣-血流灌注指數(shù)Ventilation-perfus

14、ionindex=(1-SaO2)/(1-SvO2)7.OEI:氧氣萃取指數(shù)Oxygenextractionindex=(SpO2-SvO2)/SpO2單一次的SvO2測(cè)定可將經(jīng)由肺動(dòng)脈導(dǎo)管所抽得的混合靜脈血打入血液氣體分析儀或一氧化碳測(cè)氧器即可測(cè)得。至于具有連續(xù)監(jiān)測(cè)SvO2功能的靜脈測(cè)氧器venousoximetry也已于1980年代早期被研發(fā)使用，由光源、光感應(yīng)器及微處理器等組合，置于肺動(dòng)脈導(dǎo)管前端，將波長650nm至1000nm的光線射由，碰到紅血球后反折的光量經(jīng)過感應(yīng)計(jì)算后，即可得到SvO2,有研究匯報(bào)指由SvO2與氧氣使用分率間的相關(guān)性甚佳r=0.96，影響SvO2測(cè)定的因素包含溫度

15、、酸堿值、血流速度、血球容積計(jì)及導(dǎo)管末端堵塞與否(12)。同時(shí)并用脈動(dòng)測(cè)氧器及靜脈測(cè)氧器或合稱雙重測(cè)氧器，dualoximetry即可得到S(a-v)O2、VQI及OEI三項(xiàng)具連續(xù)監(jiān)測(cè)功能的指數(shù)，S(a-v)O2可代表動(dòng)脈-靜脈氧氣含量差，VQI與肺內(nèi)分流間的相關(guān)性尚可r=0.78，而OEI與氧氣使用分率問的相關(guān)性r=0.60(13,14)。四.局部組織氧合指數(shù)1 .PtcO2:經(jīng)皮氧氣壓力TranscutaneousPO2在1970年代中期被開發(fā)應(yīng)用，方法是將Clark電極直接置于皮膚外表，在加熱至約攝氏44度后，因表皮的特性改變使得組織間的微血管動(dòng)脈化，當(dāng)氧氣擴(kuò)散由來后被偵測(cè)到的壓力即是P

16、tcO2。影響PtcO2的因素除了動(dòng)脈血的氧含量外，還有皮下血管叢的血流量，一般新生兒的PtcO2與動(dòng)脈氧氣壓力的相關(guān)性還不錯(cuò)，但在成人則較差。因?yàn)橛须姌O片需經(jīng)常更換測(cè)定位置及可能造成皮膚灼傷的危險(xiǎn)，PtcO2已漸被脈動(dòng)氧血紅素飽和度所取代(2,15)o2 .PtcOZPaO2:經(jīng)皮氧氣壓力指數(shù)PtcO2index在正常新生兒，此數(shù)值約1.0,但隨著年齡增加而降低，成人約0.70.8。假設(shè)低于正常值，則表示皮下組織氧合不良。3 .PscO2:皮下氧氣壓力SubcutaneousPO2將一細(xì)硅管植入皮下組織，內(nèi)含一Clark電極組成硅管壓力測(cè)量器silastictonometry，可以直接測(cè)得皮下組織微血管所擴(kuò)散由來的氧氣分壓。在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的血流變化偵測(cè)時(shí)，PscO2比經(jīng)皮氧氣壓力更敏感(15,16)。4 .PcjO2:結(jié)膜氧氣壓力ConjunctivalPO2當(dāng)眼睛閉上時(shí)，角膜細(xì)胞即直接從眼瞼結(jié)膜得到氧氣供給，將超微的Clark電極置于眼瞼結(jié)膜的內(nèi)側(cè)，由于細(xì)胞層很少，所以不需加熱即可測(cè)得PcjO2,代表由同側(cè)頸動(dòng)脈所供給的微血管血流氧合狀況。與經(jīng)皮氧氣壓力指數(shù)類似，成人正常的PcjO2PaO2約0.60.7(2,16)。5 .pHi:胃腸黏膜內(nèi)酸堿值GastrointestinalintramucosalpH臨床上常用的胃