PaO2/FIO2。PaO2/FIO2 比值(通常称为P/F比值,范围400~500 mm Hg)反映肺脏氧交换异常的程度,由于机械通气可以准确设定FIO2,因此在该情境下最为有用。P/F比值小于300 mm Hg表示存在临床上重要的气体交换异常,P/F比值小于200 mm Hg表示严重低氧血症。影响P/F比值的因素包括通气设置、呼气末正压和FIO2。FIO2的变化对P/F比值的影响不尽一致,这取决于肺损伤性质、分流分数和FIO2的变化范围。在没有PaO2时,SpO2/FIO2可以作为合理的替代指标。
在海平面呼吸环境空气的“正常 ”A-a PO2差随年龄变化而变化,范围在10~25 mm Hg(2.5+0.21×年龄[岁])之间。第二个影响因素是FIO2或PAO2。如果这两个因素中的任何一个增加,A-a PO2差就会增大,这是因为肺泡毛细血管中的气体交换发生在血红蛋白氧解离曲线较平坦的部分(斜率),在静脉混合程度相同的情况下,混合静脉血和动脉血之间的PO2差值就会增大。相反,如果肺泡PO2因通气不足或高海拔而偏低,A-a差就会低于正常水平,可能会导致肺功能障碍被低估或诊断不准确。
氧合指数。氧合指数(OI)可用于机械通气患者,以评估维持氧合所需的通气支持强度。它包括平均气道压(MAP,单位为cm H2O)、FIO2和 PaO2(单位为mm Hg)或SpO2,如果超过40,则可作为体外膜氧合治疗的标准。正常值小于4 cm H2O/mmHg;由于cm H2O/mm Hg的数值是统一的(1.36),因此通常报告该比值时不含单位。
OI = MAP×FIO2×(100/PaO2)或(采用SpO2代替PaO2)
急性氧疗的指征
急性短期补充氧气的适应证见表1。当患者出现呼吸困难时,通常在低氧血症确诊之前就需要补充氧气。当动脉血氧分压(PaO2)低于60 mm Hg时,最明确的吸氧指征是动脉低氧血症,这通常对应着动脉血氧饱和度(SaO2)或外周血氧饱和度(SpO2)为89%~90%。当 PaO2降至60 mm Hg以下时,血氧饱和度可能会急剧下降,导致动脉血氧含量大幅降低,并可能导致组织缺氧。
针对低氧血症型COPD患者的两项研究为LTOT提供了支持性数据。第一项研究是1980年进行的夜间氧气治疗试验(NOTT),在这项研究中,患者被随机分配到夜间(至少12小时)或持续吸氧。在12个月和24个月时,仅接受夜间供氧患者的死亡率较高。第二项试验是1981年开展的英国医学研究委员会家庭试验,患者随机分组,不吸氧或每天至少吸氧15小时。与NOTT试验相似,无氧组的死亡率显著较高。这两项试验的研究对象都是接受最大程度治疗且病情稳定的非吸烟患者,这些患者的PaO2低于55 mm Hg,或患有红细胞增多症或肺心病患者且PaO2低于60 mm Hg。
另一个需要考虑的问题是确定空中旅行时是否需要补充氧气。大多数商用飞机通常会将机舱内压力加至相当于海拔8000英尺的气压,吸入氧张力约为108 mm Hg。对于肺部疾病患者,吸入氧张力(PiO2)降低会引起低氧血症。旅行前,患者应接受全面医疗评估,包括动脉血气测试。如果患者在地面时的PaO2≥70 mm Hg(SpO2>95%),那么他们在飞行中的PaO2很可能会超过50 mm Hg,这通常被认为足以应付最低限度的体力活动。对于SpO2或PaO2较低患者,可以考虑进行6分钟步行测试,或进行缺氧模拟测试,通常是呼吸15%氧气。如果空中旅行出现低氧血症,可以通过鼻导管吸氧以提高氧气吸入量。
近十年中,高流量鼻导管(HFNC)得到发展,其输送流量远高于简单鼻导管,可输送高达60 L/分钟的加热加湿氧气。HFNC的生理优势包括消除界面死腔、冲洗鼻咽部的二氧化碳、改善胸腹同步、减少呼吸功以及高达4 cm H2O的呼气末正压。系统综述和荟萃分析表明,在低氧血症型呼吸衰竭患者中,使用HFNC与传统氧疗相比,前者的气管插管率更低。同样,如果在高危患者拔管后立即使用HFNC,再次插管率与无创正压通气相当,也低于传统的氧疗。
在为慢性CO2潴留患者或高危患者补充氧气时,尤其是在极度低氧血症的情况下,精细调整FIO2以使得SpO2维持在88%~90%范围内极其重要。多个病例报告称,不调节O2会导致不良后果;一项针对CODP急性加重患者在送往医院途中进行的随机研究无可争议地证明了这一点。与不限制氧气的患者相比,随机分配到补充氧气以使SpO2维持在88%~92%范围内的患者死亡率显著较低(7% vs. 2%)。
高氧可对肺部以外器官产生毒性反应。一项大型多中心回顾性队列研究表明,心肺复苏(CPR)成功后死亡率升高与高氧之间存在关联,该研究发现,CPR后PaO2大于300 mm Hg的患者与血氧正常或低氧血症患者相比,院内死亡风险比为1.8(95% CI,1.8~2.2)。死亡率升高的原因是ROS介导的高氧再灌注损伤使心跳停止后的中枢神经系统功能恶化。最近的一项研究也描述了急诊科插管后高氧血症患者死亡率增加,这与PaO2升高程度密切相关。
对于脑损伤和卒中患者,为没有低氧血症的患者提供氧气似乎没有任何益处。一家创伤中心开展的一项研究发现,与血氧正常患者相比,接受高氧(PaO2>200 mm Hg)治疗的脑外伤患者死亡率更高,出院时Glasgow昏迷评分更低。另一项对接受高压氧治疗患者的研究显示,神经系统预后较差。在一项大型多中心试验中,为非低氧血症(饱和度大于96%)的急性卒中患者补充氧气,对死亡率或功能预后没有任何益处。
然而,随后进行的两项大型试验未能显示保守吸氧策略对肺部疾病患者无呼吸机天数或ARDS患者28天存活率有任何影响。最近,一项针对2541名接受机械通气患者的研究发现,在三种不同的SpO2范围(88%~92%,92%~96%,96%~100%)内,有针对性地补充氧气不会影响28天内无机械通气的存活天数、死亡率、心脏骤停、心律失常、心肌梗死、卒中或气胸等结局。根据这些数据,英国胸科学会指南主张大多数成年住院患者的目标SpO2范围为94%~98%。这是合理的,因为SpO2在此范围内(考虑到脉搏血氧监测仪有±2%~3%的误差)对应的PaO2范围为65~100 mm Hg,这一血氧水平安全且足够。对于有高碳酸血症型呼吸衰竭风险的患者,88%~92%是一个更安全的目标,可以避免O2引起的高碳酸血症。