po2 fi02 что это
Соотношение SpO2 / FiO2 при поступлении в больницу является показателем раннего развития острого респираторного дистресс-синдрома у пациентов из группы риска
Индекс оксигенации (oxygenation index, OI; PF ratio – PF соотношение; респираторный индекс, PaO2 / FiO2 ) — это параметр, используемый в анестезиологии-реаниматологии и интенсивной терапии для оценки функции обмена кислорода в легких. Расчет индекса оксигенации производят по формуле, как соотношение PaO2 / FiO2 (отношение парциального напряжения кислорода в артериальной крови к фракции кислорода на вдохе). Данный критерий относится к международным шкалам, которые ежедневно используются в рутинной практике анестезиолога. Однако не всегда есть возможность исследования артериальной крови, в данной статье описывается возможность оценки соотношения насыщения кислородом к фракции вдыхаемого кислорода (SpO (2) / FiO (2)) как прогностического маркера в плане развития острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС)
ЦЕЛЬ: Отношение насыщения кислородом к фракции вдыхаемого кислорода (SpO (2) / FiO (2) ) было подтверждено в качестве суррогатного маркера парциального давления кислорода к доле вдыхаемого кислорода у механически вентилируемых пациентов с острым респираторным дистресс-синдромом (ОРДС). Достоверность измерений SpO (2) / FiO (2) при прогнозировании ОРДС не изучалась. Недавно был разработан показатель прогнозирования травм легких (LIPS- Lung Injury Prediction Score), чтобы помочь идентифицировать пациентов с риском развития ОРДС.
МЕТОДЫ: Это был вторичный анализ когорты LIPS-1. Многофакторная логистическая регрессия включала все установленные переменные для LIPS, оценки острой физиологии и хронического здоровья, возраста и сопутствующих состояний, которые могут влиять на SpO (2) / FiO ). Первичным результатом было развитие ОРДС в стационаре. Вторичные исходы включали в себя смертность в больнице, больничный день развития ОРДС и больничный день смерти.
Индекс оксигенации – что это такое, для чего и как рассчитывают показатель?
Для оценки эффективности дыхательной деятельности используют такой показатель, как индекс оксигенации. Он показывает правильность прохождения газообмена в легких, отражая состояние альвеолярной системы. Резкое снижение показателя является показанием для проведения искусственной вентиляции легких.
Что такое индекс оксигенации?
Индекс оксигенации – это соотношение парциального давления кислорода в циркулирующей артериальной крови и фракции кислорода, поступающего во время вдоха. Этот параметр активно используется в анестезиологии, реаниматологии, при проведении интенсивной терапии пациентам с нарушением дыхания. С помощью данного показателя медики оценивают обменные процессы в легких. Осуществляя мониторинг оксигенации, врачи получают ответы на следующие вопросы:
Расчет индекса оксигенации
Перед тем как определить индекс оксигенации, врачам необходимо получить значение двух параметров:
Данные параметры медики получают в результате оценки артериальной крови и дыхательной функции. Чаще это проводят неинвазивным методом, с помощью специальных аппаратов. Для получения полной картины состояния пациента оценка оксигенации может осуществляться с использованием образца крови (данный метод используют нечасто).
Чем измеряется индекс оксигенации?
Под индексом оксигенации понимают отношение кислорода в кроки к тому, что поступает с воздухом. Чтобы получить индекс оксигенации, нужно сравнить напряжение кислорода, содержащегося в артериальной крови (PaO2), и объем этого газа в составе вдыхаемого воздуха (FiО2). Такое измерение осуществляется при помощи метода быстрой оксиметрии.
Если говорить конкретно о том, чем измеряется РаО2, FiO2 (индекс оксигенации), то в большинстве случаев это прибор со встроенным газовым анализатором. Датчик фиксирует значение напряжения кислорода в газе, поступающем в организм на вдохе, и в той смеси, что выходит наружу во время выдоха. Сам аппарат обладает низкой инерционностью, время отклика которой составляет около 600 мсек.
Методы определения индекса оксигенации
Чтобы получить значения PaO2, FiO2, индекс оксигенации, медики чаще используют неинвазивные методы. Самый распространенный – полярографическое чрескожное изменение напряжения кислорода. Также в медицинской практике используются и пульсоксиметрия – определение уровня сатурации крови кислородом.
Данные методы получили повсеместное распространение в анестезиологии для оценки состояния дыхательного процесса у пациентов с выраженными нарушениями дыхания. Показатели определяются автоматически, с помощью пульсоксиметра – прибора со встроенным датчиком, который устанавливается на палец пациента.
Индекс оксигенации – формула
Перед тем как рассчитать индекс оксигенации, необходимо точно установить значения РаО2 и FiO2. После этого показатели парциального напряжения кислорода в составе артериальной крови сопоставляют с содержанием его фракции в составе выдыхаемого воздуха. Чтобы вычислить респираторный индекс расчет проводят по формуле:
Данные критерии внедрены в состав международных шкал оценки эффективности газообмена в легких. Они ежедневно используются медиками в рутинной работе. Индекс является важным критерием при прогнозе эффективности проводимой ИВЛ у больных с выявленной в начале года коронавирусной инфекцией, COVID-19.
Индекс оксигенации – норма
Как видно из формулы, для подсчета индекса оксигенации требуется сопоставить всего два параметра. Согласно установленным критериям, соотношение РаО2/FiO2 (индекс оксигенации), норма показателя колеблется в пределах 500. Такое значение получается с учетом постоянной, одинаковой фракции кислорода во вдыхаемом воздухе (объем кислорода в воздухе – около 21%):
Врачи допускают небольшое снижение показателя. При незначительных, некритических изменениях значения индекса не должны опускаться ниже 400. Резкое понижение значений является признаком развития такого патологического состояния, как острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС), требующий реанимации.
Индекс оксигенации при ОРДС
Для оценки показателей насыщаемости крови кислородом, эффективности процесса газообмена респираторный индекс при ОРДС держат под постоянным контролем. Данное патологическое состояние сопровождается нарушением оксигенирующей функциональности легких. Поступающий в органы дыхания кислород не может быть усвоен в полном, должном объеме. Это приводит к развитию кислородной недостаточности, которая при отсутствии помощи со стороны медиков чревата развитием у больного полиорганной недостаточности.
Чтобы определить выраженность нарушений при ОРДС, обращают внимание на индекс оксигенации. Кроме того, с помощью этого параметра удается охарактеризовать степень острого респираторного дистресс-синдрома, что требуется для определения объема врачебного вмешательства. Как указано выше, индекс оксигенации в норме равен 476, поэтому снижение показателя является поводом для медицинского вмешательства.
Степени ОРДС в зависимости от индекса оксигенации
Для оценки выраженности респираторного дистресс-синдрома проводят анализ полученных значений индекса оксигенации. Так, согласно установленным критериям выделяют:
Стоит отметить, что сам по себе индекс является неустойчивым признаком ОРДС. Динамика его изменений определяется рядом факторов. Для получения полной картины нужно учитывать причины развития патологического состояния, форму поражения легочной ткани, интенсивность и характер проводимой медиками терапии.
При каком индексе оксигенации показана интубация?
Как обозначено в статье, индекс оксигенации отражает эффективность происходящих в легких процессов газообмена. По его значению можно судить о степени насыщаемости кислородом тканей внутренних органов. Необходимость интубации и подключения аппарата ИВЛ возникает, когда показатель падает до 60 мм рт. ст. Среди других показаний:
Индекс оксигенации
Индекс оксигенации (oxygenation index, OI; PF ratio – PF соотношение; респираторный индекс, PaO2 / FiO2 ) — это параметр, используемый в анестезиологии-реаниматологии и интенсивной терапии для оценки функции обмена кислорода в легких. Расчет индекса оксигенации производят по формуле, как соотношение PaO2 / FiO2 (отношение парциального напряжения кислорода в артериальной крови к фракции кислорода на вдохе). Данный критерий относится к международным шкалам, которые ежедневно используются в рутинной практике анестезиолога. Индекс оксигенации является одним из важных прогностических критериев при ИВЛ у больных новой коронавирусной инфекцией (COVID-19).
Рекомендуем: Интубация трахеи; Трудные дыхательные пути; Алгоритм VORTEX; Рекомендации ASA; Протокол DAS; Рекомендации SOBA; Шкала Маллампати; Шкала Кормака-Лехана, Шкала MACOCHA
FiO2 (fraction of inspired oxygen) — фракция кислорода во вдыхаемой газовой смеси. FiO2 влияет на корреляцию между SpO2 и PaO2, подробнее здесь
Калькулятор индекса оксигенации № 1
PaO2 – парциальное напряжение кислорода; FiO2 – концентрация кислорода на вдохе
Интерпретация индекса оксигенации в анестезиологии
Индекс оксигенации (респираторный индекс) является качественным признаком для определения степени острой дыхательной недостаточности. В норме индекс оксигенации равен примерно 500 ( PaO2 : FiO2 = 100 mmHg/0,21 = 476). Известно, что снижение индекса оксигенации (PaO2 / FiO2) считается одним из главных критериев острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС). При этом степень нарушения оксигенирующей функции легких является и дифференциально-диагностическим критерием для острого повреждения легких (ОПЛ) и его наиболее тяжелой стадии — ОРДС:
индекс оксигенации (РаО2 / FiО2)
Существует и другая формула индекса оксигенации, где для расчета используется не только соотношение PaO2/FiO2, но и среднее давление в дыхательных путях.
Калькулятор индекса оксигенации № 2
ФОРМУЛА
OI = (FiO2 x Pmean) / PaO2
OI – Oxygenation Index, индекс оксигенации
FiO2 – концентрация кислорода во вдыхаемой смеси
Pmean – среднее давление в дыхательных путях
PaO2 – парциальное давление кислорода в артериальной крови
Интерпретация результата
Источники
1. Marshall JC, Cook DJ, Christou NV, et. al. Multiple organ dysfunction score: a reliable descriptor of a complex clinical outcome. Crit Care Med. 1995 Oct;23(10):1638-52. Review. PMID: 7587228 
2. Ortiz RM, Cilley RE, Bartlett RH. Extracorporeal membrane oxygenation in pediatric respiratory failure. Pediatr Clin North Am. 1987 Feb;34(1):39-46.
3. Власенко А.В., Мороз В.В., Яковлев В.Н., Алексеев В.Г. Информативность индекса оксигенации при диагностике острого респираторного дистресс-синдрома. Общая Реаниматология, 2009; 5 (5), 54–62.
4. Karbing DS, Kjaergaard S, Smith BW, Espersen K, Allerød C, Andreassen S, Rees SE. Variation in the PaO2/FiO2 ratio with FiO2: mathematical and experimental description, and clinical relevance. Crit Care. 2007;11(6):R118.
5. Whiteley JP, Gavaghan DJ, Hahn CE. Variation of venous admixture, SF6 shunt, PaO2, and the PaO2/FIO2 ratio with FIO2. Br J Anaesth. 2002 Jun;88(6):771-8.
6. Bilan N., Dastranji A., Ghalehgolab Behbahani A. Comparison of the spo2/fio2 ratio and the pao2/fio2 ratio in patients with acute lung injury or acute respiratory distress syndrome. J Cardiovasc Thorac Res. 2015; 7(1):28-31.
7. Hsu-Ching Kao, Ting-Yu Lai, Heui-Ling Hung. Sequential Oxygenation Index and Organ Dysfunction Assessment within the First 3 Days of Mechanical Ventilation Predict the Outcome of Adult Patients with Severe Acute Respiratory Failure. ScientificWorldJournal, 2013
Измерение газообмена
, MD, Grant Medical Center, Ohio Health
Газообмен измеряется несколькими способами, включая
Диффузионная способность легких для монооксида углерода
Исследование газового состава артериальной крови
Диффузионная способность легких по монооксиду углерода
Диффузионная способность легких по монооксиду углерода (DLCO) – мера способности газа переходить из альвеол через альвеолярный эпителий и капиллярный эндотелий в эритроциты. DLCO зависит не только от области и толщины альвеолярно-капиллярной мембраны, но также от объема крови в легочных капиллярах. Распределение альвеолярного объема и вентиляции также вызывает изменение показателя.
DLCO определяется с помощью анализа воздуха на содержание монооксида кислорода (СО) в конце выдоха, после того как пациент вдыхает незначительное количество СО, задерживает дыхание и выдыхает. Определяемые показатели DLCO должны быть соотнесены с альвеолярным объемом (который оценивается разведением гелия Легочные объемы Определение скорости потока и легочных объемов используют для дифференцировки обструктивных и рестриктивных пульмональных нарушений, определения тяжести заболевания и оценки эффективности лечения. Прочитайте дополнительные сведения ) и уровнем гематокрита пациента. DLCO измеряется в мл/минуту/мм.рт.ст. и в процентах от должного.
Причины снижения DLCO
Причины повышения DLCO
Условия, при которых значения DLCO будут выше, чем прогнозировалось, включают
Во время сердечной недостаточности DLCO увеличивается предположительно вследствие повышения объема крови в легочных капиллярах из-за повышенных легочных венозного и артериального давлений. При эритроцитемии увеличение DLCO обусловлено увеличением количества эритроцитов, а также из-за сосудистого наполнения вследствие возрастания легочного давления, обусловленного повышенной вязкостью крови. При альвеолярном кровотечении эритроциты также могут связывать монооксид углерода в альвеолярном пространстве, увеличивая DLCO. При астме увеличение DLCO связывают с увеличением перфузируемых сосудов, однако согласно некоторым данным, не исключено влияние различных факторов роста, индуцирующих неоангиогенез.
Пульсоксиметрия
Чрескожная пульсоксиметрия оценивает сатурацию кислорода (SpО2) капиллярной крови по поглощению света от светоиспускающих диодов, помещенных в клипсу для пальца или датчик на пластыре. В целом результаты чрезвычайно точные и коррелируют с сатурацией кислорода с погрешностью в пределах 5% (SaО2). Результаты могут быть менее точными у пациентов с
Очень пигментированная кожа
Выраженной системной вазоконстрикцией
Результаты пульсоксиметрии также менее точны при наличии накрашенных ногтей у пациентов.
Пульсоксиметрия способна определять содержание только оксигемоглобина или дезоксигемоглобина, но не другие формы гемоглобина (например, карбоксигемоглобин, метгемоглобин); данные фракции завышают показатели SpO2, когда их ошибочно принимают за оксигемоглобин.
Исследование газового состава артериальной крови (ГСАК)
Исследование газового состава артериальной крови проводится для получения точных значений парциального давления кислорода в артериальной крови (PaO2), парциального давления углекислого газа в артериальной крови (PaCO2) и pH артериальной крови; эти показатели, откорректированные с учетом температуры пациента, позволяют рассчитать уровень бикарбоната (который может также быть измерен непосредственно в венозной крови) и SaO2. С помощью исследования газового состава также можно точно измерить уровень карбоксигемоглобина и метгемоглобина.
Обычно для взятия образцов артериальной крови используется лучевая артерия. Поскольку артериальная пункция может в редких случаях приводить к тромбозу и ухудшению перфузии дистальных отделов, вначале выполняется тест Аллена. Он позволяет оценить адекватность коллатерального кровообращения. При выполнении этой пробы одновременно пережимаются лучевая и локтевая артерии до тех пор, пока рука пациента не станет бледной. После этого локтевую артерию отпускают, в то время как давление на лучевую артерию продолжается. Появление розовой окраски во всей руке в течение 7 секунд после ослабления давления указывает на адекватный кровоток через локтевую артерию.
В стерильных условиях игла калибром 22–25G, присоединенная к гепаринизированному шприцу, вводится проксимальнее места максимальной пульсации лучевой артерии и продвигается немного дистальнее в артерию, пока не восстановится пульсация. Систолическое артериальное давление обычно является достаточным, чтобы выдвинуть поршень шприца обратно. После забора 3–5 мл крови игла быстро извлекается, и место пункции сильно прижимается для осуществления гемостаза. Одновременно образец артериальной крови помещается в лед (для уменьшения потребления кислорода и продукции углекислого газа лейкоцитами) и посылается в лабораторию.
Оксигенация
Гипоксемия – это снижение парциального давления кислорода (PO2) в артериальной крови; гипоксия – это снижение РO2 в тканях. Исследование газового состава точно определяет наличие гипоксемии, которая обычно определяется как достаточно низкое значение РаO2, способное уменьшить SaO2 ниже 90% (т.е. РаO2 60 мм.рт.ст.). Патологические формы гемоглобина (например, метгемоглобин), более высокая температура, низкий pH и высокий уровень 2,3-дифосфоглицерата уменьшают гемоглобин SaO2, несмотря на адекватный РаO2, как показано на кривой диссоциации оксигемоглобина ( Кривая диссоциация оксигемоглобина Кривая диссоциация оксигемоглобина Газообмен измеряется несколькими способами, включая Диффузионная способность легких для монооксида углерода Пульсоксиметрия Исследование газового состава артериальной крови Диффузионная способность. Прочитайте дополнительные сведения ).
Кривая диссоциация оксигемоглобина
Насыщение артериальной крови оксигемоглобином соответствует P o 2. P o 2 при сатурации 50% (P 50) обычно соответствует 27 мм.рт.ст.
Кривая диссоциации смещается вправо при увеличении концентрации ионов водорода (Н + ), увеличении в эритроцитах 2,3-дифосфоглицерата, повышении температуры (Т) и увеличении P co 2.
Гемоглобин, характеризующийся смещением кривой вправо, имеет пониженное сродство к кислороду, а гемоглобин, характеризующийся смещением кривой влево, имеет повышенное сродство к кислороду.
Причины гипоксемии классифицируют в зависимости от значения (повышение или норма) альвеолярно-артериального градиента PО2 по кислороду ([A-а]DО2), который определяется как разница между альвеолярным напряжением кислорода (PAО2) и PaО2. РAO2 рассчитывается следующим образом:
где FIO2 – содержание кислорода во вдыхаемом воздухе (например, в комнатном воздухе – 0,21), Patm – барометрическое атмосферное давление (например, 760 мм.рт.ст. на уровне моря), PH2O – парциальное давление водяного пара (обычно 47 мм.рт.ст.), PaСО2 – измеренное парциальное давление углекислого газа в артериальной крови, R – дыхательный коэффициент, который принимают за 0,8 у пациента в состоянии покоя при обычном питании.
Для пациентов, находящихся на уровне моря при дыхания комнатным воздухом, FIO2 = 0,21 и (A-а) DO2 можно упростить следующим образом:
где (A-a)DО2 обычно 20, но увеличивается с возрастом (из-за снижения функции легких с возрастом) и с увеличением FIO2 (несмотря на то, что насыщение гемоглобина достигает 100% при PaО2 около 150 мм.рт.ст., кислород растворим в крови и кислород плазмы продолжает увеличиваться при повышении FIO2 ). Оценки нормального (А-а) DO2 значения как (2,5 + [FIO2 × возраст в годах]) или как менее абсолютного значения Fio2 (например, 21 при комнатной температуре; 30 на 30% FIO2) корректируют эти эффекты.
Гипоксемия с повышенным (А-а) DO2
Гипоксемия с повышенным (Aa)DO2 вызвана
Низкое вентиляционно-перфузионное (V/Q) соотношение (разновидность вентиляционно-перфузионного несоответствия)
Шунтирование крови справа налево
Серьезное нарушение диффузионной способности
Шунтирование крови справа налево является ярким примером низкого вентиляционно-перфузионного соотношения. При шунтировании дезоксигенированная легочная артериальная кровь поступает в левую половину сердца, не пройдя через вентилируемые сегменты легкого. Шунтирование может проходить через паренхиму легкого, через патологические связи между легочными артериальными и венозными сосудами или через патологические анатомические структуры в сердце (например, открытое овальное отверстие). При наличии подобного шунтирования справа налево устранить гипоксемию с помощью кислородотерапии не представляется возможным.
Сниженная диффузионная способность редко встречается изолированно; обычно она сопровождается низким вентиляционно-перфузионным соотношениями. Поскольку кислород полностью насыщает гемоглобин только после контакта крови с воздухом, гипоксемия из-за сниженной диффузионной способности встречается только при увеличенном сердечном выбросе (например, во время физической нагрузки), при низком атмосферном давлении (например, на высоте в горах) или при разрушении > 50% легочной паренхимы. Как при низким вентиляционно-перфузионном соотношении, (A-a)DO2 увеличен, но PaO2 может быть быстро увеличен благодаря увеличению FIO2. Гипоксемия, развивающаяся вследствие нарушения диффузионной способности, корректируется с помощью кислородотерапии.
Что такое FiO2?
У пациентов в критическом состоянии FiO2 используется для оценки способности легких к газообмену с применением соотношения PaO2/FiO2 (индекс оксигенации). При этом степень острого респираторного дистресс-синдрома классифицируется как легкая (PaO2/FiO2 от 201 до 300 мм рт. ст.), средняя (PaO2/FiO2 от 101 до 200 мм рт. ст.) и тяжелая (
FiO2 влияет на корреляцию между SpO2 и PaO2
Для понимания важности FiO2 следует рассмотреть зависимость SpO2 от PaO2.
Форма кривой диссоциации оксигемоглобина отражает кооперативное взаимодействие между молекулами гемоглобина и кислорода. Кривая диссоциации оксигемоглобина сначала крутая, а затем сглаживается. Наиболее важным аспектом кривой является то, что, когда показания пульсоксиметра опускаются ниже 90%, PaO2 падает очень быстро и доставка O2 к тканям снижается, что приводит к необратимому повреждению мозга и остановке сердца.
Для первых 10% снижения SpO2 со 100% до 90% парциальное давление кислорода уменьшается на 4 мм рт.ст. на каждый процент сатурации, таким образом PaO2 снижается со 100 до 60 мм рт.ст. Для следующих 10% снижения SpO2 с 90% до 80% PaO2 снижается на 1,5 мм рт. ст. на каждый процент снижения SpO2, что приводит к падению PaO2 с 60 до 45 мм рт. И, наконец, если уровень SpO2 ниже 80%, разделите его на два, что составляет половину значения SpO2, и получите необходимый уровень PaO2.
Данный расчет PaO2 может иметь подводные камни, например при определенных гемоглобинопатиях, а также при отравлении цианидом. Эта формула, которая не является математически точной, может быть очень полезной в работе реаниматолога. Например, если монитор показывает SpO2 70%, мы приблизительно можем рассчитать, что значение PaO2 составляет около 35 мм рт. ст., и принять соответствующие меры…
Скорость потока кислорода и FiO2
Существует приблизительная корреляция между скоростью потока кислорода и FiO2, в зависимости от способа подачи (назальная канюля, назофарингеальный катетер, лицевая маска или лицевая маска с резервуаром).