氧合指数及其临床意义

1、 氧合指数及其临床意义 呼吸治疗得目标，就是使器官组织可以得到足够得氧气, 以便进行氧合作用获得能源。但由于细胞内得氧合状况无法 直接侦测，所以临床上使用许多氧合指数来反映身体得氧合 状况，这些指数得意义及应用，就是医护人员该有得认知。大 气中得氧气从呼吸道进入肺泡，经由扩散作用至肺微血管， 与血色素结合后借着以心脏为动力得动脉血流送至微血管 供组织细胞使用，产生得二氧化碳及剩下得氧气再经由静脉 血回流到肺微血管而完成呼吸循环。在整个过程中，代表氧 合得各项指标可大别为四类：1）氧气力及相关指数2）氧气 含量及相关指数3）氧气饱与度及相关指数4）局部组织氧 合指数。 、氧气压力及相关指数 2、

2、 3、 4、 Pa02：动脉氧气压力（Arter ia I Fl02：吸入氧气分率（Inspi red PI02:吸入氧气压力（Inspired oxygen oxygen oxygen 二(PB 一 PH20) x PA02：肺泡氧气压力(Alveolar oxygen tens i on) fract ion) tens i on) FI02 tens i on) =PI02 - (PaC02/R) 在早期，病患缺氧与否，往往只能从一般得生理反应（如 血压、心跳、呼吸及意识变化）与皮肤颜色来判断，但若病患 出现发纟甘现象时，通常表示动脉血已高度缺氧，且在肤色过 深或重度贫血得病患不易辨别(

3、1)。一直到1950年代Dr、 Clark研发出测量氧气分压得电极棒后，才开启了氧合评估 得新页(2)。利用血液气体分析仪(b Iood gas ana lyzer),从 早期得电子化学技术发展到最近得荧光极棒(f I uorescent optode), Pa02得测定也由体外单次演进到体内连续侦测 (3) o至于气体得FI02可以用氧气浓度分析仪(oxygen ana I yzer)测出。若在一大气压力下，代入大气压力(PB, barometr ic pressure) 760 毫米汞柱，水气压力(PH20, vapor pressure)47毫米汞柱，即可求得PI02。加上由血液气体分

4、析仪所测得得动脉二氧化碳压力(PaC02, arter ia I carbon dioxide tension)及 由 间 接 热 量 测 量 器(indirect ca I or imetry)得到得呼吸商数(R, resp i ratory quotient) 或一般代以0、8,便可算出PA02(广3)。 5、Pa02/FI02：氧合指数(Oxygenat i on i ndex) 6、P (Aa) 02:肺泡-动脉氧气压力差(Al veo I ar-arter i a I oxygen tens i on grad i ent) 二 PA02 - Pa02 7、PaO2/PAO2:动脉-

5、肺泡氧气分率(Arter ial-al veo I ar oxygen fraction) 8、P (Aa) 02/Pa02：呼吸指数(Resp i ratory i ndex) Pa02/FI02于1974年由Dr、Horovitz提出，因为计算 容易，且与肺内分流(Qsp/Qt)得相关性不错，所以临床应用 甚广(4)。P(A-a)02因加入了吸入氧气分率及动脉二氧化碳 压力两指数，所以可以分辨出因通气量过低导至二氧化碳累 积而造成得氧合不良，但影响P(A-a)02得因素很多，包括吸 入氧气分率、通气血流灌注比不配合、肺内分流及右向左得 心内分流，其中肺内分流又随着各种肺疾状况、病患年龄及

6、不同得体位而改变，此外P (A-a) 02也受混合静脉氧气含量得 相关因素影响，如组织氧气消耗量、心搏出量及血红素量，一 般而言P(A-a)02对呼吸常态空气得病患有无氧合障碍相当 敏感，但由于它与肺内分流间得相关性不佳且受太多非肺因 素影响，所以在重症病患并不实用(5) o Pa02/PA02及 P (Aa) 02/Pa02 分别由 Dr、Gi Ibert 与 Dr、Go I dfarb 提出。 若与肺内分流作相关性分析，在Pa02/FI02、Pa02/PA02与 P (A-a)02/Pa02 三者较近似(r二0、720、74), P(A-a)02 则稍 差(r二0、62) (6,7)。 二

7、、氧气含量及相关指数 1 Ca02：动脉氧气含量(Arter i a I oxygen content) 二(Hb x Sa02 x 1、 34) + (Pa02 x 0、 0031) 2、Cv02：混合静脉氧气含量(Mixed venous oxygen content) 二(Hb x Sv02 x 1、 34) + (Pv02 x 0、 0031) 3、Cc02:肺微血管氧气含量(Pulmonary capi I I ary oxygen content) 二(Hb x 1、 34) + (PA02 x 0、 0031) 4、Qsp/Qt:肺内分流(Intrapulmonary shunt

8、) =(Cc02 一 Ca02)/ (Cc02 一 Cv02) 有了血红素值(Hb, hemoglobin) 动脉氧血红素饱与 度及动脉氧气压力即可求得Ca02。混合静脉血指得就是将上 腔静脉、下腔静脉及冠状静脉血充份混合后得血液，可由肺 动脉导管(pulmonary artery catheter)在右心室或肺动脉 内取得以推算出Cv02o至于Cc02得计算就是以肺微血管血 红素氧气饱与度为100%得假设下，以肺泡氧气压力代替肺微 血管氧气压力。利用Ca02、Cv02及Cc02便可求得Qsp/Qt, 此指数包含两部份，分别就是流经肺部时得到充份氧合及没 有得到氧合得血流量比，代表着中央静脉及

9、全身动脉循环间 得静脉混合(venous admixture)。Qsp/Qt被视为临床评估肺 部氧合功能得标准，它不会受氧气消耗量、血红素量或混合 静脉氧血红素饱与度等因素所影响(1,2)o 5、D02:氧气输出量(Oxygen de I i very) Ca02 x C、 0、 Ca02 x C、 I、 x 10 6、C (av) 02:动 脉-静脉氧气 含量差(Arter i a I-venous oxygen content d i fferenee) Ca02 Cv02 7、V02：氧气消耗量(Oxyge n consumption) a、二 C(3v) 02 x C、I、x 10 F

10、I02/(1-FI02) - FE02 x VE 8、OUC:氧气使用分率(Oxyge n utilization coefficient) 二 V02/D02 二 S (a-v)02/Sa02 心搏出量(C、0、，cardiac output)般经肺动脉导管 由温度稀释法(thermodi lut ion method)测得，若再除以体表 面积(body surface area),便就是心搏出指数(C、I、, cardiac index) o足够得D02就是加护医疗得重要目标，其 中包含氧气指数、血红素量及心脏功能，缺一不可。C(a-v)02 表示组织摄取氧气量得多寡，若值过大常反映着心搏

11、出量不 敷所需。7a公式由Fick方程式演变而来，其中得心搏出量测 定受多项因素影响，如冰水注入技巧、血红素量、动脉氧血 红素饱与度、混合静脉氧血红素饱与度、动脉氧气压力、混 合静脉氧气压力等，由此得到得V02比使用间接热量测量器 所得到得V02值较低，其间差异即就是肺部本身得耗氧量，若 有肺部感染存在，影响可高达15%o 7b公式乃使用间接热量 测量器测得，FE02、FEC02及VE分别代表吐出氧气分率 (expi red oxygen fraction)、吐出 二氧化碳分率(expi red carbon dioxide f ract i on)及每分钟吐出通气量(expi red min

12、ute vent i I at ion) o在开放型间接热量测量器，为使误差 减少，需确定吸入氧气分率要稳定、管路系统不可漏气及吸 吐气要完全分离；若使用封闭型间接热量测量器，则吸入氧 气分率可以不定，但气漏、压缩容积及驱动力增加等因素仍 会影响数据。正常状况下，约仅25%得输出氧量被消耗掉，若 氧气消耗量增加或氧气输出量减少，则OUC值上升(2, 8) o 三、氧气饱与度及相关指数 1、SaO2:动脉氧血红素饱与度(Arter i a I oxyhemog I ob i n saturation) 2、Sp02:脉动氧血红素饱与度(Oxyhemoglobin saturat ion by p

13、uIse oximetry) 3、F02Hb:氧血 红素饱 与分率(Fract iona I hemoglob in oxygen saturation) 二 O2Hb/ (O2Hb + HHb + metHb + COHb) 在血液气体分析仪得到动脉氧气压力得同时，利用氧血 红素解离曲线或内定相关公式，即可得到Sa02o Sp02就是由 脉动测氧器(pulse oximetry)所测得，此类仪器约在1980年 代问世，因具有非侵袭性及连续监测得优点，现几乎已成重 症照护得必要配备(9)。它得原理就是利用波长660nm及 940nm两光条通过一脉动得血管床后，因通透性得差异进而 反映出血红素及

14、氧血红素(02Hb)间得量差，最后转成氧血红 素饱与度显现。影响S p 0 2得因素很多，如侦测位置血流量不 足、外来光线过强、不正常血红素过多、肤色差异、重度贫 血、侦测部位经常移动或不正常脉动等，由于Sp02仅反应血 红素及氧血红素间得关系，因此被称为功能性饱与度 (funct iona I saturat i on) (10) o 由一氧化碳 测 氧 器 (CO-oximetry)所测得得F02Hb因为涵盖了氧血红素、脫氧 血红素(HHb)、变性血红素(metHb)及一氧化碳血红素(COHb) 等多项血红素得数值，所以被称为分率性饱与度 (f ract iona I saturat io

15、n),也就是目前视为侦测氧血红素量 得标准方法(1,11)o 4、Sv02:混合静脉氧血红素饱与度(Mixed venous oxyhemogIobin saturation) 二 1 - V02/D02 5、S(a-v)02：动脉-静脉氧血红素饱与度差 (Arterial-venous oxygen saturation differenee) 二 Sa02 - Sv02 6 VQI:通气-血流灌注指数(Vent i I at ion-perfusion i ndex) 二(1-SaO2)/(1-SvO2) 7、0EI:氧气萃取指数(Oxygen extract ion index) 二(S

16、p02 - Sv02)/Sp02 单一次得Sv02测定可将经由肺动脉导管所抽得得混合 静脉血打入血液气体分析仪或一氧化碳测氧器即可测得。至 于具有连续监测Sv02功能得静脉测氧器(venous oximetry) 也已于1980年代早期被研发使用，由光源、光感应器及微处 理器等组合，置于肺动脉导管前端，将波长650nm至1000nm 得光线射出，碰到红血球后反折得光量经过感应计算后，即 可得到SvO2,有研究报告指出Sv02与氧气使用分率间得相关 性甚佳(r二0、96),影响SvO2测定得因素包括温度、酸碱值、 血流速度、血球容积计及导管末端堵塞与否(12) o同时并用 脉动测氧器及静脉测氧器

17、(或合称取重测氧器,dua I oximetry)即可得到S(av)O2 VQI及0EI三项具连续监测 功能得指数,S (a-v)02可代表动脉-静脉氧气含量差，VQI与 肺内分流间得相关性尚可(r二0、78),而0EI与氧气使用分率 间得相关性r二0、60(13,14) o 四、局部组织氧合指数 1 PtcO2:经皮氧气压力(Transcutaneous P02) 在1970年代中期被开发应用，方法就是将Clark电极直 接置于皮肤表面，在加热至约摄氏44度后，因表皮得特性改 变使得组织间得微血管动脉化，当氧气扩散出来后被侦测到 得压力即就是Ptc02o影响Ptc02得因素除了动脉血得氧含

18、量外，还有皮下血管丛得血流量，一般新生儿得Ptc02与动脉 氧气压力得相关性还不错，但在成人则较差。因为有电极片 需经常更换测定位置及可能造成皮肤灼伤得危险,Ptc02已 渐被脉动氧血红素饱与度所取代(2,15) o 2、Ptc02/Pa02：经皮氧气压力指数(Ptc02 index) 在正常新生儿，此数值约1、0,但随着年龄增加而降低，成人 约0、70、8o若低于正常值，则表示皮下组织氧合不良。 3、Psc02：皮下氧气压力(Subcutaneous P02) 将一细硅管植入皮下组织，内含一 Clark电极组成硅管 压力测量器(s i I ast i c tonometry),可以直接测得皮下组织 微血管所扩散出来得氧气分压。在实验动物得血流变化侦测 时，Psc02比经皮氧气压力更敏感(15, 16) o 4、Pcj02：结膜氧气压力(Conjunct i va I P02) 当眼睛闭上时，角膜细胞即直接从眼睑结膜得到氧气供 应，将超微得Clark电极置于眼睑结膜得内侧，由于细胞层很 少，所以不需加热即可测得Pcj02,代表由同侧颈动脉所供应 得微血管血流氧合状况。与经皮氧气压力指数类似，成人正 常得 Pcj02/Pa02 约 0、60、7(2,16)。 5、pHi:胃肠黏膜内酸碱值(Gastroi ntest ina I intramuc