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:
Сатурация легких при коронавирусе: что это, какая норма, таблица
В разговорную речь все больше входят специализированные термины. Так, с недавних пор каждый человек знаком с коронавирусом. Из-за него понятие «сатурация» стало уже общераспространенным, а что такое сатурация – можно прочитать в описании ниже.
Что такое сатурация
Сатурация лёгких – термин, который является показателем уровня насыщенности крови кислородом.
Несмотря на постоянство видимого дыхательного процесса поступление в организм живительного газа способно снижаться и ухудшать самочувствие и возможности организма.
Важно здесь то, зачем именно отслеживается уровень кислорода. Вещество прямо участвует в получении порядка 90% всей генерируемой организмом энергии. Кислород выполняет перенос питающих клетки молекул с целью получения ими энергии при переработке в процессе жизнедеятельности. Поэтому при падении его уровня страдает весь организм.
определение нормы сатурации
Количественная оценка сатурации – процентами, обозначающими количество отдельных молекул гемоглобина сравнительно с общим количеством молекул, взаимодействующим с О2 (обозначение кислорода в химии).
Применяется 2 метода получения показателя:
Последний метод применяется повсеместно ввиду своей быстроты и безопасности, а также отсутствия временного разрыва на исследования при подчас критическом состоянии пациента.
Неинвазивный метод (от англ. invasion – погружение) заключается в работе прибора под названием «пульсоксиметр». Его закрепляют на палец и включают – на это требуются считанные секунды благодаря схожести с прищепкой. Спустя сбор информации и ее анализ, продолжающиеся не больше минуты, результат показывается на экране.
пульсоксиметр — измерение сатурации в крови
Принцип работы заключается в улавливании цветовой гаммы при освещении крови. При меньшем содержании в ней кислорода цвет обязательно изменится.
Бригады скорой помощи обязательно имеют этот прибор в своей «укладке». Он занимает мало места, почти ничего не весит и имеет небольшую стоимость.
Какая норма сатурации у взрослых — таблица
Что означает сатурация 99 или 100? У взрослых норма сатурации — показатель в интервале от 95 до 99%. Самочувствие при этом не имеет отклонений, общетерапевтические жалобы отсутствуют. Следует учитывать также индивидуальные особенности человека:
Характерно, что этот показатель является статичным: организм поддерживает его примерно на одном уровне. Это выявлено на основе статистики и многократно проверено.
Какая норма сатурации у детей
Для детского организма значительного отличия нет, показания схожи с данными у взрослых и даже повторяют их.
Единственная оговорка делается для новорожденного. У грудничка нормальная сатурация составляет величину от 93 до 96%. С возрастом показания достигают уровней взрослого человека.
Сатурация при коронавирусе
Заболевание коронавирусной инфекцией (в разговорной речи – «коронавирусом») характеризуется мощным и всеобъемлющим поражением основного органа дыхания – легких. Поражаются в первую очередь альвеолы — единичные клетки, выполняющие газообмен между воздухом, попадающим в легкие, и кровью, переносящей кислород к клеткам организма.
Альвеолы и их перегородки блокируются вирусом и воспаляются, в результате их полезная работа за короткий промежуток времени снижается до нуля. Воспаление переходит на соседние альвеолы, пораженная площадь увеличивается. В результате объем кислорода, поступающий за единицу времени в организм, непрерывно снижается.
Состояние постепенно или достаточно резко (за 3-5 суток) ухудшается, самочувствие субъективно оценивается эпитетами «уставший» или «вымотанный», проявляются простудные симптомы.
Сатурация при коронавирусе является критерием степени поражения организма. При слишком низком значении необходима незамедлительная медицинская помощь – вплоть до подключения к аппарату искусственного дыхания.
Причины заниженной сатурации
Низкая сатурация кислорода в крови указывает на какое-либо отклонение в состоянии здоровья. Чаще всего таким является:
Среди причин также называют табакокурение.
Что делать при низкой сатурации
При критичном уровне следует применять лекарственные средства и оборудование для поддержания жизни. Этим занимается медперсонал.
При пониженном рекомендуется самостоятельно:
Регулярные тренировки дыхания, совмещенные с физическими упражнениями, усилят организм и позволят проще переносить любое заболевание ввиду улучшения функции питания кислородом всех нуждающихся тканей.
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).
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