滕麗華，謝志毅，徐 軍，王 仲

以SpO2替代PaO2評(píng)估急性呼吸窘迫綜合征機(jī)械通氣患者脫機(jī)指征的可行性分析

滕麗華，謝志毅，徐 軍，王 仲

目的 探討以指脈搏氧飽和度(SpO2)替代動(dòng)脈血氧分壓(PaO2)即比較SpO2/吸入氧濃度(FiO2)×呼氣末正壓(PEEP)與氧合指數(shù)，用于急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome， ARDS)機(jī)械通氣患者脫機(jī)時(shí)機(jī)評(píng)估的可行性。方法 回顧性分析2013年7月—2014年7月北京協(xié)和醫(yī)院急診科搶救室與重癥監(jiān)護(hù)病房收治的ARDS機(jī)械通氣患者110例，均記錄呼吸機(jī)設(shè)置參數(shù)與其對(duì)應(yīng)的血?dú)夥治鼋Y(jié)果，依據(jù)入院后30 d內(nèi)患者是否成功脫機(jī)分為脫機(jī)成功組及脫機(jī)失敗組。繪制SpO2/FiO2×PEEP變化趨勢(shì)點(diǎn)線圖及相關(guān)受試者工作特征(ROC)曲線，分析SpO2/FiO2×PEEP對(duì)于ARDS機(jī)械通氣患者脫機(jī)時(shí)機(jī)的預(yù)測(cè)價(jià)值。結(jié)果 入院30 d，成功脫機(jī)46例，脫機(jī)失敗64例，兩組SpO2/FiO2×PEEP與PaO2/FiO2×PEEP的變化趨勢(shì)有一致性。SpO2/FiO2×PEEP與成功脫機(jī)相關(guān)的ROC曲線下面積為0.829，最佳截?cái)嘀禐?41.548，95% CI：0.774，0.884；氧合指數(shù)與成功脫機(jī)相關(guān)的ROC曲線下面積為0.817，最佳截?cái)嘀禐?14.65，95% CI：0.760，0.875，且P<0.01。結(jié)論 SpO2/FiO2×PEEP可用于循環(huán)功能較為穩(wěn)定的ARDS機(jī)械通氣患者脫機(jī)時(shí)機(jī)的判斷。

呼吸窘迫綜合征,成人；氧合指數(shù)；血?dú)獗O(jiān)測(cè),經(jīng)皮；通氣機(jī),機(jī)械

急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome， ARDS)是使用呼吸機(jī)輔助呼吸治療的重要疾病之一[1]。關(guān)于ARDS的診斷標(biāo)準(zhǔn)、病情分級(jí)以及在呼吸機(jī)支持和調(diào)節(jié)的判斷指標(biāo)，各國(guó)專家一直進(jìn)行著不懈的探索，目前仍多以氧合指數(shù)[動(dòng)脈血氧分壓(PaO2)/吸入氧濃度(FiO2)]作為主要判斷標(biāo)準(zhǔn)[2]。血?dú)夥治鍪且豁?xiàng)有創(chuàng)操作，且不便進(jìn)行連續(xù)性檢測(cè)，動(dòng)脈穿刺的并發(fā)癥也限制了其在臨床的隨時(shí)監(jiān)測(cè)。從呼吸循環(huán)生理學(xué)我們得出結(jié)論，循環(huán)狀態(tài)穩(wěn)定的患者，指脈搏氧飽和度(SpO2)與PaO2在一定范圍內(nèi)有一致性[3]。曾有研究建議將SpO2替代PaO2計(jì)算PaO2/FiO2，即SpO2/FiO2作為改良氧合指數(shù)指導(dǎo)臨床治療[4]，并且在判斷ARDS嚴(yán)重程度方面已經(jīng)得到臨床研究驗(yàn)證[5]。基于此，本研究旨在觀察SpO2/FiO2×呼氣末正壓(PEEP)對(duì)ARDS脫機(jī)判斷的指導(dǎo)價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 納入及排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：符合2012年ARDS柏林標(biāo)準(zhǔn)[2,6]；年齡≥14歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：任何原因未采用有創(chuàng)機(jī)械通氣治療的ARDS者；入院24 h內(nèi)死亡者。

1.2 對(duì)象及分組 收集2013年7月—2014年7月在北京協(xié)和醫(yī)院急診科搶救室與重癥監(jiān)護(hù)病房收治的符合納入及排除標(biāo)準(zhǔn)患者110例，其中男54例，女56例；年齡14～89(56.74±19.09)歲。依據(jù)入院后30 d內(nèi)患者是否成功脫機(jī)分為脫機(jī)成功組及脫機(jī)失敗組。脫機(jī)成功：入院30 d內(nèi)成功脫機(jī)。脫機(jī)失敗：指入院30 d內(nèi)未能實(shí)現(xiàn)脫機(jī)；或脫機(jī)后在24 h內(nèi)再次上機(jī)，至觀察終點(diǎn)仍未能脫機(jī)；或觀察期間死亡者。

1.3 研究方法 收錄所有入選患者的一般情況，包括：性別、年齡、生命體征；機(jī)械通氣治療中每日最差1次的PaO2，與采集血?dú)夥治鲋笜?biāo)相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的呼吸機(jī)設(shè)置參數(shù)，包括PEEP、FiO2等，并計(jì)算SpO2/FiO2×PEEP值。觀察終點(diǎn)為患者脫機(jī)、死亡，或未能脫機(jī)至入院第30日為止。SpO2替代PaO2用于判斷患者機(jī)械通氣治療脫機(jī)指標(biāo)的可行性評(píng)價(jià)公式：SpO2/FiO2×PEEP(K值)=SpO2/(FiO2×PEEP)×1000，其中PEEP>0，1000為修正系數(shù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 利用Graph Pad Prism 5.0軟件描記“彌散指數(shù)”(PaO2/FiO2×PEEP)與K值的變化趨勢(shì)點(diǎn)線圖。利用SPSS 17.0軟件處理數(shù)據(jù)，分別繪制K值、PaO2/FiO2與成功脫機(jī)相關(guān)的受試者工作特征(ROC)曲線，分別得出相應(yīng)的曲線下面積并分析最佳截?cái)嘀?cut-off值)。以α=0.05為檢驗(yàn)水準(zhǔn)。

2 結(jié)果

2.1 基線資料比較 110例患者中，46例成功脫機(jī)，64例脫機(jī)失敗。兩組間性別、年齡等基線資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。兩組患者基線資料和上機(jī)當(dāng)日氧合情況見表1。

表1 急性呼吸窘迫綜合征機(jī)械通氣兩組患者基線資料比較

注：APACHE Ⅱ?yàn)榧毙陨韺W(xué)與慢性健康評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ，PaO2為動(dòng)脈血氧分壓，F(xiàn)iO2為吸入氧濃度，SpO2為指脈搏氧飽和度，PEEP為呼氣末正壓

2.2 可行性分析 成功脫機(jī)組K值的變化與“彌散指數(shù)”的變化基本一致(圖1)；脫機(jī)失敗組中二者變化趨勢(shì)同樣具有一致性，但二者數(shù)值均顯著低于脫機(jī)成功組(圖2)。

圖1 急性呼吸窘迫綜合征機(jī)械通氣脫機(jī)成功患者“彌散指數(shù)”與SpO2/FiO2×PEEP(K值)變化趨勢(shì)點(diǎn)線圖

圖2 急性呼吸窘迫綜合征機(jī)械通氣脫機(jī)失敗患者“彌散指數(shù)”與SpO2/FiO2×PEEP(K值)變化趨勢(shì)點(diǎn)線圖

繪制K值、PaO2/FiO2與成功脫機(jī)相關(guān)的ROC曲線，ROC曲線下面積為0.829，當(dāng)cut-off值為241.548時(shí)，敏感度為97.8%，特異性為55.2%，95% CI為0.774，0.884；PaO2/FiO2與成功脫機(jī)相關(guān)的ROC曲線下面積為0.817，當(dāng)cut-off值為214.65時(shí)，敏感度為82.6%，特異性為71.3%，95% CI為0.760，0.875，且P均<0.01，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見圖3及表2。

圖3 急性呼吸窘迫綜合征機(jī)械通氣患者SpO2/FiO2×PEEP、氧合指數(shù)與成功脫機(jī)相關(guān)的受試者工作特征曲線 PaO2為動(dòng)脈血氧分壓，F(xiàn)iO2為吸入氧濃度，SpO2為指脈搏氧飽和度，PEEP為呼氣末正壓

3 討論

ARDS的病理生理改變主要是由于大量肺泡膜炎性損傷引起的彌散距離增大和塌陷使彌散面積減少所致肺彌散功能障礙，機(jī)械通氣目前仍然是其主要的治療手段之一。在機(jī)械通氣治療過程中，提高FiO2與PEEP是增加彌散面積，提高動(dòng)脈血氧含量的手段。很多改善氧合的方法均是以增加肺彌散面積并降低彌散距離而展開的，如俯臥位通氣、肺復(fù)張、最佳PEEP選擇和限制性液體治療方案等[7]。我們?cè)谂R床上多通過提高肺泡-動(dòng)脈氧分壓差(提高氧濃度)和保持(或增加)彌散膜面積(減少肺不張、保持氣體均勻分布)，來(lái)維持患者氧合。

表2 急性呼吸窘迫綜合征患者脫機(jī)相關(guān)指標(biāo)受試者工作特征曲線變量分析

注：PaO2為動(dòng)脈血氧分壓，F(xiàn)iO2為吸入氧濃度，SpO2為指脈搏氧飽和度，PEEP為呼氣末正壓

1994年歐美會(huì)議提出以PaO2/FiO2作為ARDS診斷標(biāo)準(zhǔn)[2]，實(shí)現(xiàn)了ARDS診斷的初步量化，并以此進(jìn)行疾病嚴(yán)重程度分級(jí)，但是僅以PaO2/FiO2作為判斷肺彌散功能的指標(biāo)并不全面[8]。眾所周知，影響氧合的因素是肺彌散功能，而影響肺彌散功能的因素除FiO2外，還有肺泡膜面積、彌散距離、溫度等。在患病初期未給予呼吸支持的情況下，F(xiàn)iO2可能直接影響PaO2/FiO2，從而影響ARDS病情嚴(yán)重程度的劃分，甚至決定是否還能夠被診斷為ARDS[9]。但是當(dāng)正壓通氣時(shí)，影響氧合的因素就不單單是FiO2，還包括持續(xù)氣道正壓和PEEP對(duì)肺彌散面積的影響。由此可以看出該診斷標(biāo)準(zhǔn)的局限性。2010年北京協(xié)和醫(yī)院急診科在研究中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)iO2×PEEP對(duì)重癥甲型H1N1流感病毒感染導(dǎo)致急性肺損傷患者的病情評(píng)估及預(yù)后判斷價(jià)值優(yōu)于PaO2/FiO2[8]。2012年歐洲ARDS柏林標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)行了調(diào)整，將PEEP融入作為PaO2/FiO2校準(zhǔn)條件，對(duì)ARDS的診斷及疾病嚴(yán)重程度的判斷更有臨床實(shí)際價(jià)值[2]。在判斷機(jī)械通氣脫機(jī)時(shí)機(jī)時(shí)要求患者有良好的氧合能力[10]，筆者前期研究發(fā)現(xiàn)彌散指數(shù)在判斷機(jī)械通氣脫機(jī)時(shí)機(jī)的效果要優(yōu)于PaO2/FiO2[11]。機(jī)械通氣改善氧合的目標(biāo)應(yīng)是在保證充分的氧輸送基礎(chǔ)上盡量避免呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷，臨床上急性呼吸衰竭機(jī)械通氣患者的氧合目標(biāo)為90%～98%[12]。ARDS患者較為公認(rèn)的氧合目標(biāo)為88%～95%[13]。在既往研究中，血氧飽和度(SaO2)、血氧分壓及PaO2/FiO2被用于ARDS患者氧合效果的監(jiān)測(cè)[14-16]。但因PaO2及SaO2的創(chuàng)傷性、及時(shí)性和檢查費(fèi)用等問題，不能做到及時(shí)評(píng)價(jià)和持續(xù)監(jiān)控。SpO2為臨床中最為常用的、可用無(wú)創(chuàng)方法獲得的，且可連續(xù)監(jiān)測(cè)的判斷氧合的有效指標(biāo)。SpO2/FiO2可以作為ARDS判斷預(yù)后的獨(dú)立指標(biāo)，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用[17-20]。多次抽取動(dòng)脈血行血?dú)夥治鲈谂R床受到一定限制。本研究通過整合改善氧合指標(biāo)，以SpO2/FiO2×PEEP作為新的觀察指標(biāo)，比較其和PaO2/FiO2與成功脫機(jī)時(shí)機(jī)的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：ARDS機(jī)械通氣治療時(shí)，當(dāng)目標(biāo)氧分壓在60～100 mmHg時(shí)，SpO2/FiO2×PEEP與PaO2/FiO2×PEEP的一致性分離度不會(huì)過大。此外，影響SpO2的另外一個(gè)關(guān)鍵因素是周圍循環(huán)灌注情況，但本研究尚未對(duì)此因素進(jìn)行探討，不過可以假定，對(duì)于循環(huán)功能相對(duì)穩(wěn)定的ARDS患者可以SpO2/FiO2×PEEP作為彌散功能好轉(zhuǎn)的判斷指標(biāo)，用于預(yù)測(cè)脫機(jī)時(shí)機(jī)。

本研究還發(fā)現(xiàn)，SpO2/FiO2×PEEP與成功脫機(jī)的ROC曲線下面積為0.829，cut-off值在241.548時(shí)敏感度為97.8%，特異性為55.2%，敏感度較高，但因其為預(yù)測(cè)指標(biāo)較難達(dá)到較高特異性。提示對(duì)循環(huán)功能較平穩(wěn)的ARDS機(jī)械通氣者，SpO2/FiO2×PEEP可替代PaO2/FiO2×PEEP用于判斷脫機(jī)時(shí)機(jī)，同時(shí)cut-off值可為臨床治療過程中脫機(jī)時(shí)機(jī)選擇提供參考。SpO2/FiO2×PEEP中的3個(gè)指標(biāo)均可在臨床工作中實(shí)時(shí)獲得，故將其整合為1個(gè)參數(shù)更為簡(jiǎn)單、直觀，便于臨床應(yīng)用，極大減少患者抽取動(dòng)脈血行血?dú)夥治龅拇螖?shù)，降低患者痛苦和風(fēng)險(xiǎn)。

綜上，在循環(huán)功能較為穩(wěn)定的ARDS患者有創(chuàng)通氣治療中，SpO2/FiO2×PEEP較PaO2/FiO2預(yù)測(cè)脫機(jī)時(shí)機(jī)的敏感度和特異性更好，并可為調(diào)整治療策略提供方向。作為臨床觀察性研究，本文納入病例數(shù)有限，未設(shè)立隨機(jī)及與其他臨床中指導(dǎo)脫機(jī)的方法做對(duì)照觀察，需在后續(xù)的研究中改進(jìn)。

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Feasibility Analysis of Replacing PaO2with SpO2in Evaluation of Ventilator Weaning Indication for ARDS Patients with Mechanical Ventilation

TENG Li-hua1, XIE Zhi-yi2a， XU Jun3, WANG Zhong2

(1. Emergency Department, Xuanwu Hospital of Capital Medical University, Beijing 100053, China; a. Department of Intensive Medicine, 2. Beijing Qinghua Changgung Hospital Affiliated to Tsinghua University, Beijing 102218, China; 3. Union Transformation Medicine Center Emergency Department, Peking Union Medical College Hospital of Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100730, China)

Objective To investigate feasibility of replacing arterial oxygen tension (PaO2) with pulse oxygen saturation (SpO2)， which meant to compare SpO2/fractional concentration of inspired oxygen (FiO2)×positive and expiratory pressure (PEEP) value with oxygenation index in application of evaluating ventilator weaning for acute respiratory distress syndrome (ARDS) patients with mechanical ventilation. Methods Clinical data of 110 ARDS patients with mechanical ventilation admitted during July 2013 and July 2014 was retrospectively analyzed, and ventilator parameter settings and corresponding results of blood gas analysis were recorded. The patients were divided into successful off-line group and failure off-line group according to whether or not successful ventilator weaning within 30 days after admission. Dotted line table for SpO2/FiO2×PEEP changes and related receiver operating curve (ROC) were drawn. Value of SpO2/FiO2×PEEP in prediction of off-line appropriate time for ARDS patients with mechanical ventilation was analyzed. Results Within 30 days after admission, there were 46 patients with successful and 64 patients with failure ventilator weaning, and change tendency of SpO2/FiO2×PEEP showed consistency with PaO2/FiO2×PEEP. ROC area under curve (AUC) of SpO2/FiO2×PEEP, which related to off-line, was 0.829; the best cutoff value was 241.548; 95% CI was 0.774, 0.884. ROC AUC of oxygenation index, which related to off-line, was 0.817; the best cutoff value was 214.65; 95% CI was 0.760, 0.875 (P<0.01). Conclusion SpO2/FiO2×PEEP can be used to judge off-line appropriate time of ARDS patients with mechanical ventilation during stable circulation function period.

Respiratory distress syndrome, adult； Oxygenation index； Blood gas monitoring, transcutaneous； Ventilators, mechanical

國(guó)家衛(wèi)生與計(jì)劃生育委員會(huì)衛(wèi)生行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目 (201302017)

100053 北京，首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院急診科(滕麗華)；102218 北京，清華大學(xué)附屬北京清華長(zhǎng)庚醫(yī)院(王仲)、重癥醫(yī)學(xué)科(謝志毅)；100730 北京，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院急診科 協(xié)和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心(徐軍)

王仲，E-mail:wangzhong523@vip.163.com

R563.8

A

1002-3429(2017)07-0062-04

10.3969/j.issn.1002-3429.2017.07.020

2017-03-26 修回時(shí)間：2017-04-26)