SpO2/FiO2替代PaO2/FiO2评价ARDS的研究进展

张 丹 祝振忠

PaO2/FiO2即氧合指数，是用来评价ARDS公认的金标准指标。由于其检测需要血气分析仪器，而我国基层医院大多数不具备条件，因此会对ARDS的早期诊断和治疗产生延误;另外，加之部分人士抵触频繁采血，甚至产生纠纷，因此探讨一种能够替代氧合指数的指标来作为评价ARDS的诊疗指标就变得越来越重要。SpO2与PaO2之间的相关性有明确的理论依据并已部分得到临床验证［1，2］。因此探讨SpO2/FiO2(以下简称S/F)替代PaO2/FiO2(以下简称P/F)亦成为一项可期待的有重要意义的课题。目前，国内外学者已经做了一些研究，现综述如下。

一、SpO2/FiO2替代PaO2/FiO2的理论依据

1.PO2与 SaO2的关系:PaO2即动脉血氧分压，是指以物理状态存在溶解于动脉中的氧气所产生的分压力。而PaO2的变化则直接影响SaO2(即动脉血氧饱和度)，它们之间的关系就是氧解离曲线(O－D－C)。O－D－C的特殊S形态十分有利于呼吸生理，当PaO2≥60mmHg时，Hb即可达90%氧饱和度，反之，当PaO2＜60mmHg时，O－D－C处于陡直段，此时PaO2较小的变化就可引起SaO2很大的变化，使HbO2释放更多的氧供给组织。因此，O－D－C使SaO2不能作为轻度缺氧的指标，其作为重中度缺氧的评价指标更有意义，而PaO2则比SaO2能够更为敏感地反映轻度缺氧［1，2］。

2.SpO2与 SaO2的关系:SpO2的监测是利用光电比色的原理(即通过血红蛋白对不同光线频谱的吸收差异)而完成的［3，4］。正常人血液中主要含有氧合血红蛋白(HbO2)和还原血红蛋白(Hb)。两种Hb的吸收光谱完全不同，并有别于其他组织。HbO2能吸收可见红光，波长660nm，Hb可吸收红外光，波长940nm。当发光电子管产生的上述光线穿透含血管的组织时，在接受电子管一侧就能检测到光线被吸收的差异，而传感器将这些信息传入微处理机即可计算出相应的数据［3，4］。SpO2与 SaO2有显著的相关性，相关系数约为0.90 ～0.98。常昌远等［5，6］用 SpO2监测系统与临床抽取血样的血气分析同时对50例患者进行对比测试结果得出SpO2与 SaO2的相关系数r=0.984，各测试点的最大拟合误差为1%，显示出很高的一致性和准确度。王明阳等［7］对50例RICU病人的SpO2与 SaO2进行比较得出r=0.95，呈显著相关。

二、国内外研究现状

自1995年开发并应用SpO2检测仪以来，最初的研究多集中在SpO2的影响因素及临床疾病诊断时SpO2的变化方面。随着SpO2仪器制造技术的成熟，开始有学者关注SpO2与疾病诊断标准的定量关系研究。如倪丹等［8］探讨动态监测SpO2和PaO2对早期重症肺炎伴Ⅰ型呼吸衰竭的作用时发现，重症肺炎伴Ⅰ型呼吸衰竭患者的SpO2和PaO2下降比气急、发绀和呼吸频率增快的出现提早约2.3±1.7天。所以肺炎病人入院后3天内，应常规动态监测SpO2和(或)PaO2，尤其是高龄体弱者、原有基础病者，更要强调入院时首测、定时复查和动态监测，必要时测PaO2，这样可早期发现并发Ⅰ型呼吸衰竭的重症肺炎并可给予积极的早期治疗。此研究明确了SpO2对呼吸衰竭早期诊断和治疗的价值并具有指导意义，但并未探讨SpO2与呼吸衰竭诊断的明确定量关系。2010年刘杰等［2］研究了在30例 COPD患者中，应用 SpO2推算PaO2和计算氧合指数的准确性和误差范围，研究结果得出，对于COPD伴Ⅱ型呼吸衰竭患者，调节吸入氧浓度使 SpO2在90%左右时，可较准确的估计PaO2，这就为没有血气分析条件的基层医院评估呼吸衰竭给了一个有力的理论依据。但是该研究的研究对象仅限于COPD伴Ⅱ型呼吸衰竭患者，临床指导的范围尚窄，并且仍未对SpO2与PaO2的量化关系做出研究和讨论。而卢树标等［9］填补了如上研究的空白。他们通过回顾性方法对140例早期ARDS患者研究得出S/F在一定程度上可以替代氧合指数，两者有很好的相关性(r=0.878)，通过Linear regression求出了两者的线性方程关系为S/F=73+0.946×P/F，并对该线性方程的诊断效能进行了检验，即ROC曲线的线下面积无显著差异。该研究的成果对于指导基层医院的临床工作甚至是上级医院的科研都有着相当重要的意义。但是由于该研究是一个回顾性研究，对于S/F与P/F是否为同时间点的数据、记录数据时影响SpO2准确性的因素是否排除、病例选择是否完全符合该组研究等均位给予很好的解释和说明，并且也未探讨中晚期ARDS患者的变化情况。席修明［10］认为单纯以 P/F，不能作为ARDS患者病死率及肺外器官衰竭的评价指标。而赵晋荣［11］采用Logistic回归分析的方法对ARDS预后指标进行了探讨得出P/F≤150+APACHE评分≥19分是ARDS患者预后不良的独立危险因素。

国外在这方面的研究工作开始稍早。Jensen等［12］将成人SpO2与 SaO2进行 meta分析得出二者有很好的一致性。在此基础上，2007年Rice等［13］精选了SpO2＜97%并低潮气量机械通气的672名成人患者获得了2613组数据研究结果示:S/F与P/F有很好的线性关系，S/F=64+0.84 ×P/F(P ＜0.0001，r=0.89)，并得出与ALI、ARDS对应的诊断标准数值为315(91%敏感度，56%特异性)及235(85%敏感度及特异性)。因此，在SpO2＜97%时，S/F完全可以替代P/F。但其未对SpO2的具体数值进行划分研究，且所有患者均为机械通气状态，对于非机械通气患者效果如何也未做探讨。2010年，Marraro［14］呼吁尽快建立ARDS的非侵入性指标的诊断标准，即S/F替代P/F。而由于动脉采血气分析标本的极大难度，2011年Stephane等［15］也对作为评价儿科病死率最重要指标之一的氧合指数(P/F)如何由S/F推算出来进行了系统的研究得出了无创通气、侵入性通气、自主呼吸3组患儿的3个方程式，从而不但明确了S/F替代P/F的量化关系，也正式肯定了S/F作为儿科病死率评价指标的重要地位。2012年由美国洛杉矶大学儿童医疗中心领头的多中心研究也把儿童重症肺疾病患者代替血气分析的非侵入性评价指标作为了课题［16］。137个 SpO2在80% ～97%的患儿入组，获得了共1190组数据分析得出方程:1/S/F=0.00232+0.443/P/F，并且也得出了与ARDS对应的非侵入性诊断标准S/F的数值为264及221。由此，对于重症肺损伤患儿而言，当SpO2在80% ～97%时，S/F足以替代P/F作为评价疾病危险程度的指标，可以进一步指导治疗、预测转归。

三、展 望

综上所述，PaO2与 SaO2有明确的量化关系，而SpO2与SaO2又有很高的一致性，因此可以推测SpO2与PaO2也应有很好的量化关系。因此探讨S/F替代P/F就有了足够的理论依据。国内已经有学者进行相关的研究，但是规模及样本量尚小、方向窄、影响力不够、重复少，并且上午前瞻性的多中心的临床研究。因此，尚需继续在如上方面进一步加大研究力度。而国外在该项研究方面开展早、样本量大、有前瞻性、研究指标全面，已经取得了阶段性的成果。未来应该在制定ARDS非侵入性诊断指标的标准及该标准的使用及评价方面做更多的推进工作。

1 陈灏珠.实用内科学［M］.12版，2005:1632－1639

2 刘杰，陈荣昌，钟南山.呼出气二氧化碳和体表氧饱和度监测在慢阻肺呼吸衰竭患者中的应用［J］.南方医科大学学报，2010，30(7):1565－1568

3 韩文斌.影响无创血氧饱和度监测值的相关因素［J］.医疗卫生设备，2011，32:79 －81

4 佘守章，岳云.临床监测学［M］.2版.北京人民卫生出版社，2005:164－170

5 常昌远，魏同力.无创血氧饱和度实时监测系统的研究［J］.电子器件，1999，22(4):275 －281

6 常昌远，赵宁，魏同力.E100型血氧饱和度测定仪的研制［J］.东南大学学报，1998，28(1):117

7 王明阳，张桂兰.50例指套法血氧饱和度监测与动脉血氧饱和度比较［J］.实用医学杂志，1995，11(3):196

8 倪丹，刘加良.SpO2和PaO2监测对早期发现重症肺炎伴1型呼吸衰竭的价值［J］.浙江预防医学，2005，17(4):3－4，31

9 卢树标，梁振宇，吴碧彤.ARDS病例中氧合指数与SpO2/FiO2的比较观察［J］.中国社区医师，2010，12(237):135－136

10 席修明.急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征－定义与诊断标准［J］.中华医学杂志，2001，81(2):121 －122

11 赵晋荣.急性呼吸窘迫综合征的预后指标分析［J］.实用心脑肺血管病杂志，2010，18(3):314 －315

12 Jensen LA，Onyskiw JE，Prasad NG.Meta－analysis of arterial oxygen saturation monitoring by pulse oximetry in adult［J］.Heart Lung，1998，27:387 －408

13 Rice TW，Wheeler AP，Bernard GR，et al.Comparison of the SpO2/FIO2ratio and the PaO2/FIO2ratio in patients with acute lung injury or ARDS［J］.Chest，2007，132:410 － 417

14 Marraro GA.SpO2/FIO2vs PaO2/FIO2:are we ready to establish less invasive indicators for early diagnosis of acute respiratory distress syndrome?［J］.Pediatr Crit Care Med，2010，11:143 －144

15 Stephane L，Marie D，Aimee D，et al.Assessment of the pediatric index of mortality 2 with the PaO2/FIO2ratio derived from the SpO2/FIO2ratio:a prospective pilot study in a French pediatric intensive care unit［J］.Pediatr Crit Care Med，2011，12(4):184 －186

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