氧合指数及其临床意义

氧合指数及其临床意义

呼吸治疗的目标，是使器官组织可以得到足够的氧气，以便进行氧合作用获得能源。但由于细胞内的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的氧合状况，这些指数的意义及应用，是医护人员该有的认知。大气中的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的动脉血流送至微血管供组织细胞使用，产生的二氧化碳及剩下的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，代表氧合的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）氧气饱和度及相关指数 4）局部组织氧合指数。

一.氧气压力及相关指数

1.PaO2：动脉氧气压力（Arterial oxygen tension）

2.FIO2：吸入氧气分率（Inspired oxygen fraction）

3.PIO2：吸入氧气压力（Inspired oxygen tension）

= (PB - PH2O) x FIO2

4.PAO2：肺泡氧气压力（Alveolar oxygen tension）

= PIO2 - (PaCO2/R)

在早期，病患缺氧与否，往往只能从一般的生理反应（如血压、心跳、呼吸及意识变化）与皮肤颜色来判断，但若病患出现发绀现象时，通常表示动脉血已高度缺氧，且在肤色过深或重度贫血的病患不易辨别(1)。一直到1950年代Dr. Clark研发出测量氧气分压的电极

棒后，才开启了氧合评估的新页(2)。利用血液气体分析仪（blood gas analyzer），从早期的电子化学技术发展到最近的荧光极棒（fluorescent optode），PaO2的测定也由体外单次演进到体内连续侦测(3)。至于气体的FIO2可以用氧气浓度分析仪（oxygen analyzer）测出。若在一大气压力下，代入大气压力（PB, barometric pressure）760毫米汞柱，水气压力（PH2O, vapor pressure）47毫米汞柱，即可求得PIO2。加上由血液气体分析仪所测得的动脉二氧化碳压力（PaCO2, arterial carbon dioxide tension）及由间接热量测量器（indirect calorimetry）得到的呼吸商数（R, respiratory quotient）或一般代以0.8，便可算出PAO2(1~3)。

5.PaO2/FIO2：氧合指数（Oxygenation index）

6.P(A-a)O2：肺泡-动脉氧气压力差（Alveolar-arterial oxygen tension gradient）

= PAO2 - PaO2

7.PaO2/PAO2：动脉-肺泡氧气分率（Arterial-alveolar oxygen fraction）

8.P(A-a)O2/PaO2：呼吸指数（Respiratory index）

PaO2/FIO2于1974年由Dr. Horovitz提出，因为计算容易，且与肺内分流（Qsp/Qt）的相关性不错，所以临床应用甚广(4)。P(A-a)O2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的氧合不良，但影响P(A-a)O2的因素很多，包括吸入氧气分率、通气血流灌注比不配合、肺内分流

及右向左的心内分流，其中肺内分流又随着各种肺疾状况、病患年龄及不同的体位而改变，此外P(A-a)O2也受混合静脉氧气含量的相关因素影响，如组织氧气消耗量、心搏出量及血红素量，一般而言P(A-a)O2对呼吸常态空气的病患有无氧合障碍相当敏感，但由于它与肺内分流间的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)。PaO2/PAO2及P(A-a)O2/PaO2分别由Dr. Gilbert与Dr. Goldfarb提出。若与肺内分流作相关性分析，在PaO2/FIO2、PaO2/PAO2与P(A-a)O2/PaO2三者较近似（r=0.72~0.74），P(A-a)O2则稍差（r=0.62）(6,7)。

二.氧气含量及相关指数

1.CaO2：动脉氧气含量（Arterial oxygen content）

= (Hb x SaO2 x 1.34) + (PaO2 x 0.0031)

2.CvO2：混合静脉氧气含量（Mixed venous oxygen content）

= (Hb x SvO2 x 1.34) + (PvO2 x 0.0031)

O2：肺微血管氧气含量（Pulmonary capillary oxygen content） = (Hb x 1.34) + (PAO2 x 0.0031)

4.Qsp/Qt：肺内分流（Intrapulmonary shunt）

=(CcO2 - CaO2)/(CcO2 - CvO2)

有了血红素值（Hb, hemoglobin）、动脉氧血红素饱和度及动脉氧气压力即可求得CaO2。混合静脉血指的是将上腔静脉、下腔静脉及冠状静脉血充份混合后的血液，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CvO2。至于CcO2

的计算是以肺微血管血红素氧气饱和度为100%的假设下，以肺泡氧气压力代替肺微血管氧气压力。利用CaO2、CvO2及CcO2便可求得Qsp/Qt，此指数包含两部份，分别是流经肺部时得到充份氧合及没有得到氧合的血流量比，代表着中央静脉及全身动脉循环间的静脉混合（venous admixture）。Qsp/Qt被视为临床评估肺部氧合功能的标准，它不会受氧气消耗量、血红素量或混合静脉氧血红素饱和度等因素所影响(1,2)。

5.DO2：氧气输出量（Oxygen delivery）

= CaO2 x C.O.

= CaO2 x C.I. x 10

6.C(a-v)O2：动脉-静脉氧气含量差（Arterial-venous oxygen content difference）

= CaO2 - CvO2

7.VO2：氧气消耗量（Oxygen consumption）

a.= C(a-v)O2 x C.I. x 10

b.= {[(1-FEO2-FECO2) x FIO2/(1-FIO2)] - FEO2} x VE

8.OUC：氧气使用分率（Oxygen utilization coefficient）

= VO2/DO2

= S(a-v)O2/SaO2

心搏出量（C.O., cardiac output）一般经肺动脉导管由温度稀释法（thermodilution method）测得，若再除以体表面积（body