脉搏血氧仪在急性呼吸窘迫综合征中的应用进展

核心信息

目前需要测量动脉氧分压（PaO2）与 FiO2的比值，以满足诊断 ARDS 的低氧血症标准；然而，动脉血气分析是侵入性的，并非在所有情况下都可用。脉搏血氧仪广泛用于危重患者临床监测和决策制定；它是持续可用的、非侵入性的、易于解释的，并且在整个治疗环境中都易于访问。SPO2和SPO2/FiO2比值等相关指标已在ARDS的临床诊断和治疗中得到验证；越来越多的证据也支持在 ARDS 的临床试验和观察性研究中使用基于脉搏血氧饱和度的测量。脉搏血氧仪的缺点包括低灌注状态下的准确性降低以及偶尔高估真实氧合。然而，早期识别 ARDS 等好处超过了这些局限性。需要研究来解决深色皮肤色素沉着患者脉搏血氧饱和度准确性降低的可能性。将脉搏血氧饱和度仪应用于ARDS的诊断和治疗有助于解决 ARDS 诊断不足和识别不足问题，提高对全球流行病学了解，并促进临床试验筛查。（ARDS=急性呼吸窘迫综合征。FiO2=吸入氧气浓度。PaO2=动脉氧分压。SPO2=脉搏血氧饱和度）。

急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 的诊断传统上需要使用动脉血计算动脉氧分压与吸入氧分数 (PaO2/FiO2) 的比值，可能是昂贵的，并且在许多资源中是不可能的-有限的设置。相比之下，脉搏血氧仪是连续可用的、准确的、廉价的和无创的。基于脉搏血氧饱和度的指标，例如脉搏血氧饱和度与 FiO2的比值( SPO2/FiO2)，已在临床研究中得到验证，可用于 ARDS 患者的诊断和风险分层。SPO2/FiO2的局限性比率包括在灌注不良状态或高于97% 的氧饱和度时准确性降低，以及在皮肤色素沉着较深的患者中准确性可能降低。将脉搏血氧仪应用于 ARDS 的诊断和治疗，包括正式采用 SPO2/FiO2比值作为 PaO2/FiO2的替代方法，以满足 ARDS 低氧血症的诊断标准，这有助于提高和更早地识别 ARDS在全球范围内推进临床实践和研究。

介绍

脉搏血氧饱和度监测是大多数医院环境中的治疗标准，但评估急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 中低氧血症的严重程度传统上需要使用动脉血测量动脉氧分压（动脉氧分压；PaO2）气体分析。1967 年对 ARDS 的初步描述比第一台现代脉搏血氧仪的专利申请早了 7 年。ARDS的后续定义依赖于 PaO2与吸入氧分数 (PaO2/FiO2) 的比率来量化低氧血症的严重程度，PaO2/FiO2诊断 ARDS 所需的小于或等于300 mm Hg。ARDS 的一些临床试验，例如 PROSEVA，一项针对中度至重度 ARDS 的俯卧位试验，已使用 PaO2/FiO2比率截止值预后预测。因此，在成年 ARDS 患者中，动脉血气测量是诊断 ARDS 低氧血症严重程度和对其进行分层的历史标准。然而，人们越来越关注使用非侵入性替代物来定义和治疗 ARDS 和其他危重疾病综合征中的低氧血症。2007 年首次引入脉搏血氧饱和度作为评估 ARDS 诊断中低氧血症标准的替代指标，推导和验证脉搏血氧饱和度 (SPO2 ) 与FiO2 (SPO2/ FiO2) 的比值 。从那时起，其他几个基于无创脉搏血氧饱和度的诊断和风险分层指标，例如氧饱和度指数 (OSI)和呼吸频率和氧合 (ROX) 指数已在各种人群。从 SPO2估算 PaO2/FiO2比率的其他方法也已开发。ARDS 的脉搏血氧指数已在儿科医学和资源有限的环境中广泛采用。对于儿科 ARDS 的临床定义，使用动脉血气测量或脉搏血氧饱和度来评估低氧血症的严重程度，尽管 PaO2是推荐的标准。对ARDS 柏林定义的 Kigali 修改包括 SPO2/FiO2比率更低，作为无法进行动脉血气分析的情况下 ARDS 的低氧血症临界值。临床试验还使用 SPO2/FiO2比率或估算 PaO2/FiO2比率用于入组和作为结果。鉴于最近提出的将ARDS的定义扩大到包括接受高流量氧疗 (HFNO) 的患者的提议，使用脉搏血氧仪测量低氧血症特别令人感兴趣，其中许多人通常没有动脉导管。尽管在临床实践和临床研究中越来越多地使用脉搏血氧饱和度测量，但目前还没有对其在危重疾病中的使用进行全面审查。在这篇综述中，我们旨在描述扩大使用脉搏血氧仪测量的基本原理，描述已建立和新出现的脉搏血氧仪指数的定义、推导和用途，解决脉搏血氧仪在表征低氧血症时的局限性和特殊考虑，以及概述如何将这些指数整合到未来对 ARDS 和其他危重疾病综合征的研究中。

脉搏血氧仪：准确性和优势

SPO2是氧合状态的可靠指标，广泛用于临床监测。美国食品和药物治疗局要求批准用于临床的脉搏血氧仪在 SPO2和直接在动脉血中测量的氧饱和度 (SaO2)之间的均方根误差对于手指血氧仪不大于3%，对于直接在动脉血中测量的氧饱和度 (SaO2 ) 不大于 3.5%血氧仪。对危重患者脉搏血氧饱和度准确性的研究总体上与该指南一致。一项研究发现，SPO2的变化略微高估SaO2的变化，但超过 99% 的 SPO2 值变化在 SaO2值真实变化的 4% 以内。SPO2也是 PaO2高达 97% 饱和值的良好预测指标；高于 97% 饱和度时，由于氧合血红蛋白解离曲线的形状，PaO2的变化导致 SPO2的变化最小（图1 ）。根据 SPO2结合静脉血氧分压 (PvO2 )、二氧化碳分压 (PCO2 )、PH、碳氧血红蛋白水平和高铁血红蛋白水平，推导出了高精度预测 PaO2的数学公式， 但氧合血红蛋白解离曲线的简单应用在用于未分化重症患者时也表现良好。脉搏血氧饱和度测量用于 ARDS 诊断和风险分层的必要特征是它们正确分类严重程度，而不是根据 SPO2准确预测 PaO2（见下文）。在某些情况或条件下，SPO2可能不太准确，例如在低灌注状态下。此外，在没有其他工具（如二氧化碳图或动脉血气分析）的情况下，脉搏血氧仪无法将显著的高碳酸血症识别为低氧血症的原因。然而，经过深思熟虑的解释，SPO2测量是一种有用的筛查和诊断工具，根据需要和可用的动脉血气分析来确认或补充。脉搏血氧仪具有连续可测量、易于解释且在大多数环境中可用的优点。急性治疗环境中的连续脉搏血氧饱和度监测是广泛接受的治疗标准并用于指导治疗决策。相比之下，动脉血气测量仅捕获患者氧合状态的快照。此外，血红蛋白饱和度更好地反映 ARDS 的生理紊乱，例如肺内分流。这可能是在一些研究中，低氧血症的脉搏血氧指标与患者预后的相关性比依赖动脉血气测量的指标更紧密的原因之一。并非所有低氧血症患者都常规进行动脉血气监测，因此如果没有获得动脉血气测量，可能会错过原本符合 ARDS 标准的患者。尽管在动脉血气测量的患者中出现了同样严重的低氧血症，但这种对更严重全身性疾病的选择偏倚已在儿科文献中得到证实。通过持续监测SPO2来增加 ARDS 诊断的机会是帮助解决 ARDS 持续诊断不足的一种策略，这会减少支持性治疗策略的实施，这些策略已被证明可以减少不良结果。由于脉搏血氧仪在资源受限的环境中比动脉血气测量更容易获得，因此将其识别为有效的诊断工具也将改善对 ARDS 流行病学的全球估计。与频繁的动脉血液取样或动脉内导管放置的风险相比，脉搏血氧仪几乎没有风险。反复抽血会导致医源性贫血，尤其是在造血功能受损的危重患者中。频繁抽血还会增加血管内血栓形成和导管失效的风险。极少数情况下，动脉内导管放置会导致严重的血管并发症，例如永久性动脉闭塞和假性动脉瘤形成。动脉内导管的放置还存在与中心静脉导管相当的细菌定植和血流感染风险。此外，没有现有证据表明动脉导管可以改善机械通气患者的临床结果。然而，许多患者还有其他需要进行动脉导管放置或动脉血气监测的适应症，例如对休克或严重酸碱紊乱进行血流动力学监测。然而，在主要适应症是低氧血症的患者中，避免与重复抽血或动脉导管放置相关的并发症是主要依靠脉搏血氧饱和度而不是连续动脉血气测量的主要优势。减少动脉血气测量次数也可以降低治疗成本，这对患者和医院系统都有好处。

脉搏血氧指数：定义、推导和用途

SPO2/FiO2比率

Rice 及其同事首先将SPO2/FiO2比率描述为 PaO2/FiO2比率的有效替代指标，以无创地在成人中量化 ARDS 中的低氧血症。在这项研究中，从参加 ARMA 试验46的患者中得出并在参加 ALVEOLI 试验的患者中得到验证的线性方程47在SPO2/FiO2比率（局限性为SPO2 ≤97%）和PaO2/FiO2比率：SPO2/FiO2 = 64 + 0.84 (PaO2/FiO2 )。阈值 SPO2/FiO2比值 315替代 PaO2/FiO2比值 300mm Hg，用于使用美国欧洲共识会议 (AECC) 标准诊断急性肺损伤，灵敏度为 91%，特异性为 56%，SPO2/FiO2比率可替代 200 mm Hg 的 PaO2/FiO2比率，用于使用 AECC 标准诊断 ARDS，敏感性为 85%，特异性为 85%。随后，SPO2/FiO2比率已在儿科重症医学被广泛采用，作为 PaO2/FiO2比率的替代诊断指标，用于儿科 ARDS 中的低氧血症标准（具有不同的数值阈值，在儿科人群中推导出和验证）、SPO2/FiO2比率用于急性肺损伤，Rice 及其同事提出的方程被纳入 ARDS 柏林定义的 Kigali 修改中（表格1）。其他研究也发现 SPO2/FiO2和 PaO2/FiO2比率之间的类似线性关系，以及用于识别轻度和中度 ARDS 的低氧血症标准的类似截止值。由于氧合血红蛋白解离曲线的 S 形形状，从 SPO2/FiO2比率估算 PaO2/FiO2比率的替代方法可能比简单的线性方程更准确（图1）。PaO2/FiO2比率的对数线性插补由 PandhariPande 及其同事从接受全身麻醉的异质患者群体和 ARMA 试验数据库中的 ARDS 患者的测量中得出。在 ARMA 数据库中的所有患者中，SPO2/FiO2比值分别为357、214和 89，对应于轻度（≤300 mmHg）、中度（≤200 mmHg）和重度（≤ 100 mmHg) ARDS，分别通过 PaO2/FiO2比率的对数线性插补，当按呼气末正压 (PEEP) 分层时，这种关系略有改变，但没有显著改变。在对来自 ARDS Network EDEN、 EDEN-Omega、和 SAILS 53试验的 1184 名患者的回顾性二次分析中，从非线性方程推导出的 PaO2/FiO2比率以估算 PaO2 54与测量的所有患者的PaO2/FiO2比值（P=0.72），在SPO2小于97%（P=0.90）的患者中相关性更强。86% 的患者对 ARDS 严重程度进行正确分类，并根据 SPO2/FiO2比率和 PaO2/FiO2严重程度进行分级比率与类似的结果相关。重症医学科 (ICU) 的 703 名机械通气患者中对这些发现进行的前瞻性验证表明，非线性插补优于其他插补方法。1PaO2/FiO2比率为 150 mm Hg 或更低的灵敏度和特异性分别为 0.87 (95% CI 0.83-0.90) 和 0.91 (0.88-0.93)，对于小于 300 mm Hg的 PaO2/FiO2比率，分别为 0.90 (0.88-0.92) 和 0.67 (0.61-0.73)。必须权衡非线性插补的准确性和计算的容易程度。简单的线性方程可能是估算 PaO2/FiO的最简单方法当无法进行动脉血气测量时，在床边使用比值，除非要开发广泛可用的临床决策工具——例如，为了响应当前 ARDS 诊断标准的修改以包括 SPO2/FiO2比值。尽管 SPO2/FiO2比值尚未被正式采用作为资源有限环境之外的一般成人人群中 ARDS 的诊断标准，但大量研究支持SPO2/FiO2比值对满足 ARDS 低氧血症标准的诊断有效性. Kigali 改良对中度至重度 ARDS 敏感性和特异性在荷兰进行研究，该数据需要评估 ARDS的柏林标准也很容易获得。Kigali修饰的敏感性为0.96（95% CI 0.78-1.00），特异性为0.86（0.78-0.91）；然而，随着更严格的超声检查标准的应用，特异性提高到 0.93 (0.88-0.97)，这表明脉搏血氧饱和度标准不是假阳性诊断的主要原因。一项正在进行的旨在进一步验证这些发现的国际观察性研究目前正在招募患者（NITWA-ARDS 研究；NCT03546699）。SPO2/FiO2比值也提供与 PaO2/FiO2比值相似甚至更好的预后信息。在一项直接比较美国三级治疗中心通过动脉血气分析诊断为 ARDS 的医疗 ICU 患者与脉搏血氧饱和度的研究中，基线临床特征和临床结果（包括死亡率）相似。此外，与通过动脉血气分析诊断的严重 ARDS 相比，根据脉搏血氧测定标准的严重 ARDS 与死亡率的相关性更强，并且诊断不一致很少见。由于 SPO2持续可用，SPO2/FiO2比 PaO2/FiO2比率更容易纵向跟踪，从而增加用于预测的可用数据。SPO2/FiO2比值风险时间曲线，或患者 SPO2/FiO2比值小于 150 的时间比例，比所示的最低 PaO2/FiO2比值对死亡率的辨别力略好由受试者工作特征曲线下面积（AUROC 0.81 vs 0.78，P<0.001）或最低SPO2/ FiO2比率（AUROC 0.79，P<0.001 与 SPO2/FiO2在超过 25 000 名机械通气患者中，机械通气前 24 小时内的风险时间比值。SPO2/FiO2比率也可以通过直接替代或插补替代顺序器官衰竭评估 (SOFA) 评分呼吸部分中的PaO2/ FiO2比率。一项针对超过 35 000 名患者的大型回顾性研究比较了线性插补、非线性插补、链式方程的多重插补以及用 SPO2/FiO2比直接替代 PaO2/FiO2比率与用于计算 SOFA 分数的正常值的正常缺失替代。在总体人群中，与正常缺失方法相比，所有插补方法，包括直接用 SPO2/FiO2比率替代缺失的 PaO2/FiO2比率，都提高了SOFA 评分对死亡率的特异性。在基线时缺少 PaO2/FiO2比值的患者亚组中，对死亡率的改善区分最为明显，表明 SPO2/FiO2比率为临床表现不提示血气分析的患者增加了重要的预后信息。SPO2/FiO2比率作为诊断工具有很多优点，但也有一些明显的局限性，将在下一节中详细讨论。SPO2/FiO2比率在 97% 的饱和度以上无法准确解释。使用脉搏血氧仪也增加了对诊断时机的谨慎需求（即，避免基于孤立的或容易纠正的低饱和度值进行诊断）。另一个局限性是可能对诊断或严重程度进行错误分类（图 2）。然而，这可能是可以接受的，因为多项研究表明 ARDS 诊断可能会被遗漏或延迟，这对患者治疗具有重要意义。目前的 ARDS 干预措施（例如低潮气量通气）不太可能伤害根据 SPO2/FiO2比率被错误分类为 ARDS 的低氧性呼吸衰竭患者，甚至提供益处。除了诊断错误分类外，SPO2/FiO2比率可能导致对 ARDS 严重程度错误分类；例如，根据 AECC 标准，ARDS 的SPO2/FiO2比率阈值为的线性方程将15% 的 PaO2/FiO2比率为200 mm Hg 或更高的患者错误分类。然而，SPO2/FiO2比率似乎不会对患者的临床结果进行错误分类，并且在一些研究中表明，它比 PaO2/FiO2比率具有更好的死亡率预后判断力。因此，使用 SPO 不太可能对诊断或严重程度错误分类FiO2比率是临床治疗主要关注点，尤其是在与促进早期识别 ARDS 的可能优势相平衡时，否则这些患者将无法及时诊断。与 PaO2/FiO2比值一样，通过SPO2/FiO2比值满足低氧血症阈值不足以诊断 ARDS；其他诊断标准仍然适用，包括存在诱发危险因素、放射学检查结果以及确认肺水肿主要与液体超负荷或心功能不全有关。

氧饱和度指数

由于氧合指数 (OI)(FiO2×平均气道压力/PaO2) × 100包含平均气道压力，一些临床医生和研究人员认为它比 PaO2/FiO2能更好地指示呼吸衰竭的严重程度。肺顺应性变化和肺内分流等特征。在几个队列中，作为 ARDS 死亡风险的指标，OI 已被证明优于 PaO2/FiO2比率。OI 还可以很好地区分可能或不可能提供益处的疗法，它经常被用作 ARDS 临床试验的主要或次要终点。OSI（FiO2× 平均气道压力/SPO2）×100——首次在儿科人群中描述，是 OI 的无创替代指标。OSI 的初始推导显示对使用 AECC 标准定义儿童急性肺损伤和 ARDS 具有合理的敏感性和特异性，并且在儿科人群中已经描述 OI 和 OSI 之间的强线性关系。1OI 或 OSI 阈值被用作有创机械通气儿科患者 ARDS 的低氧血症标准，部分原因是平均气道压力解释基线呼吸机治疗（包括 PEEP 策略）的差异。OI 和 OSI 均未作为成人 ARDS 的诊断标准或风险分层工具纳入官方指南，但已在多个环境中研究了其预后有效性。无创 OSI 可能比基于动脉血气的 OI 具有更高的预后有效性。在一项对 329 名 ARDS 患者进行的回顾性观察研究中，OSI 和 OI 彼此密切相关（P=0.862，P<0.001），但在调整年龄、性别、和疾病严重程度（OSI 每增加 1 点的校正 OR 1.228, 95% CI 1.056-1.429, P=0.008），而 OI 不是。研究表明，OSI 既是 OI 的良好替代指标，也可能对呼吸衰竭的严重程度更敏感，因为它是根据持续可用的 SPO2计算得出的。其他研究也产生了类似的结果。在台湾回顾性研究的 100 名患者中，OSI 为 12 或更高的患者死亡率显著增加（OR 5.22, 1.31-20.76）。相应的 16 或更高的阈值 OI 也增加了死亡率的几率，但效果较小且不符合统计学意义 (OR 2.92, 0.98-8.68)。75另一项对 127 名低氧性呼吸衰竭患者的回顾性研究确定了线性方程，用于从 OSI 中估算 OI = (0.6075 × OSI) + 3.45。作者还研究了对 ARDS 严重性阈值的歧视。OSI对小于100 mm Hg (AUROC 0.922) 的 PaO2/FiO2和小于 200 mmHg (AUROC 0.869) 的 PaO2/FiO2 具有出色的辨别力，对PaO2/FiO2小于 300 mmHg (AUROC 0.787)。与儿童 ARDS相比，成人 ARDS 的 OSI 在诊断和风险分层以及使用非线性方程估算 PaO2方面的研究仍然相对不足从 OSI 计算尚未经过测试。需要进一步研究其在成人中的诊断和预后有效性。

ROX 指数：非通气患者的风险分层

最近有人提议扩大 ARDS 的定义包括使用 HFNO 的患者。然而，目前 HFNO 患者在进行无创或有创机械通气之前不符合 ARDS 标准。识别从 HFNO 进展为机械通气的高风险患者的一种工具是 ROX 指数，其计算方法为 SPO2/FiO2比率除以呼吸频率。在首次描述 HFNO 的前瞻性肺炎患者队列中，超过4.88 的 ROX 指数被证明对 HFNO（避免插管）的成功具有良好的辨别力，而 ROX 指数为小于3.85 高度预测失败。在随后的验证队列中，最终需要插管的患者在 2 小时、6 小时、12 小时、18 小时和 24 小时的 ROX 指数显著低于成功使用HFNO 治疗的患者。77 ROX 指数超过 4.88 用于预测 HFNO 成功治疗的 AUROC 在前瞻性验证队列和用作第二个外部验证队列的 FLORALI 队列中相似。尽管 SPO2/FiO2比率在大多数时间点（包括在开始 HFNO 治疗之前）也表现良好，但 ROX 指数在预测 HFNO 成功使用方面的表现通常也优于其单个成分。阈值 ROX 值超过 4.88 对预测 HFNO 在免疫功能低下患者中的成功率具有较差的辨别力，表明 ROX 指数对风险分层的表现可能因临床人群而异。ROX 指数已在 COVID-19 大流行期间用于风险分层，并避免延迟插管和可能的相关不良后果。因为使用 HFNO 治疗更多原本符合 ARDS 条件的患者。2020 年 3 月至 2020 年 8 月的一项西班牙观察性研究发现，基线 ROX 指数和非肺 SOFA 评分是预测从 HFNO 进展到有创机械通气的最重要变量。83其他研究支持 ROX 指数在 COVID-19 中的重要性，尽管一些研究确定了不同的 ROX 指数截止值对于成功使用 HFNO具有最佳敏感性和特异性，来自先前对重症肺炎的研究。ROX 指数还可以预测清醒俯卧位和无创机械通气治疗 COVID-19 肺炎的成功。预测成功使用无创呼吸支持的准确 ROX 指数值的差异可能与不同的测量时间、大流行期间不同的临床医生插管阈值、患者 PEEP 对无创机械通气的影响以及差异有关在治疗 HFNO 患者的环境中（ICU、病房或急诊科），以及患者群体之间的人口统计学和合并症差异。然而，每项研究都证实，ROX 指数成为一种有用的工具，用于识别最有可能使用 HFNO 成功支持的患者。

局限性

脉搏血氧仪工具的局限性来自用于得出基于血氧仪的指数的设置和方法，以及可能局限性脉搏血氧仪本身准确性的环境。由于氧合血红蛋白解离曲线的形状，在 SPO2值为 97% 或更低时，SPO2与 PaO2的相关性最高。因此，SPO2 / FiO2比率和其他血氧指标在饱和水平等于或低于97% 时更准确。高海拔地区的低气压也会影响 PaO2和 SPO2之间的关系。PaO2/FiO2线性插补的初步推导和验证SPO2/FiO2比率的比率排除了 SPO2值超过 97% 和海拔超过 1000 m 的患者。在高海拔地区使用线性、对数线性或非线性公式估算PaO2/FiO2比率在其原始推导和验证队列之外的有效性已在至少一项研究中得到证实， 但应用线性估算从 SPO2/FiO2比率到这些人群的 PaO2/FiO2比率可能需要进一步验证。PaO2/FiO的对数线性插补SPO2/FiO2比率的比率包括有和没有低氧性呼吸衰竭的患者，其中 SPO2值高达 98% 和 PaO2/FiO2比率超过 300 mm Hg 包括在推导人群中。还包括在高海拔地区被诊断患有 ARDS 的患者。虽然增强对数线性插补的普遍性，但 SPO2/FiO2和 PaO2/FiO2比率之间的相关性在整个人群中不如仅限于 ARDS 患者时那么强。PaO2的非线性插补在回顾性 ARDS 队列和机械通气重症患者前瞻性队列中，包括任何 SPO2值，但 SPO2值低于 97%的患者的准确性更好；估算值根据当地气压进行调整。尚未在 SPO2值高于 97% 时研究 OSI。PEEP也略微修改 SPO2/FiO2和 PaO2/FiO2之间的关系线性和对数线性插补中的比率，但作者在这两种情况下都得出结论，这不太可能对准确性产生重大影响。PEEP与使用从SPO2估算 PaO2的非线性估算方法估算的 PaO2/FiO2之间没有关系。总之，这些研究表明，SPO2/FiO2比率和 OSI 的使用应局限性在 SPO2水平为 97% 或更低（如果可能），并且在 PaO2的估算中包含 PEEP/FiO2比例不是必须的。

测量误差的来源

脉搏血氧指数的准确性还取决于脉搏血氧仪的测量误差。碳氧血红蛋白、高铁血红蛋白、糖血红蛋白、镰状细胞病、灌注状态不佳、酸血症、指甲油和运动伪影都会影响脉搏血氧饱和度的准确性。在重症患者中，酸血症和灌注状态不佳是最相关的因素。接受血管加压药影响 PaO2/FiO2和 SPO2/FiO2比率之间关系的准确性，在从 SPO2的PaO2非线性插补的回顾性推导中，但没有前瞻性地观察到效果。一些针对重症患者的研究发现，酸血症会降低根据 SPO2估计 SaO 2的准确性，而其他研究则没有发现任何影响。但是，由于需要血气数据，插补研究一般没有研究酸碱状态的影响。脉搏血氧仪也更有高估皮肤色素沉着较深的人的饱和度，尤其是在饱和度较低的情况下。皮肤色素沉着对SPO2/FiO2关系的影响和 PaO2/FiO2比率在从 SPO2对 PaO2的非线性估算的前瞻性验证中进行了专门研究，发现没有效果，但其他研究尚未研究皮肤色素沉着是否会改变这种关系。黑人患者的 ARDS 死亡风险高于白人患者。尽管基于深色皮肤患者脉搏血氧饱和度读数不准确对 ARDS 严重程度进行错误分类可能会导致这种观察到的差异，但鉴于非-线性插补。如果 ARDS 的定义扩大到包括接受 HFNO 的患者或其他使用开放式氧气输送系统治疗的患者， SPO2/FiO2和 PaO2/FiO2比率之间的关系将需要在这些患者组中进一步验证，因为准确测量设备输送的 FiO2带领挑战。

实施的挑战

广泛采用脉搏血氧指数还面临其他挑战。如果采用 SPO2/FiO2比值作为 ARDS 低氧血症的诊断标准，插补公式是否适用于所有情况？如果是这样，应该使用哪个公式？一些干预措施是基于 ARDS 中低氧血症的严重程度，例如对 PaO2/FiO2比值小于 150 mm Hg的患者进行俯卧位，并将这些干预措施针对 SPO2/FiO2比值尚未得到证实。正式学习。对于危重患者是否应该采用保守的氧疗方法（目标 SPO2大约 90-96%）或宽松的方法（目标 SPO2>96%）。如果自由氧策略被证明是有益的并被广泛采用，那么可以可靠地估算 PaO2/FiO2比率的测量次数可能会减少。对美国两个大型 ICU 患者数据库的回顾性分析表明，SPO2读数始终在 94% 和 98% 之间的患者死亡率最低，这表明在饱和值下计算 SPO2/FiO2比率和其他指标当 SPO2低于或等于 97% 时是安全的也在94%以上。整个 ARDS 研究领域目前面临的一个挑战是这种临床定义综合征的异质性，这一直是确定有效治疗方法和可治疗表型的障碍。尽管使用脉搏血氧饱和度指数可以通过增加识别为 ARDS 的患者数量来增加这种异质性，但也有机会识别处于其综合征早期阶段的患者并识别 ARDS 的其他表型。重要的是要注意，脉搏血氧仪可能引入的 ARDS 诊断或严重程度的错误分类可能会通过降低检测效果的统计能力来影响临床试验的进行。然而，在其他方面，通过使用脉搏血氧测定法进行筛查和诊断来增加和更早地识别 ARDS可能有利于临床试验的进行。例如，使用 SPO2/FiO2比率来增加对ARDS 的识别可能更准确地反映背景 ARDS 发病率，增加筛查纳入的患者数量，增加在资源有限环境中的研究机会，并更好地将研究人群与临床实践。在特别关注错误分类的个别病例中——例如，SPO2/FiO2的患者比率接近阈值，或者如果严重程度被错误分类，治疗干预可能有害——诊断或严重程度分类可以根据需要和可用的血气测量来确认，前提是满足 ARDS 的所有其他诊断标准. 许多临床试验已经成功地使用脉搏血氧饱和度测量，例如 SPO2 /FiO2比率进行筛查和诊断或作为结果。表2 ，SPO2/FiO2比率如何用于筛查 ARDS 患者并将其纳入临床试验的说明见图3 。最后，虽然脉搏血氧仪是在资源可变的环境中扩展 ARDS 和其他危重疾病的及时诊断、治疗和研究的极好工具，但大多数脉搏血氧仪指标主要是在北美和欧洲人群或在环境中研究的机械通气和 HFNO 等资源很容易获得的地方。脉搏血氧指数需要在不同的全球环境中进一步研究才能真正普遍适用。

ARDS 脉搏血氧仪的未来

脉搏血氧饱和度指数在 ARDS 研究和临床实践的未来发挥着重要作用。脉搏血氧仪被广泛使用、持续可用、易于解释，并且需要最少的设备或专业知识。SPO2/FiO2比率已在 ARDS 中得到很好的表征。尽管其在某些环境中的实施可能需要进一步研究，但 SPO2/FiO2比率不仅在儿科和资源有限的环境中被采用，而且在一些资源丰富的地区也被用于成人的临床治疗。SPO2/FiO2在一些临床试验和观察性研究中，比率已被用作纳入标准和终点，支持其作为未来研究工具的有效性。OSI 在成人中的研究较少，但有望作为非侵入性表征急性低氧性呼吸衰竭严重程度的重要指标。ROX 指数可用于对未进行机械通气且在 COVID-19 大流行期间越来越多地实施的低氧性呼吸衰竭患者风险分层。我们建议采用 SPO2/FiO2比率作为成人 ARDS 低氧血症标准的 PaO2/FiO2比率的正式诊断替代方案。然而，在某些情况下，例如当 SPO2/FiO2比值接近严重程度阈值时，脉搏血氧仪的准确性存在疑问，或 SPO2/FiO2比值和临床表现似乎不一致时，确认动脉可能需要进行血气分析。为了准确诊断和风险分层，SPO2/FiO2比值应在 SPO2时计算为 97% 或更少；需要围绕问题进行一致的信息传递和教育。PaO2/FiO2比率的非线性插补公式比线性或对数线性插补能正确分类更多的患者，尤其是当低氧血症严重但需要相当复杂的计算时。但是，有临床决策工具可以简化该方程在床边的应用（表3）。该公式的局限性是它涉及 PaO2而非 PaO2/FiO2比率的直接估算，因此，没有唯一的 SPO2/FiO2比率始终满足使用非线性的 ARDS 低氧血症标准。准确分类的重要性必须与简单线性公式的便利性在个体患者水平和 ARDS 定义的任何变化之间进行权衡。有几个领域需要进一步研究，包括研究HFNO 治疗患者的 PaO2/FiO2比值和SPO2/ FiO2比值之间的关系、成人 ARDS 中 OSI 的进一步研究以及皮肤色素沉着是否存在的额外前瞻性研究、海拔或血管加压药的使用会改变 PaO2/FiO2和 SPO2/FiO2比率之间的关系。如果 SPO2/FiO2比率被用作 ARDS 低氧血症的官方诊断标准，因此需要对这种变化对 ARDS 患者的流行病学、严重程度分类和结果的影响进行前瞻性研究。总之，随着 ARDS 的定义、研究和治疗在 21 世纪向前发展，脉搏血氧仪是必不可少的工具。

---Lancet Respir Med. 2022 Nov;10(11):1086-1098. doi: 10.1016/S2213-2600(22)00058-3. Epub 2022 Aug 29.