Калькулятор индекса оксигенации № 1
PaO 2
– парциальное напряжение кислорода; FiO 2
– концентрация кислорода на вдохе
Интерпретация индекса оксигенации в анестезиологии
(респираторный индекс)
является качественным признаком для определения степени острой дыхательной недостаточности.
В норме индекс оксигенации равен примерно 500
( PaO 2
: FiO 2
= 100 mmHg/0,21 = 476).
Известно, что снижение индекса оксигенации (PaO 2
/ FiO 2
)
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
(РаО 2
/ FiО 2
) < 300 — ОПЛ
;
индекс оксигенации
(РаО 2
/ FiО 2
) < 200 — ОРДС.
Однако, индекс
оксигенации является достаточно уязвимым признаком ОРДС,
динамика изменений которого зависит от многих легочных и внелегочных причин. Для определения степени тяжести ОДН ( в том числе и при COVID-19
) диагностики ОРДС необходимо учитывать как причины развития и формы острого повреждения легких, так и характер проводимой интенсивной терапии.
Существует и другая формула индекса оксигенации, где для расчета используется не только соотношение PaO 2
/FiO 2
, но и среднее давление в дыхательных путях.
Калькулятор индекса оксигенации № 2
ФОРМУЛА
OI = (FiO 2
x Pmean) / PaO 2
OI
– Oxygenation Index, индекс оксигенации
FiO 2
– концентрация кислорода во вдыхаемой смеси
Pmean
– среднее давление в дыхательных путях
PaO 2
– парциальное давление кислорода в артериальной крови
- индекс оксигенации 0–25
вариант нормы - индекс оксигенации 25–40
летальный исход более 40% - индекс оксигенации > 40
экстракорпоральная мембранная оксигенация
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;23:1638-52. Review. P MID: 7587228
2. Ortiz RM, Cilley RE, Bartlett RH. Extracorporeal membrane oxygenation in pediatric respiratory failure. Pediatr Clin North Am. 1987 Feb;34
: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
, 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
: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
: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
: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
FiO 2
(Fraction of Inspired Oxygen) — фракция кислорода во вдыхаемой газовой смеси.
Как известно, природный воздух содержит 21% кислорода, 78% азота и 1% других газов, таких как аргон, углекислый газ, неон, гелий, метан, водород и ксенон. Таким образом, показатель FiO 2
воздуха равен 0,21. За пределами отделений анестезиологии-реанимации FiO 2
исторически не привлекал особого внимания. Но пандемия Covid-19
изменила нашу жизнь.
У пациентов в критическом состоянии FiO 2
используется для оценки способности легких к газообмену с применением соотношения PaO 2
/FiO 2
( индекс оксигенации
). При этом степень острого респираторного дистресс-синдрома классифицируется как легкая (PaO 2
/FiO 2
от 201 до 300 мм рт. ст.), средняя (PaO 2
/FiO 2
от 101 до 200 мм рт. ст.) и тяжелая (<100 мм рт. ст.), подробнее здесь
Было много споров относительно использования высокого FiO 2
во время наркоза
. Ранее предполагалось, что кислород в периоперационном периоде снизит риск инфекций в области хирургического вмешательства, частоту ателектазов и инфаркта миокарда, а также госпитализации в ОИТ. Всемирная организация здравоохранения, помимо нескольких метаанализов, не показала положительного эффекта при периоперационной гипероксии. По мнению проф. Лихванцева В. В., во время низкопоточной анестезии ингаляционными анестетиками FiO 2
должно быть 60%.
Чтобы понять FiO 2
, важно разбираться в нескольких терминах:
- SpO 2
– сатурация - гипоксемия
– снижение парциального давления кислорода в крови - PaO 2
– парциальное давление кислорода в артериальной крови, измеренное по образцу газов артериальной крови - PAO 2
–парциальное давление кислорода в альвеолах
Понимание доставки кислорода
и интерпретация значений FiO 2
абсолютно необходимы для правильного лечения пациентов с гипоксемией. Доказано, что гипоксемия, особенно у тяжелобольных, увеличивает смертность от всех причин. Когда доставка и потребление кислорода не соответствуют друг другу, происходит повреждение клеток и смерть.
FiO2 влияет на корреляцию между SpO2 и PaO2
Для понимания важности FiO 2
следует рассмотреть зависимость SpO 2
от PaO 2
.
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%, PaO 2
падает очень быстро и доставка O 2
к тканям снижается, что приводит к необратимому повреждению мозга и остановке сердца.
Насыщение O 2
зависит от PaO 2,
температуры, pH и PaCO 2
(парциальное давление углекислого газа в артериальной крови). При увеличении PaO 2
более 90 мм рт. ст., кривая становится почти пологой, и наблюдается небольшой рост SpO 2,
несмотря на большой рост PaO 2
. Плоская верхняя часть
действует как буфер в том смысле, что PaO 2
может упасть примерно до 60 мм рт.ст., но при этом насыщение крови кислородом остается умеренным (SpO 2
90%). Крутая нижняя часть
также имеет большое преимущество в том, что, если тканям требуется больше O 2
, значительное количество O 2
может быть удалено из гемоглобина без значительных падений PaO 2
. Например, Hb все еще будет насыщен на 50%, хотя PaO 2
упало до 26,6 мм рт.ст.
Для первых 10% снижения SpO 2
со 100% до 90% парциальное давление кислорода уменьшается на 4 мм рт.ст. на каждый процент сатурации, таким образом PaO 2
снижается со 100 до 60 мм рт.ст. Для следующих 10% снижения SpO 2
с 90% до 80% PaO 2
снижается на 1,5 мм рт. ст. на каждый процент снижения SpO 2
, что приводит к падению PaO 2
с 60 до 45 мм рт. И, наконец, если уровень SpO 2
ниже 80%
, разделите его на два, что составляет половину значения SpO 2
, и получите необходимый уровень PaO 2
.
Скорость потока кислорода и FiO 2
Существует приблизительная корреляция между скоростью потока кислорода и FiO 2
, в зависимости от способа подачи (назальная канюля, назофарингеальный катетер, лицевая маска или лицевая маска с резервуаром).
Назальная канюля, настроенная на скорость потока 1 л/мин, может увеличить FiO 2
до 24%, 2 л/мин до 28%, 3 л/мин до 32%, 4 л/мин до 36%, 5 л/мин до 40% и 6 л/мин до 44%.
Назофарингеальный катетер, настроенный на скорость потока 4 л/мин, может увеличить FiO 2
до 40%, 5 л/мин до 50%, 6л/мин до 60%.
Лицевая маска, настроенная на скорость потока 5 л/мин, может увеличить FiO 2
до 40%, 6 л/мин до 50%, 7 л/мин до 60%.
Лицевая маска с резервуаром, настроенная на скорость потока 6 л/мин, может увеличить FiO 2
до 60%, 7 л/мин до 70%, 8 л/мин до 80%, 9 л/мин до 90%, 10л/мин до 95%.
- Arun Madan. Correlation between the levels of SpO 2
and PaO 2
. Lung India. 2017; 34 : 307–308. [ PubMed
] - Leitch AG. Functions of the lung. In: Seaton A, Seaton D, Leitch AG, editors. Crofton & Douglas’s Respiratory Diseases.
5th ed. Vol. 1. Oxford: Blackwell Science; 2000. pp. 26–62. Ch. 2. - West JB. Respiratory Physiology-The Essentials.
9th ed. Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins; 2012. Gas transport by the blood; pp. 77–94. Ch. 6. - Wagner PD, Powell FL, West JB. Ventilation, blood flow and gas exchange. In: Mason RJ, Broaddus VC, Martin TR, King TE Jr, Schraufnagel DE, Murray JF, et al., editors. Textbook of Respiratory Medicine.
5th ed. Vol. 1. Saunders Elsevier: Philadelphia; 2010. pp. 53–88. Ch. 4. - Stepfany Fuentes, Yuvraj S. Chowdhury. Fraction of Inspired Oxygen. [ PubMed
]
From Wikipedia, the free encyclopedia
Often used in medicine
, the F I
O 2
is used to represent the percentage of oxygen participating in gas-exchange. If the barometric pressure changes, the F I
O 2
may remain constant while the partial pressure
of oxygen changes with the change in barometric pressure.
- Abbreviated alveolar air equation
-
P A
O 2
, P E
O 2
, and P I
O 2
are the partial pressures of oxygen in alveolar, expired, and inspired gas, respectively, and VD/Vt is the ratio of physiologic dead space over tidal volume.
A P a
O 2
/ F I
O 2
ratio less than or equal to 250 mmHg is one of the minor criteria for severe community acquired pneumonia
(i.e., possible indication for inpatient treatment).
A P a
O 2
/ F I
O 2
ratio less than or equal to 333 mmHg is one of the variables in the SMART-COP
risk score for intensive respiratory or vasopressor support in community-acquired pneumonia.
- Example calculation
- After drawing an arterial blood gas sample from a patient the P a
O 2
is found to be 100 mmHg. Since the patient is receiving oxygen-saturated air resulting in a F I
O 2
of 50% oxygen his calculated P a
O 2
/ F I
O 2
ratio would be 100 mmHg/0.50 = 200 mmHg.
Уравнение альвеолярного воздуха
- Вагнер, Питер Д. (01.03.2021). «Я за Интернет (и другие вещи), а не за вдохновенную концентрацию O 2»
. Американский журнал физиологии. Клеточная и молекулярная физиология легких
. 320: L467. дои
: ISSN
1040-0605
. ПМИД
33750222
.
- Биттерман Х (2009). «Независимый обзор: кислород как лекарство»
. Критическая помощь
. 13: 205. дои
: ЧВК
ПМИД
19291278
.
- Алларде-Сервент Дж., Форель Дж.М., Рох А., Гервилли С., Чиш Л., Кастанье М. и др. (2009). «Определение FIO2 и острого респираторного дистресс-синдрома при защитной вентиляции легких». Критотерапия
. 37: 202–7, е4–6. дои
: 10.1097/CCM.0b013e31819261db
. ПМИД
19050631
.
- «Оценка APACHE II»
. mdcalc.com
. М DРасч . Проверено в 2017 г.
.
- Той П., Поповский М.А., Абрахам Е., Амбрузо Д.Р., Холнесс Л.Г., Копко П.М. и др. (2005). «Острое повреждение легких, связанное с переливанием крови: определение и обзор»
. Средства интенсивной терапии
. 33
: 721–6. дои
: 10.1097/01.ccm.0000159849.94750.51
. ПМИД
15818095
.
- Титц Н.В. (Ред): Клиническое руководство по лабораторным тестам, 3-е изд. У. Б. Сондерс, Филадельфия, Пенсильвания, 1995 г.
- Мейсон, Р. Мюррей и Учебник респираторной медицины Наделя, 5-е изд. Филадельфия, Пенсильвания, 2010 г.
- FiO2 с помощью устройства доставки
В архиве
20 сентября 2015 г. в Wayback Machine
— Показывает FiO 2
обычными системами подачи кислорода.
Респираторная
терапия включает в себя комплекс
мероприятий, направленных на восстановление
вентиляционной и газообменной функции
воздух. Ее важнейшие составные элементы
— обеспечение свободного проходимости
верхних путей, кислородная и
лекарственная терапия, ингаляции,
респираторная поддержка при несостоятельности
спонтанном дыхании больного.
В этом главе
научные методы оксигенотерапии,
применение бронходилататоров,
кортикостероиды и другие лекарства
средства, а также общие положения и
правила, принятые международным сообществом, принимаются при
дождаться ОДН.
Оксигенотерапия
Оксигенотерапия
показала всем больным при остро
возникновения артериальной гипоксемии.
Относительно безопасный уровень PaO 2
— 60 мм рт.ст., согласно данным случаям
не происходит существенных изменений
СаО 2
.
При этом SaO 2
падать
до 90 % (норма 95—98 %), а
СаО 2
до 18 мл/100 мл (норма 20 мл/100 мл). даже
небольшое повышение уровня FiO 2
от 0,21 до 0,24 ведет к восстановлению
нормального уровня кислорода в крови.
При более выраженной гипоксемии и PaO 2
становится ниже 50 мм рт.ст., то кривая
диссоциации оксигемоглобина резко
падает, и это ведет к значительному
снижение SaO 2
.
Так,
если ПаО 2
уменьшиться с 60 до 40 мм рт.ст., до SaO 2
вывод до 75 % и становится равным
по этому показателю насыщенности ве-
нозной
крови. Содержание кислорода в крови
это снижается до 15 мл/100 мл. Поэтому
уровень ПаО 2
50
мм рт.ст. и ниже следует рассмотреть
как крайний, при котором произошло
к кислородотерапии можно определить
как экстренные. Даже небольшое повышение
ПаО 2
,
достигается с помощью оксигенотерапии,
на этом уровне PaO 2
будет оказываться значительному
рост показателей SaO 2
и содержание кислорода в артериальной
крови.
Токсичность
кислород.
Во
все случаи при кислородной терапии
требуется определенная осторожность.
Токсичность подтверждена
данные экспериментальных исследований
и различных заключений. Дыхание чистое
кислород у экспериментальных животных
в течение 3—5 дней может привести к их
конечно. Имеются указания на то, что
высокое здоровье может
быть причиной РДСВ. Не установлено,
какие именно концентрации кислорода
могут дать токсический эффект.
Безопасная
FiO 2
равна 0,21, т.е. соответствует концентрации
кислорода в атмосферном воздухе. Следует
полагать, что FiO 2
0,40, используемая длительное время, также
безопасна, a
FiO 2
0,50, возможно, нетоксична, но ее назначение
должно быть строго аргументировано.
При этом необходимо учитывать и возрастные
факторы, поскольку с возрастом нормальные
уровни PaO 2
и SaO 2
снижаются. Любого больного, получа-
Методы
оксигенотерапии.
Кисло-родотерапию
проводят с помощью носовых катетеров
и масок, создающих определенные
концентрации кислорода во вдыхаемом
воздухе (смеси).
Носовые
катетеры.
При
использовании носовых канюль или
катетеров поток кислорода от 1 до 6 л/мин
создает во вдыхаемом воздухе его
концентрацию, равную 24— 44 %. Более высокие
значения FiO 2
достигаются
при нормальной ми-
нутной
вентиляции легких (5—6 л/мин). Если
минутная вентиляция превышает поток
кислорода, то избыток последнего будет
сбрасываться в атмосферу, a
FiO 2
окажется сниженной. Введение носовых
катетеров обычно хорошо переносится
больными. Катетеры не следует применять
при высокой частоте дыхания и
гиповентиляции.
Носовые
и лицевые маски.
Маски
снабжены клапанами, с помощью которых
выдыхаемый воздух выводится в окружающую
среду. Более удобны для пациента носовые
маски. Они имеют меньшее МП и позволяют
пациенту принимать пищу. Преимуществом
лицевых масок является их способность
лучше предупреждать непреднамеренную
утечку потока кислорода через рот, что
часто наблюдается у больных. Маски могут
использоваться даже в тех случаях, когда
словесный контакт с пациентом ограничен.
При ОДН
эффективны оба типа масок, однако в
острых ситуациях предпочтительнее
лицевые. Они могут применяться при более
выраженных нарушениях сознания.
Стандартные лицевые маски позволяют
подавать кислород до 15 л/мин и соответственно
обеспечивать более высокую FiO 2
(50—60 %). У больных с высокой минутной
вентиляцией легких применение масок,
как и катетеров, ограничено.
Так называемая
вентимаска при потоке кислорода 4—8
л/мин обеспечивает точные его концентрации
во вдыхаемом воздухе: 0,24; 0,28; 0,35; 0,40.
Воздух подсасывается через боковые
трубки по принципу инжекции. В этих
масках поддерживаются все указанные
вдыхаемые фракции кислорода, и больной
не испытывает неприятных ощущений.
При
использовании более высоких FiO 2
применяют маски для дыхания по
полуоткрытому контуру. Такие маски
позволяют сделать FiO 2
более
0,5 и даже до 1,0, но это не
всегда
удается, поскольку воздух при потоке
кислорода со скоростью 12—15 л/мин
подсасывается под маску во время вдоха.
Если требуется длительная кислородотерапия
с высокой FiO 2
,
следует проводить интубацию трахеи. С
помощью специального Т-образного
переходника можно осуществить более
точную дозировку FiO 2
— от 0,21 до 1,0.
Более высокие
концентрации кислорода (> 60 %) во
вдыхаемом воздухе создаются при
использовании специальных масок с
частично возвратной и невозвратной
масочной системой. Эти маски снабжены
мешком-резервуаром. Поток 100 % кислорода
обеспечивает постоянное раздувание
этих мешков.
В
маске с частично возвратной системой
имеются клапаны, через которые выдыхаемый
воздух свободно сбрасывается в атмосферу,
однако часть этого воздуха попадает в
резервуар и при вдохе возможно повторное
вдыхание CO 2
.
В маске с невозвратной системой имеется
клапан, предохраняющий мешок-резервуар
от попадания в него выдыхаемого воздуха.
Для
оценки правильности кисло-родотерапии
необходимо исследовать все интегральные
параметры кислородно-транспортной
системы: MOC
и СИ, KEK,
содержание кислорода в артериальной и
смешанной венозной крови, потребление
кислорода.
Основные правила
кислородотерапии:
• если
PaO 2
= 60 мм рт.ст. при FiO 2
равной
0,5, не следует увеличивать FiO 2
более этой величины. Если выбранный
метод кислоро-дотерапии неэффективен,
то показана ИВЛ, в том числе в режиме
ПДКВ или постоянного положительного
давления в дыхательных путях.
В случае нормальной альвеолярной вентиляции:
/FiO- острое повреждение легких
/FiO- тяжелое повреждение легких (острый респираторный дистресс-синдром)
Вентиляционно-перфузионное соотношение (V/Q) в норме
Почти каждая функционирующая () окружена функционирующим ()
Снижение вентиляционно- перфузионного соотношения
Преобладание перфузии: плохо вентилируемые альвеолы окружены нормально перфузируемым капилляром. Возникает крови справа налево
(V/Q < 0.8)
Возрастание А-а(РО) и снижение А/а (РО)
Нарушение диффузии кислорода через
альвеолярно-капиллярную мембрану –
свидетельствует о шунтировании крови
2 2
Повышение вентиляционно- перфузионного соотношения
Преобладание вентиляции: нормально вентилируемые альвеолы окружены плохо перфузируемым капилляром. Возникает физиологическое мертвое пространство
(V/Q > 0.8)
Обогащение венозной крови кислородом
Увеличивается содержание растворенного кислорода в плазме крови
Связывание гемоглобина эритроцитов с кислородом (насыщение)
СаО= растворенный О+ связанный с гемоглобином О
Количество растворенного кислорода
Растворимость кислорода составляет 0,03 мл/ мм рт. ст.
Количество растворенного O= 0,03 х РаО
Растворенный O2 = 0,03 х 90 = 2,7 мл/л крови
Соседние файлы в папке лекции
При
кислородотерапии очень важно точно
управлять значениями FiO 2
.
Чтобы доставлять дыхательную смесь
с постоянной FiO 2
,
следует применять специальные
системы, которые могут обеспечивать
поток, равный или превышающий максимальный
дыхательный поток больного (30-50
л/мин). Если у больного установлена
эндотрахеальная или трахеостомиче-ская
трубка, то аппараты ИВЛ позволяют точно
дозировать FiO 2
в диапазоне от 21% до 100%. Если искусственных
дыхательных путей нет, то FiO 2
регулируется менее точно. Увлажнение
дыхательной смеси обсуждается в главе
4.
При
ингаляции кислорода через носовые
канюли FiO 2
зависит от потока кислорода, объема
носоглотки и развиваемого больным
инспираторного потока (который, в свою
очередь, определяется дыхательным
объемом и частотой дыхания). Кислород
через носовые канюли поступает в
носоглотку между вдохами, а на вдохе
поступает из носоглотки в трахею. Если
сообщение между носо- и ротоглоткой не
нарушено, то дыхание через рот не
оказывает существенного влияния на
FiO 2
.
У
взрослых каждый литр кислорода,
подаваемый через носовые канюли,
увеличивает
FiO
2
приблизительно на 3-4%.
Как
правило, FiO 2
смеси, подаваемой через носовые канюли,
не может превысить 40-50%. Ингаляция
высокого потока кислорода (4-6 л/мин)
в течение длительного времени высушивает
слизистую носа и приводит к образованию
корочек в нем, что вызывает выраженный
дискомфорт.
ТАБЛИЦА
50-1.
Причины
тканевой гипоксии
А.
Маски Вентури:
Конструкция
этих масок основана на принципе
Бернулли: струя кислорода, проходящая
через узкое отверстие в маске, создает
разрежение, благодаря которому через
боковые отверстия, расположенные
под прямым углом к оси потока кислорода,
в маску подсасывается воздух. Изменяя
поток кислорода и размер боковых
отверстий (через которые поступает
воздух), можно регулировать FiO 2
с точностью до 1 -2%. Характер дыхания
больного не оказывает существенного
влияния на FiO 2
.
Маски Вентури позволяют обеспечить
FiO 2
24%, 28%, 35%, 40% и 50%.
Б.
Открытые маски:
Простые
открытые лицевые маски позволяют
обеспечить FiO 2
до 50-60%. Чтобы предотвратить рециркуляцию
выдыхаемого CO 2
,
поток кислорода должен быть не менее
6 л/мин. Основной недостаток этих масок
— невозможность точной регулировки
FiO 2
,
а также значительные колебания FiO 2
.
В.
Нереверсивные маски:
При
условии плотного прилегания к лицу
эти маски обеспечивают FiO 2
почти
100%. К маске подсоединен резервуарный
мешок, объем которого должен соответствовать
создаваемому больным инспираторному
потоку. Направляющие клапаны, расположенные
по периферии маски и между маской и
резервуарным мешком, препятствуют
поступлению окружающего воздуха в
маску, а выдыхаемой смеси — в резервуарный
мешок. Поток кислорода, поступающий в
резервуарный мешок, должен быть
достаточно велик, с тем чтобы последний
полностью не спадался во время вдоха.
Г.
Маски с частичной рециркуляцией
дыхательной смеси:
Маски
этого типа отличаются от реверсивных
отсутствием направляющего клапана
между маской и резервуарным мешком.
Обеспечивают FiO 2
до 80%.
Под гипербарической
оксигенацией понимают кислородотерапию
под давлением, превышающим атмосферное
(т. е. выше 760 мм рт. ст.). В одноместную
барокамеру под давлением подается
100%-ный кислород. В многоместной
барокамере, где с больными находится
медицинский персонал, для повышения
давления используют воздух, а больные
дышат 100%-ным кислородом через маску
или эндот-рахеальную трубку. Наиболее
распространенные показания к
гипербарической оксигенации: кессонная
болезнь, воздушная эмболия, газовая
гангрена, отравление угарным газом,
некоторые осложненные раны.