今天的题目呢,是说在机械通气期间,尤其是对于低氧血症的病人,我们氧合的指标或者目标应该是什么样的。这是大家关注的重点,其实蛮好玩的。我们在说氧合是什么样的话,其实是在说一个生命体征,我们都知道我们的病人其实有好多的生命体征都是异常的,要不然他也不会进 ICU 了。但是对于这些生命体征,我们知道有一些是我们一定要纠正的,有一些是病人的代偿反应,到底哪些是一定要去纠正,哪些是你其实是可以容忍的,我相信大家自己平时都是有自己的判断。
我们就拿低氧血症来说,低氧呢我自己的理解,有一些低氧的水平或者低氧的程度是我们一定要去纠正的,比如说氧分压 20mmHg,那肯定要紧急吸氧,这是危及生命的水平,你肯定要想尽办法把他的氧分压提高,把他的氧饱和度提高。但是从另外一方面,是不是所有的轻度异常的氧合,你也要去纠正的?我自己的理解可能不是。如果这人氧分压 50mmHg,但他所有的组织灌注都是好的,其实你纠正他的低氧的欲望没那么强烈,病人的受益也不那么多。而反过来,如果他氧分压 50mmHg,但是病人这时候的确出现了组织灌注的问题,这时候恐怕咱们大家也希望去把这个低氧血症进行积极的纠正,可能是这样的。
所以我回过头来说,我们到底对于这些 ARDS 的病人也好,或者急性呼吸衰竭的病人也好,我们维持一个看似正常的氧合,或者是这些生理指标到底有什么好处?有研究提到小潮气量通气能够改善病人的病死率,但是很有意思的是,我们去比较小潮气量通气 6ml 每公斤体重和 12ml 每公斤体重,我们会发现生理指标谁更好?会发现是大潮气量的生理指标更好,氧合更好,pH 值更接近正常,但是毫无疑问,这组病人死亡率更高。
那当然我们今天说到为什么这组病人死亡率更高,是因为有足够多的研究数据说明,和那些所谓的传统的机械通气 —— 其实也很难叫传统,是更早的传统方式 —— 相比,保护性通气策略能够明显减轻炎症反应。比如说我们可以看到它的肺泡、支气管灌洗液当中的多形核白细胞或者中性粒细胞是明显的减少,我们还可以看到肺泡灌洗液当中的白介素 - 1β 在保护性通气策略下是明显的减少,TNF-α 无论是血浆当中还是肺泡灌洗液当中,都因为保护性通气策略能够明显的降低这些炎症介质的产生。
好玩的是,德国人 Stupa 做的研究,他在一组病人先后去用保护性通气策略,中间呢使用一个有肺损伤的通气策略,我们就会发现,在这个开关式的研究中,能看到在所谓的大潮气量、低 PEEP,这样可以导致肺损伤的通气策略当中,病人的炎症介质 —— 无论是什么类型,包括促炎和抗炎的 —— 都是明显增加,而这样的一些炎症介质的产生和病人的器官功能损害是明显的相关性,就是炎症介质越多,器官功能损害就越明显,这些也有很多的研究证明。
所以维持一个所谓正常的氧合,或者是更好的氧合,其实如果你的代价是通气策略对病人造成炎症或者机械性的创伤,进而导致不良结果的话,其实是得不偿失的。这个氧解离曲线是我们在上学的时候,老师就反复的教,无论我们上的是医学院还是护理学院,老师说氧解离曲线的这个点是非常重要,因为这个点对应 60mmHg 的氧分压、90% 的氧饱和度,一旦病人的氧分压低于 60mmHg,我们可以看到它就进入到曲线非常陡直的阶段,也就意味着氧分压轻度的下降,他的氧饱和度就会明显的降低,所以这时候动脉血氧含量就会明显的下降。所以老师说 90% 的氧饱和度是一个坎儿,你们大家千万小心,把病人的氧饱和度应该维持在 90% 以上。
但是我虽然是这么学的,但是回过头来会发现老师说的不一定是对的,是这么回事吗?很好玩,我们去看临床试验,横坐标是病人的氧分压,纵坐标是死亡的风险,我们就会发现,尽管氧分压特别低的时候,死亡的概率会增加,但是氧分压特别高的时候,其实死亡的风险也会增加,所以氧分压需要维持在一个适中的水平,到底多低才是有风险的?
我们以前说过,2009 年《新英格兰医学杂志》发表的文章很有意思,我们知道有些人是不带氧气爬珠穆朗玛峰的,研究找了这么几个人,不携带氧气爬珠穆朗玛峰,并且带着血气机上去,最高的时候到了 8400 米,在海拔 8400 米的时候给这些人查血气,有四个人爬到了 8400 米,结果查了血气,动脉氧分压平均值是 24.6mmHg,最低的是 19.1mmHg。如果我说这四个人下来全都多器官功能衰竭、急性肾功能衰竭、ARDS、DIC、感染性休克,然后全死掉了,你信吗?你不信吧,我也不信,这四人啥事没有。
所以蛮有意思的是,这告诉我们,似乎我们平时以为正常人不能够耐受的低氧血症,至少在一部分人身上是可以耐受的。当然有的老师肯定会说,这些人不是一般人,谁能不带氧气爬到 8400 米,珠穆朗玛峰 8848.13 米,能爬到那儿去,他一定是受到了很多的训练,心脏大小都跟普通人不一样,没错,的确这些人是不一样的。
那我们再看 ICU 的病人,澳洲人老爱做临床实验,我觉得他们已经疯了,但是不管怎么样,研究找了癌症行机械通气的病人,会发现把这些人氧饱和度维持在不同的水平,一组是 98% 左右,一组是 94~95% 左右,所以氧分压也不一样,一组是在 100mmHg,一组只有 80mmHg。结果我们看结局很有意思,去看除了呼吸功能衰竭以外,到底有没有其他的新发的器官功能衰竭,两组是不一样的,谁更多呢?是氧合更好的那组更多。然后去看心律失常,两组没差异;去看 28 天病死率,其实 P 值是 0.062,其实没统计学差别,但是从数值上谁更高呢?是氧合更好的那组更高,很好玩。你把他生理指标维持得更好,结果反而它的结局是不好的。
我们再看近年的文章,还是澳洲人做的,前面是做的预实验,这回是正式的研究,结果我们会看到这还是前瞻性研究,但是不管怎么样,两组病人的氧合指标存在明显的差别,研究在组内非常明显的区分开氧分压、氧饱和度和吸入氧浓度,这两组的差异都非常明显。然后结果我们去看他的结局,所有的 P 值小于 0.01 的,全是氧合的差别,所有的氧合相关指标肯定有差别,这两组的氧饱和度、氧分压等指标均值肯定有差别,但是所有其他的预后指标都没差别,说明氧合稍差的这一组好像预后并不那么差。
当然有的老师还会说,好像你说的氧合差的那一组氧分压也是 80mmHg,氧饱和度也是在刚才那个氧解离曲线的 “肩膀” 点以上,也就是 60mmHg 氧分压、90% 氧饱和度以上,的确如此,大家说的是对的。我们再看看那些神经重症的病人,无论是心跳骤停以后、卒中或者有脑创伤的病人,会发现你把他的氧分压提高,病人预后全是不好的,这是荟萃分析的结果,统计学全是有显著差异的,P 值全是小于 0.05。
当然还会有老师说,这是神经重症的病人,的确如此,这也是神经重症的病人的特点。再看儿科的研究,2013 年《JAMA》上的文章研究了 1200 个早产儿,孕周是 23 周到 27+6 周,这些早产儿要求医生无论分在哪个组,氧饱和度的读数都是在 90%±2%,但是研究人员把监护仪做了手脚,一组的读数比实际的读数要高三个百分点,一组是低三个百分点,所以看上去都是 90%±2%,其实是 87%±2% 对 93%±2%,只不过医生不知道孩子实际属于哪一组。
结果我们会看到,两组实际的氧饱和度的差别是非常明显的,但是很有意思的是,我们去看 1 年半的预后,有多少孩子死了,有多少孩子出现了明显的功能损害或者功能障碍,这两组没任何差别。氧饱和度低于 90% 有那么可怕吗?没那么可怕。当然我们知道,近年《新英格兰医学杂志》发表的 BOOST 研究,澳洲和英国的学者做的,说低氧的那一组预后好像要差,的确如此,但是我们再看另外一个也是《JAMA》的研究,2014 年的,这回找的小孩比刚才那个稍微大一点,数量稍微少一点,200 多个孩子,这些孩子是出生以后四周到 12 个月的,出现了轻中度的支气管炎,氧饱和度都是在 88% 以上,这些孩子也分成两组,也是一组是正常的氧饱和度监护仪,另外一组也是给它调低了三个百分点。
然后再看这些孩子的研究终点,主要看 72 小时之内需要住院的孩子的比例有没有差别,结果发现很有意思,有显著差异,氧饱和度维持在高的那一组住院的孩子多,维持实际低的那一组住院的孩子少,所以统计学仍然是有显著差异。所以这样的一个研究,作者得出结论说,你们以后诊治这些孩子的时候,不要单一的用氧饱和度这个指标,去作为你判断治疗的目的或者目标,不要这么做。
所以回过头来我们说 ARDS 的治疗指南也好,或者说我们的氧疗目标也好,我们知道二氧化碳的目标其实我们并不真的知道应该是多少,但是氧的指标其实我们会发现,临床中其实是允许氧饱和度在 90% 以下,允许氧分压在 60mmHg 以下的,问题就是如果氧合差了、低了,有什么风险?
我们知道当我们动脉氧合差的时候,我们的氧输送是会降低的,是吗?比如说我们知道氧输送应该是等于心输出量或者心脏指数,乘以动脉血氧含量,而动脉血氧含量包括物理溶解的氧和化学结合的氧。所以如果我们假设有一个病人,他的氧分压是从 160mmHg 下降到 50mmHg,它的氧饱和度从 100% 下降到 84%,如果我们假设它的血红蛋白是 10g/dl 的话,我们知道它的动脉血氧含量将从每 100ml 的血 14ml 的氧,降低到 11.4ml 的氧,它的动脉血氧含量下降 18%,这是不是意味着它的氧输送会下降?
我不知道,前提是如果动脉血氧含量下降 18%,心输出量不变,它的氧输送也会下降 18%,但如果心输出量增加呢?氧输送就不见得下降了,是这样的吧。所以相关的研究,我知道这不是人的研究,这是动物实验,吸入氧浓度从 21% 下降到 10%,再下降到 5%,动物的氧分压从 80mmHg 下降到 40mmHg,再下降到 20mmHg,我们会发现它的心输出量从 90 增加到 100,再增加到 120,所以我们在低氧的时候,心脏是要加紧干活的,然后心输出量的确会增加,来保证氧输送并不明显的降低,是这样的吗?
所以这就意味着,如果病人没有心脏储备功能差的情况,其实他的单纯的低氧血症并不真的可怕,在一定程度上,我指的是并不真的可怕,50mmHg 的氧分压并不见得一定要去纠正的,是吗?
那回过头来有没有这样的证据说明,无论是临床的证据还是实验室的证据,说明上面的那些想法的确是对的,有没有呢?我们来看这是动物实验,动物实验分成三组,一组是对照,还有两组,一组是缺血性的低氧,一组是乏氧性的低氧。缺血性的低氧怎么导致的呢?是把血红蛋白从 11g/dl 下降到 7g/dl;乏氧性的低氧,是指氧分压从原来的 91mmHg 下降到 44mmHg,氧饱和度从 92% 下降到 52%。
所以我们知道这两组其实都是缺氧的,和对照组相比都是缺氧的,所以就会发现,无论它是缺血性的低氧还是乏氧性的低氧,一个是黑的方块,一个是白的圈,它的氧输送都是下降的。但好玩是,我们如果去看动静脉二氧化碳分压差 —— 用来反映组织的氧合 —— 我们就会发现这两组其实不一样,二氧化碳分压差在白圈的乏氧性低氧组根本不增加、不变化,也就是单纯的低氧血症并不使得组织灌注指标恶化,而只在那些缺血性的低氧黑方块组,它的组织灌注指标才真正的恶化。
所以这是不是说明在动物实验当中,的确告诉我们说,一定程度的低氧血症导致的缺氧,其实机体是可以耐受的。有临床实验吗?有,2023 年在《JAMA》上发表的 SGO3A 研究,这个是意大利人做的,开放标签的研究,我们会发现总共 480 个病人,随机分成两组,一组是氧分压最高不超过 150mmHg,氧饱和度接近 100%;另一组氧分压 70~100mmHg,氧饱和度 96% 左右。结果我们会看到病人的临床结局是有明显的差异的,在所谓的保守性的氧疗的策略,就是让氧分压不那么高、氧饱和度低一点的组,我们会发现病人的 ICU 病死率是明显的低于高氧疗组。
在这个研究我们很难说结局差异的具体原因,为什么高氧反而结局不好,但是我们从之前的话题来说,我们知道其实很有可能,追求高氧合的代价超过了病人的获益,这个可能是病人结局不好的最重要的原因。这是病人的生存曲线,P 值是 0.02,也存在显著差异。所以这样一个研究得到的结论是,对于这些 ICU 住院时间超过 72 小时的危重病人,我们采用保守性的氧疗的策略,让它氧分压不那么高,似乎还能降低病人的 ICU 病死率。当然这个研究的结果是需要经过后续的实验的验证,但无论如何,我们希望给大家这么一个印象,就是其实氧分压正常,不一定是你需要追求的目标,有些病人氧分压轻度的不正常,只要他的灌注指标 ok、没问题,你其实没有必要付出很大的代价去纠正他的低氧血症。谢谢大家。
允许性低氧血症
本笔记围绕机械通气中低氧血症患者的氧疗目标展开,核心提出允许性低氧血症的临床理念,即无需追求绝对正常的氧合指标,需在氧合纠正与治疗代价间权衡,重点关注组织灌注而非单一氧合数值。
一、开篇核心问题:重症患者生命体征的纠正原则
核心观点
ICU 患者异常生命体征分必须纠正和可容忍两类,低氧血症的处理核心看组织灌注状态,而非单一氧分压 / 氧饱和度数值。
低氧程度 | 组织灌注状态 | 处理原则 |
氧分压 20mmHg(危及生命) | 无论好坏 | 紧急纠正,提升氧分压 / 氧饱和度 |
氧分压 50mmHg(中度低氧) | 灌注良好 | 无需强烈纠正,获益有限 |
氧分压 50mmHg(中度低氧) | 灌注异常 | 积极纠正低氧血症 |
二、通气策略与氧合的权衡:保护性通气的核心价值
关键对比:小潮气量 vs 大潮气量通气
通气策略 | 潮气量 | 生理指标(氧合 /pH) | 病死率 | 炎症反应 |
小潮气量(保护性) | 6ml/kg | 相对较差 | 显著降低 | 炎症介质(IL-1β/TNF-α)减少,中性粒细胞浸润减少 |
大潮气量(损伤性) | 12ml/kg | 更接近正常 | 显著升高 | 促炎 / 抗炎介质均升高,与器官功能损害正相关 |
核心结论
维持正常氧合若以肺损伤 / 炎症反应为代价,得不偿失,保护性通气的核心是减轻肺损伤,而非追求完美生理指标。
三、传统氧合标准的质疑:打破 90%/60mmHg 的 “铁律”
传统教学观点
氧解离曲线的60mmHg 氧分压(对应 90% 氧饱和度) 是临界值,低于此则氧饱和度陡降,需维持氧饱和度≥90%。
临床研究的反证
1.死亡风险的 U 型曲线:氧分压过低 / 过高均会增加死亡风险,需维持适中水平;
2.极端低氧耐受案例:无氧爬珠穆朗玛峰者在 8400 米处氧分压仅 19.1~24.6mmHg,无器官功能衰竭;
3.ICU 患者研究:澳洲癌症机械通气患者中,氧饱和度 94~95%(氧分压 80mmHg)组较 98%(氧分压 100mmHg)组新发器官功能衰竭更少,28 天病死率数值更低。
四、不同人群的氧疗研究证据:高氧合≠好预后
核心结论
多个人群研究证实,单一追求高氧合无获益,甚至预后更差,无需将氧饱和度 / 氧分压维持在绝对正常水平。
研究人群 | 研究设计 | 核心结果 |
神经重症患者(心跳骤停 / 卒中 / 脑创伤) | 荟萃分析 | 氧分压越高,预后越差,统计学显著差异 |
早产儿(23~27+6 周) | 监护仪读数干预,实际 87±2% vs 93±2% | 1 年半的病死率、功能障碍发生率无差异 |
婴幼儿(4 周~1 岁,轻中度支气管炎) | 监护仪读数干预,实际氧饱和度低 3% | 低氧合组 72 小时内住院比例更低,统计学显著差异 |
研究启示
不可单一以氧饱和度作为治疗目标,需结合患者整体情况判断。
五、低氧耐受的生理机制:氧输送的代偿调节
1. 氧输送公式
氧输送(DO₂)= 心输出量(CO)× 动脉血氧含量(CaO₂)
动脉血氧含量 = 物理溶解氧 + 血红蛋白结合氧,是氧合的直接体现;心输出量是重要代偿因素。
2. 低氧时的机体代偿
当氧分压下降导致动脉血氧含量降低时,心脏会增加心输出量,弥补血氧含量的不足,从而保证氧输送无明显下降(动物实验证实:吸入氧浓度降至 5%,心输出量从 90 升至 120)。
3. 关键前提
低氧耐受的核心是患者心脏储备功能正常,无严重心功能障碍。
4. 动物实验:低氧类型的差异
低氧类型 | 造模方式 | 氧输送变化 | 组织灌注指标(动静脉 CO₂分压差) | 结论 |
乏氧性低氧(单纯低氧血症) | 氧分压降至 44mmHg,氧饱和度 52% | 下降 | 无明显升高(无恶化) | 机体可耐受一定程度的单纯低氧血症 |
缺血性低氧(贫血) | 血红蛋白从 11g/dl 降至 7g/dl | 下降 | 显著升高(明显恶化) | 贫血导致的低氧会严重损害组织灌注 |
六、临床关键研究:保守性氧疗的获益
意大利 SGO3A 研究(2023,JAMA)
1.研究对象:480 例 ICU 住院>72 小时的危重患者;
2.分组设计:保守氧疗组(氧分压 70~100mmHg,氧饱和度 96%)vs 高氧疗组(氧分压≤150mmHg,氧饱和度近 100%);
3.核心结果:保守氧疗组ICU 病死率显著降低,生存曲线 P=0.02,有统计学差异;
4.结论推测:追求高氧合的治疗代价(如肺损伤 / 炎症) 超过患者获益,是高氧疗组预后差的主要原因。
七、允许性低氧血症的核心临床建议
1.氧疗目标:无需追求氧分压 / 氧饱和度绝对正常,允许氧饱和度<90%、氧分压<60mmHg(ARDS 患者);
2.判断核心:组织灌注指标优先于单一氧合数值,灌注正常的轻度低氧无需强行纠正;
3.策略选择:采用保守性氧疗,避免为追求正常氧合付出肺损伤、炎症反应等代价;
4.研究局限:保守性氧疗的获益仍需更多临床研究验证,暂适用于 ICU 住院>72 小时的危重患者。
八、核心总结流程图
低氧血症患者机械通气 ↓ 判断:低氧程度+组织灌注状态 ↓ 危及生命低氧(如PaO2=20mmHg)→ 紧急纠正氧合 ↓ 中度低氧(如PaO2=50mmHg) ├─ 灌注异常 → 积极纠正氧合 └─ 灌注正常 → 采用允许性低氧血症 ↓ 保守性氧疗(不追求绝对正常氧合) ↓ 重点监测组织灌注,避免治疗代价>获益 |