急性加重期慢性阻塞性肺疾病患者氧代谢检测

（*平度市人民医院危重病医学科，山东 平度 266700；潍坊医学院附属医院，山东 潍坊 261031）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种常见病，多发病，其主要特征为肺功能缓慢减退及进行性气流受限，不完全可逆。随着病程的延长，患者渐失去劳动能力，生活质量明显下降，严重威胁着人们的健康和生命。COPD 急性加重期是指患者出现超越日常状况的持续恶化，并需改变基础COPD 的常规用药者，通常在疾病过程中，患者短期内咳嗽、咳痰、气短和（或）喘息加重，痰量增多，呈脓性或黏脓性痰，可伴发热等炎症明显加重的表现。有资料显示，在ICU 的COPD患者病死率可达15%～24%，年龄>65 岁的患者的病死率高达30%[2]。因此，如何对急性加重期COPD 进行有效的管理与监测对临床工作者来说都具有非常重要的意义。

目前，针对急性加重期COPD 的研究主要集中在呼吸机支持和新型药物开发和应用上。对急性加重期COPD 的检测主要局限于一般生命体征的观察，血流动力学、呼吸力学的检测和血气分析等方面。主要是从整体宏观水平来进行，对组织细胞水平的氧代谢研究相对偏少；而缓解急性加重期COPD 症状的最终目标是纠正外周组织缺氧，使氧供与氧需要量达到平衡。

机体氧代谢的检测主要从整体水平，器官组织水平和分子细胞水平等三个水平来进行。目前大多数的研究还局限于整体水平，但是近些年来对组织器官水平的氧代谢的检测在实现临床上可操作也取得了不少成果，对分子细胞水平氧代谢的研究主要是在理论上和实验室研究上有了一定突破，要实现临床直接动态检测还有相当的距离。现将近年来这三个水平在急性加重期COPD 患者中检测的应用的进展综述如下。

1 整体监测

整体水平的氧代谢检测主要包括，一般临床观察、血压（BP）、动脉及静脉血气指标、动脉和混合静脉血氧含量（CaO2和CvO2）、心输出量（CO）、氧输送（DO2）和耗氧量（VO2）、氧摄取率（O2ER）、动脉血乳酸含量、动静脉二氧化碳和pH 值等。

1.1 一般临床观察 包括血压、心率、呼吸等基本生命体征的监测，这是一切监测治疗的基础，但是对氧代谢的检测缺乏特异性。

1.2 血气分析 血气分析是急性加重期COPD 氧代谢检测的常用和基本手段，具有操作方便、对患者影响小、结果准确、提供参数结果较多等优点。可以检测动脉血pH 值、动脉血氧分压（PaO2）、动脉血二氧化碳分压（PaCO2）、动脉血氧饱和度（SaO2）、碱剩余（BE）等。部分型号血气片可同时检测主要电解质浓度，乳酸浓度等。临床病因分析、治疗经过分析、结合血气分析结果可以对急性加重期COPD 酸碱及电解质平衡紊乱做出正确的判断[3]，因此临床上所说的血气分析就包含了PH、PO2、PCO2的测定。血气分析检查所获各项参数对急性加重期COPD 的诊断、鉴别诊断与指导治疗都是十分重要的，特别对机械通气监测、指导通气参数的合理调节及指导撤机更是不可缺少的参数。

1.3 混合静脉血氧饱和度（SvO2）反映组织器官的摄取氧的状态。当全身氧输送降低或者全身氧需求超过氧输送时，SvO2降低，提示机体无氧代谢增加。但当组织器官氧利用障碍或微血管分流增加时，可导致SvO2升高，尽管此时组织的氧需求量仍可能增加。

急性加重期COPD 的治疗重点是要纠正组织细胞缺氧[4]。组织氧的运输和摄取利用还受到心输出量（CO）、组织灌注情况、血红蛋白含量、组织氧摄取率、组织氧耗量、组织需氧量、氧解离状态、细胞氧利用率等诸多因素的影响[5]，以上影响因素的直接检测，大部分未实现临床应用。由于混合静脉血氧饱和度（SvO2）是全身血管床的混合静脉血饱和度的平均值，所以这一指标则可在很大程度上反映出以上众多因素共同作用的最终结果，即能够反映全身组织的总体氧合情况。因此，SvO2监测对于急性加重期COPD 监护治疗具有重要意义。国外自20 世纪80年代以来，SvO2监测迅速发展，在美国ICU 已普遍应用[6]。国内自20 世纪90年代以来的SvO2 监测亦有所发展，并取得了良好的临床效果[7-8]。但标准混合静脉血需通过漂浮导管抽取，持续SvO2监测也需通过改良的漂浮导管（光纤肺动脉管）才能进行，而漂浮导管及光纤肺动脉管需要放置到肺动脉，操作要求高，费用昂贵，且感染、栓塞等并发症，不能长时间留置。另外最近一些临床研究结果表明漂浮导管对改善患者的预后无益[9-12]，漂浮导管在危重病中的应用前途受到一定的挑战，由于以上原因，漂浮导管在基层ICU 的广泛应用受到限制。

1.4 中心静脉血氧饱和度（ScvO2）近年来国内外的研究都表明，ScvO2与SvO2 有良好的相关性（r 为0.86至0.97）[13-15]，使在氧代谢检测中，ScvO2代替SvO2 成为可能。Berrdge[16]及Adrogue 等[17]均报告两者数值很接近（房室间隔缺损除外）。都本洁等[18]提出ScvO2和SvO2 之差<3%。中华医学会重症分会2006 发表的的《成人严重感染与感染性休克血流动力学监测与支持指南》则提出ScvO2值比SvO2 值5%～15%，但它们所代表的趋势是相同的，可以反映组织的灌注状态[19]。以上资料表明，在进行动态观察时ScvO2完全可以代替SvO2，而中心静脉管仅需放置于右心房。不但具有操作护理相对简单，留置时间较长，对患者生命体征影响小等优点，更可以用来输液，测量中心静脉压。现在已经成为ICU 最基本的治疗监护手段之一。并根据[20]系统监测135 例危重患者得到判断ScvO2与预后的关系，提示ScvO2 的变化趋势在判断预后方面有重要意义。

1.5 氧摄取率（Oxygen Extraction Ratio，O2ER）检测氧摄取率（Oxygen Extraction Ratio，O2ER）：是组织在毛细血管从动脉血中摄取氧的百分比。可用公式：O2ER=VO2/DO2计算。正常值为22%～32%。氧摄取率改变的代偿意义：DO2减少时，机体通过增加O2ER而维持VO2恒定，O2ER 最高可超过70%。氧供与氧耗双向存在相关性，即：VO2对DO2 脱依赖现象和VO2对DO2依赖现象。

1.6 动脉血乳酸（ABL）对急性加重期COPD 患者来说，心肺功能下降，组织低灌注与缺氧长期存在，乳酸水平已经升高，研究表明血乳酸的持续升高与急性生理和既往健康评分（APACHE）II 密切相关[26]，在危重患者，虽然低灌注和缺氧是“高乳酸血症”的重要原因，但不是唯一原因，肝功能下降[27]、儿茶酚胺分泌增加[28]、碱中毒、肿瘤及一些药物中毒均可引起乳酸含量增加。由此可见，血浆乳酸水平可受许多非循环因素的影响，单纯的“高乳酸血症”并不足以判断外周灌注不足和缺氧。为进一步辨明“高乳酸血症”的原因，有作者提出同时检测血乳酸和丙酮酸盐[29]，有助于组织缺氧的判断。血浆乳酸值较易测定，是COPD 患者的预后指标之一，也可反映COPD 患乾对治疗的反应。

2 器官水平和局部氧代谢监测

临床上局部灌注的直接检测还比较困难，大多数还是靠一些间接指标来反映，传统组织缺氧的全身实验检查对检测局部缺氧既无特异性也无敏感性。目前需要寻找组织缺氧的局部指标。局部性氧代谢监测指标包括胃黏膜内pH（pHi）、组织氧电极，另外，核磁共振（NMR）、正电子发射断层扫描、红外线和近红外线分光计对局部氧饱和度监测均已使用。

2.1 胃肠黏膜内酸度（pHi）监测 当机体整体监测已经出现明显异常时提示循环障碍已波及全系统或全身的机能，临床上希望能够获得更早的变化信号。实现对胃肠道等内脏器官的组织氧合和酸度等方面的监测可能比全身或系统监测获得更敏感的循环资料。理论上，直接测量胃肠道氧输送-氧耗关系是评估其氧合情况最可靠的指标，但技术上临床几乎无法做到。鉴于组织酸碱度与其氧合状态有密切关系，因此用监测黏膜组织pH（pHi）的方法替代直接氧合监测在理论上应是可行的，并且技术上能够作到。近来研究显示胃黏膜PCO2能更准确反映胃肠道的缺血缺氧变化，胃黏膜PCO2与动脉血PaCO2 的差值（PCO2-PaCO2）是反映胃肠黏膜氧代谢更好的指标[34-35]。可造成黏膜内pH 下降的DO2 的阈值在不同情况下会有所不同，因血流减少的阈值高于因血氧含量降低的阈值。换言之，血流量变化较血氧含量变化的影响大，由此进一步说明黏膜内酸度测量法在监测流量变化上具有较特异的可靠性。目前，可供临床使用的tonometer 有胃、十二指肠和乙状结肠三种类型，对比研究显示，后二者的敏感性均高于前者。有作者还研究了胃黏膜酸中毒和撤机成败之间有一定关系。pHi 和PgCO2 可作为预测是否能撤机的较好指标。

2.2 核磁共振和正电子发射断层扫描可直接测定细胞内三磷酸腺者苷、无机磷和氢离浓度，可评价各个器官的局部代谢情况[36]。

2.3 近红外光谱分析 近红外光谱分析（Near-infraredspectroscopy，NIRS）可以监测局部的DO2和SaO2[37-38]。在复苏过程中消化道黏膜缺血缺氧难以恢复时，NIRS 可能有助于评估局部的氧代谢障碍[40]。

2.4 舌下二氧化碳图法测定组织PCO（2PtCO2）因其无创，应用简单且与胃张力计获得数据具有密切相关性而引起人们关注。随着这些技术的不断完善和推广，在COPD 氧代谢检测也会有一定应用。

3 生化方法检测

用生化方法可在分子水平（ATP 减少，NADH+增多，细胞色素aa3 减少）测定组织缺氧的生化过程，目前这些只可在实验室测定（如核磁共振，分光镜检查），其中没有一种可在床旁应用。越来越多的研究表明氧代谢参数是预测患者预后较为可靠的指标[41]。急性加重期COPD 患者病理性氧供依赖形成，动脉血乳酸增加，则死亡率也增加，所以将氧输送维持在正常水平以上以纠正氧负平衡可以大大降低危重患者的死亡率。目前临床上尚缺乏实用的直接评价组织氧合的方法，现在的一些参数可以间接监测危重患者的氧代谢情况，预测疾病的严重程度，估计预后，指导治疗。随着监测技术的不断完善和床旁可用的监测局部血流、氧合、代谢的技术的进步以及对组织缺氧的病理生理的更进一步理解，氧代谢有望实施无创、实时、连续、更可靠的监测，有助于危重COPD 患者的救治。

[1]中华医学会呼吸病学分会.慢性阻塞性肺疾病学组.慢性阻塞性肺疾病诊治指南（2007年修订版）[J].中华结核和呼吸杂志，2007，30（1）：8-17.

[2]Afessa B，Morales Ij，Scanlon PD，et al.Prognostic facters，clinical course and hos-pital outcome of patients with chronic obstructive pulmonary disease admitted to an intensive care unit for respiratory failure[J].Crit Care Med，2002，30：1610-1615.

[3]钱桂生.混合性酸碱失衡类型及判断的进展[J].中华内科杂志，1996，35：725-726.

[4]黎沾良.现代危重病学[M].合肥：安徽科学技术出版社，1998：103.

[5]刘大为.危重病医学[M].北京：中国协和医科大学出版社，2003：94.

[6]Kennedygt.Introduction[J].HeartLung，1990，19（2）：547.

[7]杭燕南.混合静脉血氧饱和度的连续监测及其临床意义[J].临床麻醉学杂志，1992，（8）：250.

[8]张耀频，孙培吾，麦惠成.心脏手术后混合静脉血氧饱和度与血容量心指数相关分析[J].中华胸心血管外科杂志，1997，13：16.

[9]Shah MR，Hasselblad V，Stevenson LW，et al.Impact of the pulmonary artery cathe-ter in critically ill patients：meta-analysis of randomized clinical trials[J].JAMA 2005，294：1664-1670.

[10]Bowdle TA.Complications of invasive monitoring[J].Anesthesiol Clin North A-merica2002，20：571-588.

[11]Wang CS，FitzGerald JM，Schulzer M，et al.Does this dyspneic patient in the em-ergency department have congestive heart failure？[J].JAMA 2005，294：1944-1956.

[12]Harvey S，Harrison DA，Singer M，et al.Assessment of the clinical effectiveness of pulmonary artery catheters in management of patients in intensive care（PAC-Man）：a randomised controlled trial[J].Lancet 2005，（366）：435-436.

[13]Tabtabai M.Oxyhemo globinsaturation（O2SAT）：Correlation between superior vena caval，rightatrial，right ventricular And pulmonary arterial blood[J].Anesth Analg，1993，76：s1.

[14]陈启智，刘流，徐军美，等.右心房、右心室、上腔和下腔静脉血氧饱和度与肺动脉血氧饱和度的相关性[J].湖南医科大学学报，1997，（22）：463.

[15]Relnhartk，Rudolpht，Berdledl，et al.Comparision of central-venous to mixed ve-nous oxygenation saturation during changes in oxygen supplydemand[J].Chest，1989，95：1216.

[16]Berrdgejc.Influence of cardiacoutput on the correlation between mixed venous a-nd contral venous oxygensaturation[J].Br.JAnaesth，1992，69：409.

[17]Adroguehj，Rashadmn，Gorlnab，et a1.Assessing Acid-basestatusin circulatory fai-lure：Difference between arteria and venousblood[J].Eng JMed，1989，32：1312.

[18]都本洁.实用心脏病学基础[M].北京：中国医药科学技术出版社，1993：164.

[19]中华医学会重症医学分会.成人严重感染与感染性休克血流动力学监测与支持指南[J].实用外科杂志，2006，7：8.

[20]王一山.实用重症监护治疗学[M].上海：上海科学技术文献出版社，2000：740.

[21]Maric PE，Varon J.The hemodynamic derangemeritsin sepsis：implications for tr-eatment stratejies[J].Chest，1998，114（3）：854-860.

[22]Shoemaker WC，Appel PL，Kram HB.Role of oxygen debt in high-risk surgical patients[J].Chest，1992，102（1）：208-215.

[23]于军，刘燕，陈谨，等.体外循环期间氧供/氧耗平衡的临床研究[J].中国体外循环杂志，2003（3）：156-159.

[24]Gutierrez G.Oxygen delivery and utilization in hypothermic dogs[J].Appl Phy-siol，1986，60：7516.

[25]杨素征.氧动力学监测与危重病关系的研究[J].医学综述，2003，9（1）：85.

[26]李国明.危重病患者APACHEⅡ评分与血清前白蛋白和血脂水平的关系[D].南昌：南昌大学，2007.

[27]Kruse JA，Zaidi SA，Carlson RW.Significance of blood lactate levels in critically ill patients with liver disease[J].Am J Med，1987，83（1）：77-82.

[28]James JH，Lachette FA，Mc Carter FD，et al.Lactate is an unrrliable indicator of ti-ssue hypoxia in injury or sepsis[J].Lancet，1999，354（9177）：505-508.

[29]张新日，王予思，杜永成，等.慢性肺心病血乳酸及丙酮酸含量研究[J].山西医科大学学报，2004,35(2):136-137.

[30]Hameed SM，Cohn SM.Gastric tonometry：the role of muscosal pH measurement in the mangagement of trauma[J].Chest，2003，123（supple）：475-481.

[31]Walsh Ts.Recent advances in gas exchange measurement in intensivecarepati-ents[J].Br JAnaesth，2003，91：120-131.

[32]Maynard N，Bihar D，Beale R，et al.Assessent of splanchnic oxyeation by gastric tonometry in patients with acute circulatory failure[J].JAMA，1993，210：1203-1210.

[33]Gomersall CD，Joynt GM，Freebairn RC，et al.Rescucitation tonometry of critica-lly ill patients based on theresult of gastric：aprospective，randomized，controlled trial[J].Crit Care Med，2000，28（3）：607-614.

[34]Knichwitz G，Aken HV，Brussel T.Gastrointestinnal Monitoring using measure-ment of in tramacosal PCO2[J].AnethAnalg，1998，87：134.

[35]Lebuffe G，Robin E，Vallet B.Gastric tomometry[J].Intensive Care Med，2001，27（1）：317-319.

[36]Richard d.Tissue hypoxia:how to corret,how to detect,how to prevent[J].Intensive Care Med,1996,22(11):1250-1257.

[37]Cohn SM，Crookes BA，Procter KG.Near-infrared spectroscop in resuscitation[J].Trauma，2003，54：199-202.

[38]Boushel R，Piantadosi CA.Near-infrared spectroscop for monitoring musculeox-ygenation[J].Acta Physiol Scand，2000，168：615-622.

[39]Rheep，Langdale L，Mock C，et al.Near-infrared spectroscop：continuous measure-ment of cytochrome oxyidation during hemorrhagic shock[J].Crit Care Med，1997，25：166-170.

[40]Pippa G，Al-Rawi and Pettre J.Kirkpatricik.Tissue Oxygen Index：Thnesholds for Cerebral Ischemia Using Near-infrared spectroscop[J].Stroke，2006，37：2720-2725.

[41]Rivers ep，mCinTYRE L，Morro DC，et al.Rivers Earlyand innovative intervene-tions for severe sepsis and septic shoch：taking advantage of a window of opportuni-ty[J].Can Med AssocJ,2005,173：1054-1065.