FiO2 - фракция кислорода во вдыхаемой смеси | Анестезиология
×

Что такое FiO2?

FiO2 (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 FiO2 воздуха равен 0,21. За пределами отделений анестезиологии-реанимации FiO2 исторически не привлекал особого внимания. Но пандемия Covid-19 изменила нашу жизнь.

У пациентов в критическом состоянии FiO2 используется для оценки способности легких к газообмену с применением соотношения PaO2/FiO2 (индекс оксигенации).  При этом степень острого респираторного дистресс-синдрома классифицируется как легкая (PaO2/FiO2 от 201 до 300 мм рт. ст.), средняя (PaO2/FiO2 от 101 до 200 мм рт. ст.) и тяжелая (<100 мм рт. ст.), подробнее здесь

Было много споров относительно использования высокого FiO2 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 FiO2 должно быть 60%.

Чтобы понять FiO2, важно разбираться в нескольких терминах:

  • SpO2 – сатурация
  • гипоксемия – снижение парциального давления кислорода в крови
  • PaO2 – парциальное давление кислорода в артериальной крови, измеренное по образцу газов артериальной крови
  • PAO2 –парциальное давление кислорода в альвеолах

Понимание доставки кислорода и интерпретация значений FiO2 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.

Количество вдыхаемого кислорода, т.е. FiO2, не эквивалентно кислороду, который участвует в газообмене на альвеолярном уровне. Существует уравнение, которое учитывает барометрическое давление (P), давление водяного пара (P) и коэффициент газообмена (Rq). Парциальное давление альвеолярного кислорода (PAO2) = [{P (ATM) — P (H2O} FiO2] — [PaCO2 / Rq]]. Из этой прямой зависимости можно предположить, что с увеличением FiO2 должно расти и PaO2. Альтернативой расчета альвеолярного насыщения кислородом является SpO2, т.е. насыщение кислородом, полученное с помощью пульсоксиметрии.

FiO2 влияет на корреляцию между SpO2 и PaO2

Для понимания важности FiO2 следует рассмотреть зависимость SpO2 от PaO2.

кривая-диссоциации-оксигемоглобинаФорма 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%, PaO2 падает очень быстро и доставка O2 к тканям снижается, что приводит к необратимому повреждению мозга и остановке сердца.

Насыщение O2 зависит от PaO2, температуры, pH и PaCO2 (парциальное давление углекислого газа в артериальной крови). При увеличении PaO2 более 90 мм рт. ст., кривая становится почти пологой, и наблюдается небольшой рост SpO2, несмотря на большой рост PaO2. Плоская верхняя часть действует как буфер в том смысле, что PaO2 может упасть примерно до 60 мм рт.ст., но при этом насыщение крови кислородом остается умеренным (SpO2 90%). Крутая нижняя часть также имеет большое преимущество в том, что, если тканям требуется больше O2 , значительное количество O2 может быть удалено из гемоглобина без значительных падений PaO2. Например, Hb все еще будет насыщен на 50%, хотя PaO2 упало до 26,6 мм рт.ст.

SpO2 и PaO2Для первых 10% снижения SpO2 со 100% до 90% парциальное давление кислорода уменьшается на 4 мм рт.ст. на каждый процент сатурации, таким образом PaO2 снижается со 100 до 60 мм рт.ст. Для следующих 10% снижения SpO2 с 90% до 80% PaO2 снижается на 1,5 мм рт. ст. на каждый процент снижения SpO2, что приводит к падению PaO2 с 60 до 45 мм рт. И, наконец, если уровень SpO2 ниже 80%, разделите его на два, что составляет половину значения SpO2, и получите необходимый уровень PaO2.

Данный расчет PaO2 может иметь подводные камни, например при определенных гемоглобинопатиях, а также при отравлении цианидом. Эта формула, которая не является математически точной, может быть очень полезной в работе реаниматолога. Например, если монитор показывает SpO2 70%, мы приблизительно можем рассчитать, что значение PaO2 составляет около 35 мм рт. ст., и принять соответствующие меры…

Скорость потока кислорода и FiO2

Существует приблизительная корреляция между скоростью потока кислорода и FiO2, в зависимости от способа подачи (назальная канюля, назофарингеальный катетер, лицевая маска или лицевая маска с резервуаром).

назальная канюля

Назальная канюля, настроенная на скорость потока 1 л/мин, может увеличить FiO2 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

Назофарингеальный катетер, настроенный на скорость потока 4 л/мин, может увеличить FiO2 до 40%, 5 л/мин до 50%, 6л/мин до 60%.

Лицевая маска, настроенная на скорость потока 5 л/мин, может увеличить FiO2 до 40%, 6 л/мин до 50%, 7 л/мин до 60%.

лицевая маска с резервуаром

Лицевая маска с резервуаром, настроенная на скорость потока 6 л/мин, может увеличить FiO2 до 60%, 7 л/мин до 70%, 8 л/мин до 80%, 9 л/мин до 90%, 10л/мин до 95%.

FiO2

Источники

  1. Arun Madan. Correlation between the levels of SpO2 and PaO2. Lung India. 2017; 34 (3): 307–308. [PubMed]
  2. 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. []
  3. West JB. Respiratory Physiology-The Essentials. 9th ed. Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins; 2012. Gas transport by the blood; pp. 77–94. Ch. 6. []
  4. 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. []
  5. Stepfany Fuentes, Yuvraj S. Chowdhury. Fraction of Inspired Oxygen. [PubMed]
© 2015–2024 Все права защищены