摘要
目的:分析持续脉搏血氧饱和度（pulse oxygen saturation，SpO2）即指脉氧监测对肺炎伴低氧血症患者氧疗的指导价值。方法:共纳入病毒性肺炎伴低氧血症患者101例，持续指脉氧监测组56例，常规指脉氧监测组45例。比较两组的住院天数、动脉血气次数、氧疗过程，以及两组治疗第（7±1）天的氧合指数和炎症因子［白介素（interleukin，IL）-6和C反应蛋白 （C-reactive protein，CRP）］的差异。根据入院48 h内是否发生氧疗升级事件，将持续指脉氧监测组分成升级组和未升级组并分析两亚组监测数据。分析SpO2及脉率相关参数与炎症和免疫因子的相关性。并分析升级为双水平气道正压通气（bilevel positive airway pressure，BiPAP）氧疗后48 h内再发生氧疗升级事件的SpO2监测数据。使用受试者工作特征（receiver operating charac- teristic，ROC）曲线分析SpO2监测参数对诊断早期氧疗升级事件的价值。结果:①持续指脉氧监测组的动脉血气次数、氧疗启动升级日和到达最高参数日少于常规指脉氧监测组（P < 0.05）。与常规指脉氧监测组相比，持续指脉氧监测组入院第（7±1）天的 PaO2/FiO2更高，IL-6和CRP的水平更低（P均< 0.05）。②持续指脉氧监测组监测参数中最低SpO2（SpO2L），平均SpO2（mSpO2），每日SpO2低于86%、88%、90%、92%、94%的时间百分比（T86、T88、T90、T92、T94），24 h内SpO2的标准偏差在升级组和无升级组间差异均有统计学意义（P 均 < 0.05）。IL-6、CRP 和免疫球蛋白 G 与 SpO2参数相关。③持续指脉氧监测组 BiPAP 日有突发的 SpO2失饱和，并伴有脉率上升的现象，这类低氧事件发现与脱机有关，且SpO2失饱和的下降面积（descending area，DA）在升级组和未升级组间差异有统计学意义。DA诊断BiPAP呼吸支持下早期氧疗升级事件的ROC曲线下面积为0.852（P < 0.05），提示DA可作为预测氧疗升级事件的指标。结论:持续指脉氧监测参数T92可早期识别进行性加重的低氧事件风险，有助于及时调整氧疗方案。BiPAP日脱机下的SpO2失饱和的DA可作为预测氧疗升级事件的指标。持续指脉氧监测有助于指导肺炎伴低氧血症患者氧疗方案的决策。
Abstract
Objective：To analyze the value of continuous finger pulse oxygen saturation（SpO2）monitoring in guiding oxygen therapy in pneumonia patients with hypoxemia. Methods：A total of 101 viral pneumonia patients with hypoxemia were enrolled，56 with continuous finger pulse oximetry monitoring and 45 with routine monitoring. Two groups were compared about hospital days， arterial blood gas（ABG）counts，course of oxygen therapy，as well as the differences in blood oxygenation and inflammatory factors ［interleukin-6（IL-6）and C-reactive protein（CRP）］on day（7±1）. The continuous finger pulse oximetry monitoring group was divided into an escalation group and a no-escalation group according to whether or not an oxygen therapy escalation event occurred within 48 h of admission and the monitoring data of the two groups were analyzed. Correlations of finger pulse oximetry and pulse rate-related parameters with inflammatory and immune factors were analyzed. Finger pulse oximetry monitoring data were also analyzed in the case of a further oxygen therapy escalation event within 48 h after escalation to bilevel positive airway pressure（BiPAP）oxygen therapy. The value of finger pulse oximetry in diagnosing early oxygen escalation events was explored using receiver operating characteristic （ROC）curve. Results：①The ABG counts，the day of oxygen therapy initiation escalation and reaching the maximum parameters in the continuous finger pulse oximetry monitoring group were less than those in the routine finger pulse oximetry monitoring group（P < 0.05）. Compared with the routine finger pulse oximetry monitoring group, the continuous finger pulse oximetry monitoring group had higher PaO2/FiO2 and lower levels of IL-6 and CRP on day（7±1）of admission（P < 0.05）. ②The differences in monitoring parameters in the continuous finger pulse oximetry monitoring group in terms of lowest SpO2（SpO2L），mean SpO2（mSpO2），the percentage of time with daily SpO2 below 86%，88%，90%，92% and 94%（T86，T88，T90，T92，and T94），and standard deviation of SpO2 in 24 h between the escalation group and no-escalation group were statistically significant（all P < 0.05）. IL - 6，CRP and immunoglobulin G were significantly correlated with SpO2 parameters. ③ Continuous monitoring parameters on BiPAP days in the continuous finger pulse oximetry monitoring group showed events of sudden oxygen desaturation accompanied by increasing pulse rate. Such hypoxic events were found to be associated with BiPAP offline. The difference in descending area（DA）of SpO2 desaturation was statistically significant between the escalation and no-escalation groups. The ROC for DA diagnosis of escalation events of early oxygen therapy on BiPAP respiratory support was 0.852（P < 0.05），suggesting that DA can be used as a predictor of oxygen therapy escalation events. Conclusion：Continuous finger pulse oximetry monitoring parameter T92 can identify the risk of progressive exacerbation of hypoxic events at an early stage，which assist in the timely adjustment of oxygen therapy regimen. The DA of SpO2 desaturation under BiPAP daily offline can be used as a predictor of escalation events of oxygen therapy. Continuous finger pulse oximetry monitoring help guide decisions about oxygen therapy regimens in pneumonia patients with hypoxemia.
Keywords
低氧血症是肺炎患者预后不佳和治疗失败的高危因素[1-2]。规范化氧疗可纠正低氧血症并减少与缺氧相关的并发症，可显著提升肺炎伴低氧血症患者的存活率。临床制定氧疗方案是一个复杂的过程，涉及对血氧状况和呼吸频率等生命体征趋势的评估以及医生对疾病的准确判断。出现低氧血症的肺炎患者血氧波动较大，如未得到及时改善以维持机体氧合需求，病情可能进一步加重，严重者并发呼吸衰竭。但目前普通病房的氧疗疗效观察方法不能持续床旁观察及分析患者的呼吸及血氧状态，从而影响氧疗方案的及时调整。
目前临床主要通过识别心肺生命体征来对患者进行病情分层并指导治疗，但对患者来说更有价值的是能提前预测不良事件，并指导早期干预措施。已有诸多预测模型，如Póvoa等[3] 开发连续检测 C 反应蛋白（C⁃reactive protein，CRP）来预测机械通气患者呼吸机相关性肺炎的发展；Politano等[4] 分析重症监护病房（intensive care unit，ICU）患者的生命体征数据和波形来构建早期呼吸失代偿的模型，并用呼吸速率⁃氧合（respiration rate⁃oxygenation，ROX） 指数预测 ICU 肺炎患者应用经鼻高流量湿化氧疗 （high ⁃flow nasal cannula oxygen therapy，HFNC）的可行性和治疗成功率[5-6]。但这些预测模型均聚焦于 ICU患者，甚少有研究关注普通病房患者，且普通病房通常不易获得这些预测模型的参数。普通病房与ICU 的不同之处在于后者拥有更高的护患比例（高达1∶1） 和更高级的监测技术。因此在普通病房间歇性的生命体征监测下，医护人员容易忽视不良事件、缺乏临床紧迫性而减少预防性的治疗干预措施。研究证明肺炎患者氧疗时的脉搏血氧饱和度（pulse oxygen saturation，SpO2）水平与其死亡风险密切相关，对肺炎患者临床需要关注其脉氧变化趋势[7]。因而，本研究探讨持续指脉氧监测对普通病房肺炎患者的氧疗价值，并试图寻找能识别早期氧疗升级事件的脉氧参数，以便应用于普通病房并及时调整氧疗方案。
1 对象和方法
1.1 对象
选取2022年12月—2023年3月于南京医科大学第一附属医院呼吸与危重症医学科普通病房住院的病毒性肺炎患者。根据肺炎患者氧疗时的监测方法将患者分为2组，即持续指脉氧监测组和常规指脉氧监测组。持续指脉氧监测组采用脉搏血氧仪腕表（MS60D，天津橙意家人科技有限公司）持续监测患者接受氧疗时的 SpO2及脉率。常规指脉氧监测组采用同一公司的便携式脉搏血氧仪单点测量 SpO2及脉率，频率为 2~3 次/d，测量时间间隔约为 8 h。纳入标准：①经鼻咽拭子样本定量逆转录聚合酶链反应或者病原体抗原检测确认为新型冠状病毒感染（coronavirus disease2019，COVID⁃19）； ②胸部影像学有特征性 COVID⁃19 肺炎表现；③入院时有低氧血症并接受氧疗的患者。排除标准： ①入住 ICU 的患者；②因电解质紊乱、血流动力学异常等非低氧血症导致的肺外器官衰竭致死的患者；③合并阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征 （obstructive sleep apnea⁃hypopnea syndrome，OSAHS） 等疾病需长期呼吸机治疗的患者；④缺乏动脉血气分析（arterial blood gas analysis，ABG）数据的患者。根据以上标准共纳入101例有低氧血症的COVID⁃19 肺炎患者，研究组为56例持续指脉氧监测患者，对照组为45例常规指脉氧监测患者。本研究由南京医科大学第一附属医院伦理委员会批准（编号： 2023⁃SR⁃667）。
1.2 方法
1.2.1 资料收集
回顾性收集持续指脉氧监测组及常规指脉氧监测组的人口特征资料[性别、年龄、体重指数 （body mass index，BMI）]，合并症，COVID⁃19 肺炎的临床分型；实验检查资料，药物治疗方案，氧疗方案，住院天数；脉氧监测数据和氧疗升级事件。COVID⁃19肺炎的临床分型是基于中国国家卫生健康委员会发布的《新型冠状病毒感染诊疗方案 （试行第十版）》[8]，分为轻型、中型、重型和危重型。脉氧监测数据从脉搏血氧仪腕表的数据终端下载并进行伪影处理，处理后参数包括最低 SpO2 （SpO2L），平均 SpO2（mSpO2），每日 SpO2 低于 86%、 88%、90%、92%、94%的时间百分比（T86、T88、T90、T92、 T94），SpO2的标准偏差（24 h监测的SpO2总体数据的方差的算术平方根），ODI4（每小时SpO2下降≥4%的次数），ODI3（每小时SpO2下降≥3%的次数），平均脉率，脉率波动指数（每小时脉率波动超过 6 次/min 的次数）和最高脉率。氧疗升级事件主要包括氧疗方式向上调整（如从鼻导管吸氧调整为面罩吸氧）和氧疗参数的向上调整（增加）。持续指脉氧监测组双水平气道正压通气（bilevel positive airway pressure，BiPAP）日中脱机下出现低氧事件的脉氧参数包括 SpO2 失饱和时的速度[speed，speed= ΔSpO2/Δt（%/min）]，SpO2 去饱和时的幅度[magni⁃ tude，magnitude=ΔSpO2（%）]，SpO2开始失饱和（t1） 到恢复至稳定 SpO2（t2）时的下降面积（descending area，DA），DA=∫t2 t1 [SpO2（t1）-SpO2（t）]dt（%×min） （图1）。
图1监测组在 BiPAP 治疗中脱机下发生低氧事件的脉氧和脉率图
Figure1Pulse oxygen and pulse rate graphs of hypoxic events during BiPAP treatment in the monitoring group
1.2.2 氧疗方案调整策略
本研究入组患者在入院首日的氧疗支持方式是鼻导管吸氧。氧疗方案调整策略是根据患者每日血氧相关评估指标（ABG 和 SpO2）及氧疗专家的床旁呼吸功的评估进行氧疗方式及参数调整，氧疗方式升级调整顺序按照鼻导管吸氧⁃面罩吸氧⁃Bi⁃ PAP氧疗或者HFNC氧疗进行调整。持续监测组患者每日脉氧监测报告（主要包括SpO2L、mSpO2）被记录、分析并发送给氧疗专家，并根据医学界广泛认可的急症氧疗指南[8-9]，决定是否行 ABG 和是否调整氧疗方式及氧疗参数。氧疗专家床旁呼吸功能评估基于经验目测：床旁查体判断患者是否有胸骨乳突肌收缩、气管牵拉、胸骨上窝凹陷、肋间凹陷和多汗等症状[10]。两组患者在脱离氧疗或鼻导管吸氧下SpO2持续稳定≥95%则终止监测。
1.3 统计学方法
采用 SPSS25.0 软件进行数据处理和统计学分析。正态分布的计量资料以均数±标准差（
2 结果
2.1 基本资料
本研究共纳入101例肺炎伴低氧血症患者。持续指脉氧监测组56例及常规指脉氧监测组45例的临床资料见表1。两组间人口特征资料（性别、年龄、BMI）、临床分型、合并症、药物治疗方案、BiPAP 和HFNC治疗人数差异无统计学意义（P均>0.05）。患者入院时相关实验检查资料[血常规、ABG、炎症因子[白介素⁃6（interleukin 6，IL⁃6）和CRP]、免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）E 和免疫五项中的 IgG/ IgA/IgM]差异也无统计学意义（P均>0.05，表2）。
表1肺炎伴低氧血症患者的临床资料
Table1Characteristics of pneumonia patients with hypoxemia
#：Fisher’s exact test. COPD：chronic obstructive pulmonary disease.
2.2 两组有关住院日、ABG次数、病死率、氧疗过程的比较
两组进行住院日、ABG次数、病死率和氧疗过程的比较，住院日、病死率差异无统计学意义（P均>0.05），但两组ABG次数、氧疗开始升级日和到达最高氧疗参数日差异有统计学意义。持续指脉氧监测组 ABG次数中位数为2（2，4）次，明显低于常规指脉氧监测组的4（2，8）次（P=0.004）。且持续指脉氧监测组的氧疗开始升级日（P=0.030）和到达最高氧疗参数日（P=0.007）明显早于常规指脉氧监测组（表3）。
2.3 两组住院第（7±1）天时的动脉血气和炎症因子对比
入院时两组 PaO2、PaO2/FiO2和炎症因子（IL⁃6、 CRP）指标基线水平比较差异均无统计学意义 （P >0.05，表2）。治疗第（7±1）天，与常规指脉氧监测组相比，持续指脉氧监测组 PaO2/FiO2更高，炎症因子 IL ⁃6、CRP 水平更低，差异具有统计学意义 （P <0.05，表4）。
表2肺炎伴低氧血症患者的实验检查资料
Table2Experimental examination data of pneumonia patients with hypoxemia
PCT：procalcitonin；PaO2/FiO2：ratio of partial pressure of O2 in arterial blood to fraction of inspired oxygen.
表3两组住院日、ABG次数、病死率、氧疗过程的比较
Table3Comparison of hospitalization days，ABG counts，deaths，and course of oxygen therapy between the two groups
#：Fisher’s exact test.
表4两组在第（7±1）天的PaO2、PaO2/FiO2和炎症指标（IL⁃6、CRP）的水平比较
Table4Comparison of PaO2，PaO2/FiO2 and inflammatory factors（IL⁃6 and CRP）on day（7±1）between the two groups
2.4 持续指脉氧监测组SpO2及脉率监测参数的亚组分析
根据入院 48 h 内是否发生氧疗升级事件，将持续指脉氧监测组患者分成升级组和无升级组，分析两组患者入院鼻导管氧疗下首日时的监测数据 （表5）。入院48 h内发生氧疗升级事件的肺炎患者为 26 例，30 例无升级事件发生。其中 SpO2L、mSpO2、 T86~T94、标准偏差、ODI4 在升级组和无升级组间差异均有统计学意义（P 均<0.05）。升级组 SpO2L、 mSpO2均低于无升级组，升级组 T86~T94、标准偏差、 ODI4均高于无升级组（P <0.05）。而两组间平均脉率、最高脉率和脉率波动指数差异无统计学意义。
根据入院首日指脉氧监测参数绘制诊断 48 h 内发生氧疗升级事件的ROC曲线，其中P <0.05且曲线下面积（area under curve，AUC）排在前3的脉氧参数分别为 T92、T94 和 T88。T92 的 AUC 为 0.809，以T92≥16.20 诊断早期发生氧疗升级事件的灵敏度为 69.23%，特异度为83.33%（约登指数为0.526，图2）。
表5持续指脉氧监测组升级组和未升级组的指脉氧、脉率监测结果
Table5Parameters related to pulse oximetry and pulse rate in the escalation and no⁃escalation groups of the continuous pulse oximetry monitoring group
mPR：mean pulse rate；PRmax：maximum pulse rate；PRFI：pulse rate fluctuation index.
2.5 持续指脉氧监测组脉氧及脉率监测参数与炎症和免疫因子的相关性分析
相关分析显示，炎症因子IL⁃6与mSpO2呈负相关 （r=-0.411，P=0.002），与T86~T92呈正相关（P <0.05）。炎症因子 CRP 与 mSpO2 呈负相关（r=-0.269， P=0.045），与T86~T94呈正相关（P <0.05）。免疫因子中IgG与SpO2L、mSpO2呈负相关，与T86~T94呈正相关 （P <0.05，图3）。而降钙素原（procalcitonin，PCT）、 IgE和IgA与脉氧及脉率监测参数无显著相关性。
2.6 持续指脉氧监测组 BiPAP 日脱机下发生低氧事件时的脉氧参数分析
持续指脉氧监测组 BiPAP 日有突发的 SpO2失饱和，并伴有脉率上升的现象，这类低氧事件与脱机有关。根据升级至BiPAP呼吸支持下的患者48 h内是否再发生氧疗升级事件，将持续指脉氧监测组 BiPAP患者分成升级组和未升级组，分析两组患者 BiPAP 氧疗时的首日脉氧监测数据（表6）。BiPAP 氧疗下 mSpO2、T94、T92、低氧事件时 SpO2失饱和的 Magnitude和DA在升级组和无升级组间差异有统计学意义（P <0.05），而其余脉氧参数和脉率参数两组间差异无统计学意义（P >0.05）。
图2指脉氧监测参数诊断早期氧疗升级事件的 ROC 曲线分析
Figure2ROC curve analysis of pulse oximetry monitor⁃ ing parameters for the diagnosis of early oxygen therapy escalation events
根据BiPAP氧疗下首日的指脉氧监测参数绘制诊断48 h内氧疗升级事件的ROC曲线，其中P <0.05 且AUC排在前3的脉氧参数分别为DA、Magnitude、 T92。DA的AUC为0.852，以DA≥75.88（%×min）诊断 BiPAP 呼吸支持下发生早期氧疗升级事件的灵敏度为 77.78%，特异度为 93.33%（约登指数为 0.711，图4）。
3 讨论
肺炎是导致儿童和老年患者死亡的主要原因，全球疾病负担数据库报道2019年仍有约67.2万例儿童肺炎死亡病例[11]，Fan 等[12] 首次系统描述我国 2013—2019年肺炎死亡率虽有下降趋势，但我国老年人的肺炎死亡率仍然居高不下。2020年COVID⁃19 导致全球公共卫生出现危机，老年人及有基础疾病的个体感染病毒后易出现重症肺炎伴呼吸衰竭后死亡[13-14]，且由于新型冠状病毒导致的多器官损伤，许多患者表现为沉默性缺氧[15]，容易导致病情判断失误，贻误抢救治疗。一项关于儿童肺炎并发低氧血症的 Meta 分析发现，肺炎并发低氧血症占比 31%，重症肺炎儿童中约 41%出现低氧血症[2]。此外，2023年一项关于住院儿童的大型研究发现，肺炎伴低氧血症的患儿病死率为10.3%，且缺乏脉氧监测的患儿死亡风险高于监测患儿[16]。这些研究表明低氧血症是肺炎患者的重要死亡危险因素。
肺炎伴低氧血症的患者需要及时进行氧疗。临床判断是否需要启动或调整氧疗在很大程度上取决于通过ABG或SpO2评估的患者血氧状况。使用 ABG 可直接测量动脉血氧分压（PaO2）和酸碱状态，但其采样是侵入性、有创的操作，同时单次ABG 仅反映某个时间点的血氧状况，无法协助持续观察危重患者 24 h 通气状态和捕捉血氧状况的瞬间变化[17]，而持续反复的 ABG 监测风险较多，包括血栓形成、动脉闭塞[18]、扰乱睡眠周期[19-20] 等。 Mallat 等[21] 比较192例危重患者的连续2次ABG样本，发现在几乎同时获得的 ABG 样本中 PaO2也存在较大差异，两 PaO2 比较的最小可检测差异为 9.09 mmHg。与ABG相比，脉搏血氧仪可以实时、无创、连续地监测SpO2，从而间接反映动脉氧含量，且 SpO2的持续性改变可能较单个时间点检测的 ABG 结果更有意义。
图3持续指脉氧监测组脉氧及脉率监测参数与炎症和免疫因子的相关性分析
Figure3Correlation analysis between monitoring parameters and inflammation or immune factors in continuous pulse oximetry group
表6持续指脉氧监测组BiPAP患者呼吸机氧疗首日时的脉氧参数
Table6Pulse oxygen parameters of BiPAP patients in the continuous pulse oximetry monitoring group during the first day of ventilator oxygen therapy
图4指脉氧监测参数诊断BiPAP 呼吸支持下早期氧疗升级事件的 ROC 曲线分析
Figure4ROC curve analysis of pulse oximetry monitoring parameters for diagnosing early oxygen therapy escalation events on BiPAP respiratory support
COVID⁃19大流行中，指脉氧监测的重要性尤其突出。部分 COVID⁃19 肺炎患者表现为“沉默性低氧”，且在L型COVID⁃19肺炎患者中多见[15]。尽管这类患者持续存在低氧血症并可能再发生恶化，但患者通常没有表现出明显的呼吸窘迫迹象。这可能与低氧血症导致通气反应机制中的兴奋性和抑制性神经递质之间内稳态的相互作用、合并糖尿病或老年患者化学感受器刺激的通气反应减弱等机制有关[22]。因而 COVID⁃19 诊疗指南着重强调对 COVID ⁃19 患者进行指脉氧监测，并以此评估 COVID⁃19的严重程度。此外，最新的英国胸科协会急症氧疗指南建议所有进行呼吸支持的急症患者应使用脉搏血氧仪持续监测氧疗时的SpO2 [9]。但目前我国的临床实践中，评估患者血氧状况主要依赖医护人员使用脉搏血氧仪单点多次收集间歇性的 SpO2数据，主要频次为2~3次/d。单点、间歇性的脉氧数值存在一定的偏倚，对SpO2的评估质量受记录的医护人员影响[23]。Walker 等[24] 研究发现常规脉氧监测（频次为3次/d）下早产儿和低出生体重新生儿的SpO2只有15.7%时间在氧疗目标范围内，研究人员建议若缺乏持续脉氧监测的设备，医护人员需进行更高频次的 SpO2监测。现临床 ICU 常用心电监护仪进行连续监测脉氧，但其便携性差，无法监测外出检查、脱离病床后的血氧状况，且 SpO2数据存储时间较短，不易导出分析。因此，分析腕表式脉搏血氧仪持续脉氧监测对肺炎伴低氧血症患者的临床价值很有必要。
既往研究表明，减少ABG次数不会对ICU患者的安全和预后产生负面影响[25]，相反，可以降低穿刺带来的并发症风险，提高患者诊疗依从性。本研究发现持续指脉氧监测有助于减少ABG次数，从而实现低成本的高效护理，且可帮助氧疗专家早期识别低氧程度以便及时调整氧疗方案。本研究结果显示持续指脉氧监测组的氧疗起始升级日和到达最高氧疗参数日均早于常规指脉氧监测组，且持续指脉氧监测组入院第（7±1）天的 PaO2/FiO2更高，炎症因子（IL⁃6、CRP）水平更低，这表明持续指脉氧监测有助于早期识别低氧程度，早期干预，改善患者氧合情况，从而降低低氧血症带来的全身炎症反应，这可能会改善患者的预后。
脉搏血氧仪已广泛用于急诊、围手术期、门诊及住院等多种临床环境中检测低氧血症[26]，持续进行脉氧监测还能有效指导儿童和成人的氧疗。 Mascoll ⁃Robertson 等[27] 通过对 24 h 持续监测下的 SpO2数据进行分析，发现使用持续气道正压通气 （continuous positive airway pressure，CPAP）/HFNC治疗的患儿24 h内T86≥15%，其72 h内发生呼吸支持升级事件的可能性大大增加。此外，Gentle 等[28] 构建 SpO2直方图和规范式的护理流程来决定临床是否调整氧疗参数，研究发现配备持续脉氧监测的规范式护理流程可显著降低低氧血症患儿的病死率。这些研究已在儿科领域中证实了持续脉氧监测对氧疗的指导价值，本研究中持续脉氧监测组纳入对象为病毒性肺炎伴低氧血症的成人患者，其平均年龄为（72.95±10.95）岁，同样对48 h内发生早期氧疗升级事件的肺炎患者SpO2数据进行分析，发现其入院24 h的脉氧监测参数T86~T94高于无氧疗升级事件的患者。此外，有研究发现相比SpO2L和mSpO2， SpO2失饱和的累计时间百分比更能反映氧合状态的变化，有助于识别缺氧高风险的新生儿[29-30]。本研究应用ROC 曲线分析脉氧监测参数对诊断早期发生氧疗升级事件的价值，发现脉氧参数T92的价值更佳。因此，动态评估患者低氧血症的改善情况及严重程度，选取 T92的脉氧参数应该比 SpO2L及 mSpO2 更具临床指导价值。
当肺炎伴低氧血症患者低氧程度加重时，临床常采用BiPAP或者HFNC进行治疗。BiPAP能够有效克服肺炎患者自主呼吸产生的对抗性，从而减少与缺氧代偿相关的心肺做功，降低氧耗[31]。本研究发现升级至BiPAP呼吸支持的患者48 h内仍可能再发生氧疗升级事件，再次升级患者的脉氧参数T94、T92大于无升级患者。此外，通过对BiPAP患者脉氧监测数据的深入分析，观察到持续指脉氧监测组 BiPAP日有突发的SpO2失饱和，并伴有脉率上升的低氧事件，发现其与 BiPAP 脱机有关。升级组中 SpO2失饱和的下降幅度和下降面积较无升级组更大，推测与升级组患者在监测背景日中存在氧储备能力不足有关。当患者氧储备能力低下时，其SpO2 失饱和时的机体代偿能力下降，失饱和时的幅度和下降面积越大。此外，本研究发现SpO2失饱和的下降面积诊断氧疗升级事件的AUC 较其余脉氧参数更大，诊断能力更佳。这表明SpO2失饱和的下降面积是脉氧下降幅度和时间的综合指标，预测氧疗升级有较高的敏感性。基于以上发现，认为BiPAP日脱机下 SpO2失饱和的脉氧参数特征可以作为氧疗升级的前瞻性预测指标，即当患者 SpO2失饱和的 DA>75.88%×min时，临床医师需要关注该患者是否需要提升当前的氧疗参数和呼吸机参数，并床旁查看患者心肺情况。
COVID⁃19 患者 T 淋巴细胞和单核细胞产生大量 IL⁃6 和肿瘤坏死因子α等细胞因子，诱发机体产生炎症风暴，导致机体免疫系统紊乱和严重肺损伤[32]。本研究对COVID⁃19肺炎患者定期监测体内细胞因子 IL⁃6 的浓度变化，并进行病情变化的判断，发现病毒性肺炎伴低氧血症患者的IL⁃6血清水平不仅高于正常血清水平，且与脉氧参数T86~92呈正相关，其机制与肺上皮暴露于低氧压力下并通过缺氧诱导因子⁃1α（hypoxia⁃inducible factor 1α，HIF⁃1α） 依赖性方式上调IL⁃6表达有关[33]。另外，本研究发现CRP和体现低氧程度的诸多脉氧参数相关，这与 Miyata 等[34] 的研究结果相似。Xue 等[35] 研究发现， COVID⁃19肺炎患者血清IgG和IgA与低氧程度的变化密切相关，并反映患者肺的渗出面积。本课题组的研究也发现IgG和脉氧参数相关，推测与COVID⁃ 19患者肺渗出浸润影响氧合有关[36]。这些结果均表明肺炎伴严重低氧会引发炎症反应并损伤机体免疫功能[37-39]，高水平IL⁃6、CRP和IgG提示肺炎患者预后不良。因此，对于肺炎伴低氧患者，IL⁃6、 CRP和IgG检测值得临床关注及推荐。
肺炎的成功治疗依托标准化的药物治疗、并发症干预、液体管理和及时有效的氧疗[40-41]。本研究入组了2022年12月—2023年3月COVID⁃19肺炎伴低氧血症患者，入组时两组患者病情严重度及基线值无明显差异。两组虽然在住院日和病死率上无明显差异，但使用持续指脉氧监测组的患者能早期发现进行性加重的低氧事件，提前进行氧疗升级，其氧合指数改善情况较常规指脉氧监测组更佳，低氧血症的时间更短。已有研究表明肺炎患者氧疗时的SpO2水平与其预后密切相关[7]。因此，尽早纠正缺氧并持续监测脉氧水平是改善肺炎患者预后的关键因素。本研究采取的氧疗监测法可以尽快识别患者低氧程度，及时纠正低氧血症和减轻炎症反应，有助于改善肺炎伴低氧血症患者的预后。
可携带的腕表式指脉氧监测仪器，不仅可持续记录、分析患者指脉氧，还可辅助评估患者外出检查、脱离病床后的日常活动、康复锻炼、远程医疗保健等不同医疗场景下的指脉氧情况[42]，因而广泛应用于临床诊疗。本研究表明，持续指脉氧监测可用于指导肺炎伴低氧血症患者的氧疗，有助于减少 ABG次数，且可早期识别低氧程度以便于氧疗方案的调整，并预测氧疗升级事件，因此具有床旁决策指导价值，有理由推广应用于临床诊疗，尤其适用于缺乏持续监测技术的普通病房。
利益冲突声明：
全体作者声明没有利益冲突。
Conflict of Interests：
The authors declared no conflict of interests.
作者贡献声明：
王诗绮负责酝酿和设计实验、实施研究、采集数据、分析及解释数据、论文撰写；陈幼花、徐小俊、宋玮、李莉和赵新云负责采集数据、分析及解释数据、统计分析；孙培莉负责酝酿和设计实验、实施研究、对文章的知识性内容作批评性审阅、研究经费支持。
Author’s Contributions：
WANG Shiqi was responsible for conceiving and designing the experiments，conducting the study, collecting data，analyz⁃ ing and interpreting the data, and writing the paper；CHEN Youhua，XU Xiaojun，SONG Wei，LI Li，and ZHAO Xinyun were responsible for collecting data，analyzing and interpreting the data，and performing statistical analysis；SUN Peili was responsible for conceiving and designing the experiments， conducting the study，and critically reviewing the intellectual content of the article，research funding support.
图1监测组在 BiPAP 治疗中脱机下发生低氧事件的脉氧和脉率图
Figure1Pulse oxygen and pulse rate graphs of hypoxic events during BiPAP treatment in the monitoring group
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图2指脉氧监测参数诊断早期氧疗升级事件的 ROC 曲线分析
Figure2ROC curve analysis of pulse oximetry monitor⁃ ing parameters for the diagnosis of early oxygen therapy escalation events
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图3持续指脉氧监测组脉氧及脉率监测参数与炎症和免疫因子的相关性分析
Figure3Correlation analysis between monitoring parameters and inflammation or immune factors in continuous pulse oximetry group
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图4指脉氧监测参数诊断BiPAP 呼吸支持下早期氧疗升级事件的 ROC 曲线分析
Figure4ROC curve analysis of pulse oximetry monitoring parameters for diagnosing early oxygen therapy escalation events on BiPAP respiratory support
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表2肺炎伴低氧血症患者的实验检查资料
Table2Experimental examination data of pneumonia patients with hypoxemia
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表3两组住院日、ABG次数、病死率、氧疗过程的比较
Table3Comparison of hospitalization days，ABG counts，deaths，and course of oxygen therapy between the two groups
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表4两组在第（7±1）天的PaO2、PaO2/FiO2和炎症指标（IL⁃6、CRP）的水平比较
Table4Comparison of PaO2，PaO2/FiO2 and inflammatory factors（IL⁃6 and CRP）on day（7±1）between the two groups
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表5持续指脉氧监测组升级组和未升级组的指脉氧、脉率监测结果
Table5Parameters related to pulse oximetry and pulse rate in the escalation and no⁃escalation groups of the continuous pulse oximetry monitoring group
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表6持续指脉氧监测组BiPAP患者呼吸机氧疗首日时的脉氧参数
Table6Pulse oxygen parameters of BiPAP patients in the continuous pulse oximetry monitoring group during the first day of ventilator oxygen therapy
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| [1] |
SHIRATA M, ITO I, ISHIDA T,et al. Development and validation of a new scoring system for prognostic prediction of community-acquired pneumonia in older adults[J]. Sci Rep,2021,11(1):23878
|
| [2] |
RAHMAN A E, HOSSAIN A T, NAIR H,et al. Prevalence of hypoxaemia in children with pneumonia in low-income and middle-income countries:a systematic review and meta-analysis[J]. Lancet Glob Health,2022,10(3):e348-e359
|
| [3] |
PÓVOA P, MARTIN-LOECHES I, RAMIREZ P,et al. Biomarker kinetics in the prediction of VAP diagnosis:results from the BioVAP study[J]. Ann Intensive Care,2016,6(1):32
|
| [4] |
POLITANO A D, RICCIO L M, LAKE D E,et al. Predicting the need for urgent intubation in a surgical/trauma intensive care unit[J]. Surgery,2013,154(5):1110-1116
|
| [5] |
ROCA O, CARALT B, MESSIKA J,et al. An index combining respiratory rate and oxygenation to predict outcome of nasal high-flow therapy[J]. Am J Respir Crit Care Med,2019,199(11):1368-1376
|
| [6] |
NISHIYAMA K, ICHIKADO K, ANAN K,et al. The ROX index(Index combining the respiratory rate with oxygenation)is a prognostic factor for acute respiratory distress syndrome[J]. PLoS One,2023,18(2):e0282241
|
| [7] |
XIE J, COVASSIN N, FAN Z Y,et al. Association between hypoxemia and mortality in patients with COVID-19[J]. Mayo Clin Proc,2020,95(6):1138-1147
|
| [8] |
中华人民共和国国家卫生健康委员会办公厅, 中华人民共和国国家中医药管理局综合司. 新型冠状病毒感染诊疗方案（试行第十版）[J]. 中国医药,2023,18(2):161-166.General Office of the National Health Commission of the People’s Republic of China, General Department of the State Administration of Traditional Chinese Medicine of the People’s Republic of China. Diagnostic and therapeutic program for novel coronavirus infection(Trial 10th edition)[J]. Chinese Medicine,2023,18(2):161-166
|
| [9] |
O’DRISCOLL B R, HOWARD L S, EARIS J,et al. BTS guideline for oxygen use in adults in healthcare and emergency settings[J]. Thorax,2017,72(Suppl 1):ii1-ii90
|
| [10] |
TULAIMAT A, PATEL A, WISNIEWSKI M,et al. The validity and reliability of the clinical assessment of increased work of breathing in acutely ill patients[J]. J Crit Care,2016,34:111-115
|
| [11] |
LAM F, SUBHI R, HOUDEK J,et al. The prevalence of hypoxemia among pediatric and adult patients presenting to healthcare facilities in low-and middle-income countries:protocol for a systematic review and meta-analysis[J]. Syst Rev,2020,9(1):67
|
| [12] |
FAN G H, ZHOU Y C, ZHOU F,et al. The mortality and years of life lost for community-acquired pneumonia before and during COVID-19 pandemic in China[J]. Lancet Reg Health West Pac,2024,42:100968
|
| [13] |
HU B, GUO H, ZHOU P,et al. Characteristics of SARS-CoV-2 and COVID-19[J]. Nat Rev Microbiol,2021,19(3):141-154
|
| [14] |
吴桢珍, 刘媛, 朱然然, 等.11 例新型冠状病毒肺炎患者临床特征及预后分析[J]. 南京医科大学学报（自然科学版）,2020,40(5):627-630. WU Z Z, LIU Y, ZHU R R,et al. Clinical characteristics and prognosis of 11 patients with novel coronavirus pneumonia[J]. Journal of Nanjing Medical University(Natural Sciences),2020,40(5):627-630
|
| [15] |
SIMONSON T S, BAKER T L, BANZETT R B,et al. Silent hypoxaemia in COVID-19 patients[J]. J Physiol,2021,599(4):1057-1065
|
| [16] |
HOOLI S, KING C, MCCOLLUM E D,et al. In-hospital mortality risk stratification in children aged under 5 years with pneumonia with or without pulse oximetry:a secondary analysis of the pneumonia research partnership to assess WHO recommendations(PREPARE)dataset[J]. Int J Infect Dis,2023,129:240-250
|
| [17] |
ABRAHAM E A, VERMA G, ARAFAT Y,et al. Comparative analysis of oxygen saturation by pulse oximetry and arterial blood gas in hypoxemic patients in a tertiary care hospital[J]. Cureus,2023,15(7):e42447
|
| [18] |
PRASAD H, VEMPALLI N, AGRAWAL N,et al. Correlation and agreement between arterial and venous blood gas analysis in patients with hypotension-an emergency department-based cross-sectional study[J]. Int J Emerg Med,2023,16(1):18
|
| [19] |
STORRE J H, MAGNET F S, DREHER M,et al. Transcutaneous monitoring as a replacement for arterial PCO(2)monitoring during nocturnal non-invasive ventilation[J]. Respir Med,2011,105(1):143-150
|
| [20] |
GERDUNG C A, ADELEYE A, KIRK V G. Noninvasive monitoring of CO2 during polysomnography:a review of the recent literature[J]. Curr Opin Pulm Med,2016,22(6):527-534
|
| [21] |
MALLAT J, LAZKANI A, LEMYZE M,et al. Repeatability of blood gas parameters, PCO2 gap,and PCO2 gap to arterial-to-venous oxygen content difference in critically ill adult patients[J]. Medicine,2015,94(3):e415
|
| [22] |
KALLET R H, BRANSON R D, LIPNICK M S. Respiratory drive,dyspnea,and silent hypoxemia:a physiological review in the context of COVID-19[J]. Respir Care,2022,67(10):1343-1360
|
| [23] |
KIEKKAS P, TSEKOURA V, ARETHA D,et al. Nurse understaffing is associated with adverse events in posta-naesthesia care unit patients[J]. J Clin Nurs,2019,28(11/12):2245-2252
|
| [24] |
WALKER P J B, BAKARE A A, AYEDE A I,et al. Using intermittent pulse oximetry to guide neonatal oxygen therapy in a low-resource context[J]. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed,2020,105(3):316-321
|
| [25] |
BLUM F E, LUND E T, HALL H A,et al. Reevaluation of the utilization of arterial blood gas analysis in the intensive care unit:effects on patient safety and patient outcome[J]. J Crit Care,2015,30(2):438.e1-438.e5
|
| [26] |
NARDINI S, CORBANESE U, VISCONTI A,et al. Improving the management of patients with chronic cardiac and respiratory diseases by extending pulse-oximeter uses:the dynamic pulse-oximetry[J]. Multidiscip Respir Med,2023,18(1):922
|
| [27] |
MASCOLL-ROBERTSON K K, VISCARDI R M, WOO H C. The objective use of pulse oximetry to predict respiratory support transition in preterm infants:an observational pilot study[J]. Respir Care,2016,61(4):416-422
|
| [28] |
GENTLE S, EL-FERZLI G, WINTER L,et al. Oxygen saturation histogram monitoring to reduce death or retinopathy of prematurity:a quality improvement initiative[J]. J Perinatol,2020,40(1):163-169
|
| [29] |
BORENSTEIN-LEVIN L, KONIKOFF L, SOLIMANO A. Clinical quantification of SpO2 instability using a new histogram classification system:a clinical study[J]. Pediatr Res,2020,87(4):716-720
|
| [30] |
BORENSTEIN-LEVIN L, POPPE J A, VAN WETERIN-GEN W,et al. Oxygen saturation histogram classification system to evaluate response to doxapram treatment in preterm infants[J]. Pediatr Res,2023,93(4):932-937
|
| [31] |
GRIECO D L, MAGGIORE S M, ROCA O,et al. Non-invasive ventilatory support and high-flow nasal oxygen as first-line treatment of acute hypoxemic respiratory failure and ARDS[J]. Intensive Care Med,2021,47(8):851-866
|
| [32] |
QIN R D, HE L, YANG Z W,et al. Identification of parameters representative of immune dysfunction in patients with severe and fatal COVID-19 infection:a systematic review and meta-analysis[J]. Clin Rev Allergy Immunol,2023,64(1):33-65
|
| [33] |
MAWAMBO G, OUBAHA M, ICHIYAMA Y,et al. HIF1α-dependent hypoxia response in myeloid cells requires IRE1α[J]. J Neuroinflammation,2023,20(1):145
|
| [34] |
MIYATA Y, INOUE H, HIRAI K,et al. Serum cystatin C and CRP are early predictive biomarkers for emergence of hypoxia in COVID-19[J]. Am J Med Sci,2022,364(6):706-713
|
| [35] |
XUE M S, ZHANG T, HU H S,et al. Predictive effects of IgA and IgG combination to assess pulmonary exudation progression in COVID-19 patients[J]. J Med Virol,2021,93(3):1443-1448
|
| [36] |
CHO S H, RAYBUCK A L, STENGEL K,et al. Germinal centre hypoxia and regulation of antibody qualities by a hypoxia response system[J]. Nature,2016,537(7619):234-238
|
| [37] |
COPAESCU A, SMIBERT O, GIBSON A,et al. The role of IL-6 and other mediators in the cytokine storm associated with SARS-CoV-2 infection[J]. J Allergy Clin Immunol,2020,146(3):518-534
|
| [38] |
BHATTACHARYA S, AGARWAL S, SHRIMALI N M,et al. Interplay between hypoxia and inflammation contributes to the progression and severity of respiratory viral diseases[J]. Mol Aspects Med,2021,81:101000
|
| [39] |
SHERIFF A, KAYSER S, BRUNNER P,et al. C-reactive protein triggers cell death in ischemic cells[J]. Front Immunol,2021,12:630430
|
| [40] |
METLAY J P, WATERER G W, LONG A C,et al. Diagnosis and treatment of adults with community-acquired pneumonia. An official clinical practice guideline of the American thoracic society and infectious diseases society of America[J]. Am J Respir Crit Care Med,2019,200(7):e45-e67
|
| [41] |
MARTIN-LOECHES I, TORRES A, NAGAVCI B,et al. ERS/ESICM/ESCMID/ALAT guidelines for the management of severe community-acquired pneumonia[J]. Eur Respir J,2023,61(4):2200735
|
| [42] |
ROSIC T, PETRINA N, BAYSARI M,et al. Patient and clinician use characteristics and perceptions of pulse oximeter use:a scoping review[J]. Int J Med Inform,2022,162:104735
|
- [1]许仁勇 李时珍.高浓度氧疗和无创血氧饱和度监测在纤维支气管镜检查时的应用[J].上海医学,1995,18(4):214-215.
- [2]陈志.脉搏血氧饱和度监测在重度颅脑损伤护理中的指导作用[J].华北煤炭医学院学报,2004,6(6):789-789.
- [3]葛梅,李冬梅,戴群.脉搏血氧饱和度监测在呼吸衰竭中的应用和护理[J].中国医学创新,2006,3(8):211-212.
- [4]朋立超 后承林.老年人腹部手术围术期脉搏氧饱和度的监测[J].皖南医学院学报,1995,14(1):27-28.
- [5]陆云燕.脉搏血氧饱和度监测在脑卒中病人监护中的作用[J].医学文选,2005,24(2):235-236.
- [6]牛录美,郑广德,张达仁.全麻术后SpO_2监测[J].河北医科大学学报,1995(2).
- [7]孙迎军.脉搏氧饱和度监护仪在563新生儿疾病中的应用[J].徐州医学院学报,2001,21(2):154-155.
- [8]牛录美 郑广德.全麻术后SpO2监测[J].河北医学院学报,1995,16(2):76-77.
- [9]丁晓萍.麻醉中脉搏血氧饱和度监测的意义[J].南通医学院学报,1995,15(1):46-46,54.
- [10]王桂云.脉搏血氧饱和度监测在重度脑外伤病人中的应用[J].中国乡村医生,2010,12(12):132-132.
- [11]赵贤玲,向东方,冯燕华,徐扬.脉搏血氧饱和度监测在无抽搐电休克治疗中的应用价值[J].中国民康医学,2012,24(5):548-549.
- [12]史可梅,吕国义,顾恩华,邓迺封.末梢脉搏—血氧饱和度监测在剖宫产新生儿中的应用价值[J].天津医科大学学报,2001,7(1):117-118.
- [13]李岚.经皮氧饱和度监测肺炎患儿[J].江西医学院学报,2002,42(3):126-126.
- [14]权亚玲,关玉莲徐萍.脉搏血氧饱和度监测在ICU中的应用与护理干预[J].基层医学论坛,2007,11(11):985-986.
- [15]马汉祥,刘红,施伟忠.脉搏血氧饱和度的临床监测进展[J].宁夏医学杂志,2003,25(2):125-127.
- [16]刘晓雪,杨莉,钱传云.高流量鼻导管氧疗在高海拔性低氧血症中的应用[J].昆明医科大学学报,2022,43(12):88-92.
- [17]庞敏,王新玲,李南方.原发性高血压伴夜间低氧血症患者血浆醛固酮水平的变化[J].新疆医学,2005,35(5):24-25.
- [18]杨黎鸿,梅浙川,吕琳,沈薇,季道如,杨筠平.无痛胃镜给氧模式的探讨[J].第三军医大学学报,2011,33(17):1865-1867.
- [19]于永群.脉搏血氧饱和度和呼气末二氧化碳监测在妇科腹腔镜手术中的价值[J].中国煤炭工业医学杂志,2004,7(9):821-822.
- [20]孙俊美,李铭,刘颖,王古岩,吴黎黎.THRIVE在麻醉后恢复室治疗低氧血症患者的效果评估[J].医学研究杂志,2024,53(7):125-129.