接受侵入性机械通气的成人ICU患者，在入住ICU后24小时内出现的早期低氧血症和高碳酸血症与30天死亡率的关系：一项在台湾开展的多中心回顾性队列研究

《Heart & Lung》：Early hypoxemia and hypercapnia within 24 hours of intensive care unit admission and 30-day mortality in adult ICU admissions with invasive mechanical ventilation during the ICU stay: a multicenter retrospective cohort study in Taiwan

　　

摘要

背景

早期动脉血气异常有助于风险分层，但对于需要侵入性机械通气的成人ICU患者而言，早期低氧血症、高碳酸血症以及酸碱状态的联合预后价值仍不确定。

研究目的

评估入院首日的氧合与二氧化碳指标与30天死亡率之间的关联。

方法

本研究为多中心回顾性队列研究，数据来源于2018至2020年的台湾重症监护登记系统。在11,912例需要侵入性机械通气的成人ICU患者中，有4960例拥有完整的首日动脉血气数据及可评估的30天生命体征数据。低氧血症定义为PaO2/FiO2<200毫米汞柱，高碳酸血症定义为paco2>45毫米汞柱。研究采用多变量逻辑回归分析，调整了年龄、性别、合并症、治疗限制因素以及非呼吸系统SOFA评分等变量。此外还进行了连续型PaO2/FiO2和PaCO2分析，并纳入了pH值、严重高碳酸血症、姑息治疗情况以及科室差异等因素。

结果

总体而言，4960例患者的30天死亡率为1141例，占比23.0%。与无预设动脉血气异常的患者相比，单纯低氧血症（调整后比值比[aOR]为1.63，95%置信区间为1.33–2.00）和低氧血症伴高碳酸血症（aOR为1.67，95%置信区间为1.21–2.32）与更高死亡率相关，而单纯高碳酸血症则无此关联（aOR为0.86，95%置信区间为0.54–1.39）。作为连续变量，即使在调整了非呼吸系统SOFA评分后，较低的PaO2/FiO2仍与死亡率相关，而PaCO2则未显示出明显的不良关联。

结论

早期低氧血症具有最明确的死亡率预测意义。对于轻度单纯高碳酸血症，需结合pH值、严重程度阈值以及疾病严重程度综合判断。

引言

需要侵入性机械通气的成人ICU患者群体较为复杂，涵盖急性呼吸衰竭、休克、术后危重疾病、神经系统损伤、气道保护需求、败血症以及多器官功能障碍等多种情况。虽然急性呼吸窘迫综合征是使用侵入性通气支持的重要指征，但它仅占这类接受机械通气的ICU患者的部分比例。因此，早期的生理指标应被视为广泛临床场景下的风险标志物，而非某种特定疾病的专属指标。

动脉血气检测是ICU早期诊疗流程中的常规检查。PaO2/FiO2比值能够直观反映氧合状况，是评估急性呼吸窘迫综合征严重程度的关键指标。而二氧化碳分压则反映通气功能，但其意义取决于具体病情：轻度高碳酸血症可能提示肺保护性通气、慢性代偿性疾病如慢性阻塞性肺疾病，或是伴有酸中毒的急性通气衰竭。因此，早期的氧合与二氧化碳数值虽具有临床参考价值，但其预后意义的解读会因严重程度阈值、pH值以及是否存在其他非呼吸系统器官功能障碍而有所不同。

以往的研究表明，在差异较大的ICU患者群体中，氧合目标值及实际达到的氧合水平并非简单易定的治疗标准。关于高碳酸血症的研究结果也并不一致：在中重度急性呼吸窘迫综合征中，严重高碳酸血症与更差的预后相关，而在更广泛的危重疾病群体中，经调整后的关联则有所不同。本研究旨在探讨ICU入院24小时内的早期低氧血症和高碳酸血症是否与30天死亡率相关，同时还加入了连续型PaO2/FiO2和PaCO2分析、pH值分析、严重高碳酸血症敏感性分析以及科室差异分析。

章节节选

研究设计与背景

本研究为基于电子健康记录的回顾性多中心队列研究，所使用的数据来源于台湾各三级医院的TW-CORE重症监护登记系统。研究时间跨度为2018年1月1日至2020年12月31日，由于TW-CORE的系统结构是以每次ICU入院为单元，因此分析单位也为ICU入院病例。

TW-CORE系统中包含行政信息、患者身份标识、ICU类型及科室标识等信息。

研究人群与筛选标准

在研究期间，共有16,692例成人ICU入院病例被记录在案，其中11,912例患者在ICU住院期间接受了侵入性机械通气治疗。在这些患者中，6227例缺乏完整的首日动脉血气数据，另有725例虽然有完整的动脉血气数据，但30天的生命体征无法评估，最终共有4960例患者纳入分析范围（见图1）。在所有患者中，62.4%即3093例患者没有预设的动脉血气异常，5.9%即293例患者仅有高碳酸血症，23.8%即1181例患者仅有低氧血症。

主要研究发现

在主要分析模型中，早期氧合功能异常与更高的30天死亡率存在明确关联。无论是单纯低氧血症还是低氧血症伴高碳酸血症，都与更高的30天死亡率相关。而在调整了年龄、性别、PaCO2值以及非呼吸系统SOFA评分后，较低的PaO2/FiO2值仍与死亡率相关。而被定义为PaCO2>45毫米汞柱的单纯高碳酸血症，则与较高的调整后死亡率无关。不过这一结论需谨慎对待，因为

结论

在ICU住院期间需要侵入性机械通气的成人患者中，入院24小时内的早期低氧血症与更高的30天死亡率相关。而PaCO2>45毫米汞柱所代表的单纯高碳酸血症，则与较高的调整后死亡率无关，但这一结论主要适用于轻度早期高碳酸血症病例，不适用于严重高碳酸血症或急性呼吸性酸中毒患者。这些观察性研究结果提示，在早期应对此类患者时应保持谨慎态度。

资金支持

本研究未获得任何外部资金支持。

机构审查委员会声明

本研究已获得协调中心的机构审查委员会批准（审批编号未公开；审批日期为2022年1月14日），研究过程严格遵守《赫尔辛基宣言》的要求。

知情同意声明

鉴于本研究为回顾性研究且使用的是去识别化数据，因此无需获得患者知情同意，该决定已获得机构审查委员会的批准。

关于稿件撰写过程中生成式AI及AI辅助技术的声明

在稿件修订阶段，使用了AI辅助技术来帮助进行语言编辑、整理审稿人反馈、格式调整以及代码校验。所有内容均由作者亲自审核、验证和修改，作者对稿件的准确性、完整性及原创性承担全部责任。AI辅助技术并未作为作者列出，也未独立做出任何科学决策。

CRediT作者贡献说明

Wei-Hung Chang： 撰写——审阅与编辑。Kuan-Pen Yu： 可视化、概念构建。Li-Kuo Kuo： 监督指导。Chung Lee： 撰写——初稿撰写。

Wei-Hung Chang|Kuan-Pen Yu|Li-Kuo Kuo|Chung Lee

台湾台北市10449，麦凯纪念医院重症医学科