酸中毒、乳酸和贫血与重症成人中具有临床意义的 SpO2-SaO2 差异相关

《The American Journal of the Medical Sciences》：Acidemia, Lactate, and Anemia Are Associated With Clinically Meaningful SpO 2–SaO 2 Discordance in Critically Ill Adults

　　

摘要

背景

脉搏血氧饱和度仪在重症监护病房护理中至关重要，然而临床上具有意义的SpO?–SaO?差异却十分常见，可能同时反映种族/民族差异和生理功能紊乱。酸中毒、高乳酸血症和贫血对这种差异的独立贡献尚未在一个大规模、多样化的重症监护病房队列中得到全面评估。

方法

我们利用血液气体与血氧饱和度关联数据集（BOLD）进行了一项回顾性队列研究。我们分析了5分钟内的患者级别配对SpO?和SaO?测量值，每次住院期间限制为一对测量值。在排除标准应用和满足血红蛋白、pH、乳酸、种族/民族以及预设协变量（包括过去24小时内的SOFA评分、平均动脉压和体温）的完整病例要求后，主要分析队列纳入10,094名成人。结局指标为带符号的差异值（ΔSat = SpO? ? SaO?）、具有临床意义的差异（|ΔSat| ≥4%）以及方向性误分类（低估≤?4；高估≥+4）。采用多变量线性回归、逻辑回归和多元回归进行分析；使用均值中心化变量检验pH × 乳酸的交互作用。

结果

平均ΔSat为0.93±3.74%，18.5%的患者符合|ΔSat| ≥4%的标准。pH较低、乳酸较高和血红蛋白较低独立地与差异相关。与白人患者相比，黑人和西班牙裔患者的SpO?高估更为显著（经调整后）。pH × 乳酸的显著交互作用提示在较低pH水平下，乳酸与ΔSat的关联有所减弱。在更大的敏感性队列中（N=18,804），研究结果保持一致。

结论

在危重成人中，酸中毒、高乳酸血症和贫血与具有临床意义的SpO?–SaO?差异相关，同时种族/民族间在高估方面仍存在持续差异。临床医生在代谢应激和贫血患者中应谨慎解读SpO?读数，并在存在临床疑虑时考虑进行确认性检测。

各章节摘要

引言

自20世纪70年代问世以来，脉搏血氧饱和度仪已被广泛用于危重监护中对动脉血氧饱和度的连续无创监测。¹ 尽管美国食品药品监督管理局要求与动脉血气共氧测定相比的均方根误差≤3%，但多项研究表明其准确性受患者因素影响，可能产生具有临床意义的SpO?–SaO?差异。¹

多项研究报告了脉搏血氧饱和度仪表现中的种族差异：黑人

数据来源

我们利用血液气体与血氧饱和度关联数据集（BOLD）进行了一项回顾性队列研究。该数据库通过系统化整合三个广泛认可的重症监护病房电子健康记录数据库——MIMIC-III、MIMIC-IV和eICU协作研究数据库（eICU-CRD）而建立。13, 14, 15, 16 BOLD采用了严格的方法，确保脉搏血氧饱和度（SpO?）和动脉血气（SaO?）测量值在5分钟时间窗口内精确配对，每位患者的测量记录限制为

基线特征

在10,094例获得5分钟内配对SpO?和SaO?测量值的重症监护病房患者的完整病例分析队列中，平均年龄为63.8 ± 16.6岁，女性占45.7%（表1）。该队列种族和民族多样性显著，其中白人7,821例（77.5%），黑人1,026例（10.2%），西班牙裔365例（3.6%），亚裔137例（1.4%），其他种族/民族745例（7.4%）。基线生理指标和疾病严重程度反映了中度危重的重症监护病房人群，中位SOFA评分为5

讨论

在这项纳入10,094例配对SpO?和SaO?测量值的大型多中心危重成人队列研究中，我们发现酸中毒、乳酸升高和贫血独立地与具有临床意义的SpO?–SaO?差异相关。近五分之一的患者（18.5%）表现出具有临床意义的差异（绝对ΔSat ≥4%），且不同种族和民族群体间在测量误差的幅度和方向上存在重要差异。黑人和西班牙裔患者

临床意义与建议

我们的研究结果对临床实践具有几方面重要意义。首先，临床医生应认识到脉搏血氧饱和度仪可能系统性地高估黑人和西班牙裔患者、贫血患者以及酸中毒患者的动脉血氧饱和度。在这些人群中，"正常"的SpO?读数可能掩盖真实的低氧血症，应降低获取确认性动脉血气分析的诊断阈值。^7,26

其次，具有临床意义的差异高发

优势与局限性

本研究具有几项重要优势。我们利用了一个经过严格筛选的大型数据集，SpO?和SaO?测量值精确时间配对，最大限度地减少了时间不同步带来的测量误差。我们的队列种族和民族多样性丰富，能够有力评估脉搏血氧饱和度仪表现中的差异。我们全面调整了代谢状态、血红蛋白、疾病严重程度和血流动力学参数，为独立关联提供了有力证据。此外

未来方向

未来研究应聚焦于以下几个关键领域。首先，需要使用客观皮肤色素测量方法的前瞻性研究来精确量化黑色素含量与脉搏血氧饱和度误差之间的关系。^26,28 其次，研究应评估基于患者特征的个体化SpO?目标能否在不增加高氧风险的情况下减少隐匿性低氧血症。^1,12 第三，新型脉搏血氧饱和度仪技术（包括激光设备和其他

结论

在这项大型危重成人队列中，酸中毒、乳酸升高和贫血独立地与具有临床意义的SpO?–SaO?差异相关。与白人患者相比，黑人和西班牙裔患者经历了更大的脉搏血氧饱和度高估，且与代谢和血流动力学因素无关。近五分之一的患者表现出具有临床意义的差异，代谢紊乱之间存在复杂的交互作用，影响

资金支持

本研究未获得公共、商业或非营利部门资金机构的任何专项资助。

作者贡献

Saqib Baig负责概念构思、研究方法、软件、正式分析、数据管理、撰写（审阅和编辑）、可视化和监督工作。Mina Ghbrial和Sheraz Khan负责文献综述，并参与撰写初稿和项目管理工作，同时参与撰写（审阅和编辑）。所有作者均符合ICMJE作者身份标准，并批准最终稿件提交。

生成式AI和AI辅助技术在写作过程中的声明

本文档在ChatGPT-5.2（由OpenAI开发的AI语言模型）的辅助下完成。AI被用于生成、优化文本，并提升文本的清晰度、连贯性和结构。所有内容由作者审阅、编辑和核实，以确保准确性、科学诚信以及与研究目标的契合。最终稿件的责任仍由作者承担。

数据可用性

支持本研究结果的数据来源于公开的BOLD数据集，可在 https://physionet.org/

Mina Ghbrial|Sheraz Khan|Saqib Baig

呼吸与危重症医学科、过敏与重症医学科，简·科曼呼吸研究所，西德尼·基梅尔医学院，托马斯·杰斐逊大学，宾夕法尼亚州费城