Blodgas vid andningssvikt i Covid-19-tider

Så här i tider av skenande antal fall med Covid-19 blir blodgasen alltmer viktig i akutsammanhang. Följande inlägg är en kort sammanfattning av blodgasbedömning vid hypoxisk respiratorisk svikt och hur parametrar på blodgasen kan användas för gradering av svårighetsgraden av respiratorisk insufficiens.

Bedömning av patienter med andningssvikt är komplext och blodgasen är endast en del bland flera parametrar som bör tas med i bedömningen. Publicerade erfarenheter av COVID-19 patienter från Kina och Italien beskriver ofta plötslig försämring i andningen och mycket snabba kliniska förlopp, varför tät monitorering och bedömning av trender i parametrar är viktigt för att fånga upp en snabb försämring. 

Författare: Björn Kolsrud och Mikael Birge

Uppdatering 2020-03-25: ARDS-definition kompletterad med WHOs tillägg för Covid-19

Vid hypoxisk respiratorisk svikt bör man även beakta att kroppens syretransporterande förmåga, vilken avgör hur mycket syre som kan transporteras till kroppens organ och perifiera vävnad, utgörs av flera komponenter där lungorna endast är en av dem. Andra viktiga komponenter är blodcirkulationen, antal syrebärande molekyler i blodbanan (Hb-molekylerna) och blodets pH-värde. En patient med Hb 70 g/L med 100% O2-saturation har mycket sämre syretransporterande förmåga än en patient med  Hb 140 g/L, och 95% O2-saturation, allt annat lika.

Indelning av respiratorisk svikt

Respirationssvikt kan översiktligt delas upp i

  • Typ I – hypoxisk respiratorisk svikt (pO2 är sänkt),
  • Typ II – hyperkapnisk respiratorisk svikt  (pCO2 är förhöjt) eller
  • kombinerad respiratorisk svikt (pO2 är sänkt, pCO2 är normalt/förhöjt ).

Vid generaliserade lunginflammationer, som exempelvis Covid-19, dominerar den hypoxiska komponenten genom ett uttalat inflammationstillstånd och shuntmekanism i det kardiopulmonella systemet. I de fall man ser en kombinerad hypoxisk- och hyperkapnisk svikt är det ofta i fall med en samvarierande lungfunktionsnedsättning (som KOL, neuromuskulär sjukdom, kyfioskolios) eller vid de fall patienten blir uttröttad vilket är ett sent och mycket allvarligt tecken.

Typfall blodgasprofil vid  hypoxisk respiratorisk svikt 

Patienter med akut hypoxisk respiratorisk svikt har generellt ett ökat andningsarbete (förhöjd andningsfrekvens, aktiverad accessorisk andningsmuskulatur, svårt att säga mer en enstaka ord i följd utan att hämta andan). Det man kan förvänta sig att hitta på blodgasen är ofta att

  • pO2 är sänkt (eller lägre än förväntat vid syrgastillförsel)
  • pCO2 sänkt, (arteriellt mellan 3-4,5 kPa)
  • pH normalt/lätt förhöjt (respiratorisk alkalos)

Viktigt att beakta är att vid hypoxisk svikt hos en patient med spridd pneumoni och ett ökat andningsarbete är ett normalt pCO2 eller ökande trend i pCO2 ett allvarligt tecken på även inadekvat ventilation och de patienterna bör omedelbart bedömas av läkare med kompetens inom intensivvård.

Vid Covid-19 är författarnas erfarenheter att om ingen anledning till acidos (njursvikt, cirk.svikt) finns ses ofta en lätt metabol alkalos, dvs BE >3 och bikarbonat >26.

Fraktion inandad syrgas (FiO2)

I normalfallet är fraktion syrgas i inandningsluften 21% vid havsnivå och ökar sedan beroende på administrerad syrgasmängd (liter/min) och administationssätt (vanlig grimma, öppen mask, reservoarmask, nasal högflödesgrimma, CPAP/BiPAP, ventilator). Vid behandling med nasal högflödesgrimma (NHF; HFNC/”optiflow”) och CPAP/BiPAP kan man ställa in FiO2 på apparaten och det anges då i procent, tex FiO2 50%. Vid övriga administrationssätt som vanlig näsgrimma, öppen mask (oximask) eller reservoarmask kan man estimera FiO2 utifrån antal liter O2/min som administeras.

En viktig aspekt att ta med vid bedömning av FiO2 estimerat vid behandling med enkel näsgrimma är att det det råder viss osäkerhet i hur mycket FiO2 som faktiskt leveras till alveolen. I litteraturen anges på flera ställen siffror på mellan 3-4% ökning av FiO2 per L syrgas/min via grimma men även lägre siffror som 2% FiO2 per liter /min förekommer (svenska infektionsläkarföreningens vårdprogram för pneumoni). Vi tror att man riskerar att underskatta patientens grad av hypoxisk svikt genom att räkna så lågt som 2% FiO2 per liter O2/min på grimma och räknar själva med åtminstone 3%. Nedan tabell är en sammanställning med av data om syrgas via grimma och mask. Värdena ska se som ungefärliga och bör användas med viss försiktighet. 

O2 flöde
(L/min)
Näsgrimma
FiO2
AGA-mask
FiO2
Hudson RCI mask
FiO2
Reservoarmask
FiO2
124-25%
226-28%
329-32%
433-37%33%
535%40%
637%44%56%
740%48%60%
852%64%
956%68%
1060%72%
1176%
12

80%

Begreppet PFI (PaO2 kPa / FiO2 %-Index) och gradering av hypoxisk respirationssvikt

Vid akut nytillkommen spridd inflammation i lungparenkymet, som vid ARDS och viruspneumoni orsakad av COVID-19, försvåras diffusionen av syrgas från alveolerna till lungartärerna vilket resulterar i låg syrgastension i artärblod (lågt PaO2).

Patienter med spridd lunginflammation har ofta varierande former av svårighetsgrad i diffusionsstörningen i lungorna, och kräver därför olika mycket syrgas för att upprätthålla ett adekvat pO2 i blodbanan. Ju svårare diffusionsstörningen är, desto högre procentandel syrgas krävs i inandningsluften för att upprätthålla ett acceptabelt pO2 i artärblodet vilket i förlängningen påverkar patientens syresaturation och syrgastransportern till vävnaden.

För att gradera hur uttalad diffusionsstörningen är kan man använda begreppet PFI (PaO2-FiO2-Index), vilket är kvoten mellan arteriell syrgastension i blodet (PaO2 i kPA) och andelen syrgas i inandningsluften (alveolen) i procent, FiO2.

                                                    ————–

PFI = Syrgastrycket i arteriellt blod (PaO2) / syrgastrycket i inandningsluften i lungan/alveoli ( FiO2 %)

                                                     ————–

Ett annat begrepp för samma sak är PaO2/FiO2-ratio som bland annat förekommer i Berlindefinitionen av ARDS, men då räknas PaO2 om till mmHG (görs genom att multiplicera kPA med ca 7,5x) och patienten ska definitionsmässigt andas mot ett positivt slutexpiratoriskt tryck (PEEP) på 5 cm H2O. Andra definitioner av ARDS kräver dock ej mekanisk ventilation.

Eftersom svenska blodgasapparater svarar ut PaO2 i kPA använder vi fortsättningsvis begreppet PFI i det här inlägget.

Gradering av hypoxisk svikt med PFI

  • Normalt PFI >50
  • Mild ARDS: PFI 26-40
  • Måttlig ARDS: PFI 13-26
  • Svår ARDS: PFI <13

Dessa gränser är avrundade, de bygger på amerikanska mått (PaO2 mmHg/FiO2 (%) där PaO2 100 resp 200 resp 300mmHg) och det är enklare att komma ihåg de avrundade värdena. Huruvida man kallar det ARDS beror på om sjukdomen som ger hypoxi är ett tillstånd som kan ge ARDS (nytillkomna bilaterala infiltrat ej orsakade av akutisering av hjärtsvikt eller annan kronisk åkomma), och patienten uppfyller kriterierna i övrigt.

Vid Covid-19 finns numera en ARDS-definition utan krav på mekanisk ventilation med PEEP 5cmH2O vilket annars är den konventionella definitionen (”Berlindefinitionen”).

Exempel på beräkning av PFI

  • PaO2 10kPa och FiO2 är 50% (0.5) ger 10/0,5= PFI 20 (måttlig ARDS)
  • PaO2 12kPa och FiO2 0.21 ger PFI 57 (=normalvärde)
  • PaO2 8kPa och FiO2 0.8 ger PFI 10 (=svår ARDS)

Förutsättningar

PFI-beräkning förutsätter att det inte finns någon hypoventilation, och som vid alla kliniska tillstånd är det därför bra att först bedöma patienten kliniskt och sedan bedöma blodgasen. Om patienten har ett rimligt andningsarbete i förhållande till klinisk bild och man ej ser tecken till höga pCO2 kan man beräkna PFI. PFI ska alltså ej beräknas ex vid KOL-exacerbation med hyperkapnisk respirationssvikt. 

 

Sammanfattning

  • Bedöm patienten kliniskt inklusive kardiopulmonellt status.
  • Vid syrgasbehandling på vanlig mask/grimma estimera FiO2 %
  • Ta en arteriell blodgas och bedöm PaO2, pCO2, pH, Hb
  • Beräkna PFI (PaO2 kPa / FiO2) och gradera svårighetsgraden av patientens diffusionsstörning.
  • Patienter med bilateral viruspneumoni, påverkat andningsarbete och tecken till diffusionsstörning på blodgasen bör bedömas av läkare med kompetens och erfarenhet av de patientgrupperna. Oftast innebär det specialist i anestesi/intensivvård eller motsvarande. Följ ditt lokala vårdprogram för bedömning av indikation för respiratorbehandling

Referenser

The ARDS Definition Task Force, Acute Respiratory Distress Syndrome The Berlin DefinitionJAMA. 2012;307(23):2526-2533. doi:10.1001/jama.2012.5669

Gustafsson J, Respiratorisk insufficiens (Rutin NU-sjukvården), Version 5.

https://infektion.net/wp-content/uploads/2017/05/vardprogram_pneumoni_2016.pdf

Nugent et al. Measurement of oxygen concentration delivered via nasal cannulae by tracheal sampling. Respirology (2014) 19, 538–543

Waldau, T. Evaluation of five oxygen delivery devices in spontaneously breathing subjects by oxygraphy. Anaesthesia 1998; 53: 256–263

WHO Interim Guidance, Clinical management of severe acute respiratory infection (SARI) when COVID-19 disease is suspected, 2020-03-13. WHO

Yartsev A. Definition, causes and differential diagnosis of ARDS, derangedphysiology.com. Åtkomst 2020-03-22.