Oxygeneringsindex (OI)

Klinisk bakgrund

Oxygeneringsindex (OI) fyller en funktion som P/F-kvoten inte fyller: det fångar inte bara hur dåligt gasutbytet är, utan också hur mycket respiratorstöd som krävs för att uppnå det. P/F-kvoten (PaO₂/FiO₂) missar helt ventilatorns trycknivå, vilket innebär att två patienter med identisk P/F-kvot kan ha helt olika lungsvikt om den ena nås med låg och den andra med hög PEEP och högt medelluftvägstryck. OI väger in medelluftvägstrycket och speglar därmed både lungans skada och intensiteten i det understöd som krävs för att oxygenera patienten.

Instrumentet utvecklades ursprungligen för neonatal andningssvikt och adopterades senare för pediatrisk ARDS genom PALICC:s konsensusdokument 2015 [1]. PALICC-2 från 2023 bekräftar att OI kvarstår som primär mätmetod för svårighetsgrad vid invasiv ventilation hos barn med PARDS [2]. För vuxna är P/F-kvoten fortfarande den etablerade metriken i Berlin-definitionen, men OI har validerats i flera vuxenkohorter och visat jämförbar eller bättre prognostisk förmåga [3, 4].

Beräkning av Oxygeneringsindex

$$\text{OI} = \frac{\text{FiO}_2 , [$$

FiO₂ anges i procent (21 till 100), medelluftvägstryck i cmH₂O och PaO₂ i mmHg. Resultatet är dimensionslöst och högre värden indikerar sämre oxygenering. I den traditionella litteraturen skrivs formeln ibland som OI = (FiO₂ × MAP × 100) / PaO₂ med FiO₂ som andel (0 till 1); matematiskt ger båda samma resultat när FiO₂ anges som procent, vilket är det format kalkylatorn använder.

Medelluftvägstrycket är den genomsnittliga trycknivån i luftvägarna under en hel andningscykel och läses av direkt från respiratorn. Det påverkas av PEEP, inspiratoriskt toptryck, I:E-kvot och flowprofil, och är därmed en integrerad variabel som speglar såväl lungans komplians som ventilatorns inställda understöd.

PALICC-gruppen föreslog 2015 OI som primär svårighetsgradsmetrik för pediatrisk ARDS vid invasiv ventilation baserat på en panel av 27 experter och en modifierad Delphi-metod [1]. Svårighetsgradskategorierna för pediatrisk ARDS vid invasiv ventilation är:

Dessa trösklar gäller barn och unga vid invasiv ventilation. För patienter med noninvasiv ventilation (CPAP eller BiPAP med minst 5 cmH₂O) använder PALICC P/F-kvoten i stället, eftersom medelluftvägstrycket inte är jämförbart mellan invasiva och noninvasiva system [1].

Tolkning i praktiken

OI är ett trendverktyg snarare än ett engångsmått. Enstaka värden inom det måttliga bandet kan förekomma vid tillfälliga deskaleringar eller justeringar; det är förloppet över timmar till dygn som är kliniskt meningsfullt. En stigande OI trots oförändrat eller eskalerat ventilatorstöd signalerar försämrat gasutbyte och bör föranleda revidering av behandlingsstrategin.

Vid ECMO-bedömning används OI som en av flera parametrar, inte som ett ensamt kriterium. Hos vuxna patienter med svår ARDS har OI >13,5 på dag 1 identifierats som en tröskel med sjufaldigt ökad dödlighetsrisk i en COVID-19-kohort, vilket stödjer att värden i det svåra intervallet bör trigga tidig diskussion om extrakorporalt stöd [3]. Beslutet om ECMO ska dock väga in etiologi, reversibilitet, tidslinje och komorbiditet, inte enbart OI.

Validering och prestanda

Den pediatriska valideringen vilar på PALICC:s och PALICC-2:s konsensusprocesser [1, 2]. PALICC-2 inkluderade 52 kliniska experter från 15 länder och producerade 146 rekommendationer med över 80 procentig överenskommelse, men genomförde ingen ny prospektiv validering av OI:s diskrimination i en separat kohort [2]. PALICC:s svårighetsgradskategorier bygger på expertkonsensus snarare än på en empiriskt härledd riskmodell med extern validering.

Hos vuxna har OI utvärderats i ARDSNet-databasen. Dechert m.fl. testade en åldersjusterad variant av OI (AOI) mot 28-dagarsmortalitet i ALVEOLI-sektionen av ARDSNet och validerade i den fullständiga ARDSNet-databasen, med AUC 0,70 till 0,78 för dag 1 till 4 [4]. Detta placerar OI i samma diskriminerande omfång som APACHE II för ARDS-mortalitet.

I en retrospektiv indisk kohort av 203 vuxna COVID-19-ARDS-patienter (OXIVA-CARDS) var OI starkt korrelerat med P/F-kvoten (r = −0,753) och predigerade mortalitet med AUC 0,752 (95 % KI 0,684 till 0,819) på dag 1 [3]. En OI-tröskel på 13,5 på dag 1 associerades med sju gånger högre dödlighet. OI presterade numerellt bättre än P/F-kvoten som mortalitetsprediktor i denna kohort.

DesPrez m.fl. utvärderade den icke-invasiva surrogaten OSI (oxygeneringsmättnadsindex, med SpO₂ i stället för PaO₂) hos 329 ARDS-patienter och fann stark korrelation mellan OI och OSI (rho = 0,862) [5]. OSI var oberoende associerat med sjukhusdödlighet (OR 1,228 per 5-poängsökning) och med färre ventilatorfria dagar. I patienter under 40 år var OSI:s AUC för mortalitetsprediktion 0,779, vilket tyder på att den icke-invasiva varianten kan vara ett rimligt alternativ när arteriell provtagning saknas.

Begränsningar

OI kräver en arteriell blodgas och därmed en arteriell kateter eller punktion. Detta är en praktisk nackdel i resursknappa miljöer och hos patienter där arteriell access är svåretablerad. OSI kan användas som ett icke-invasivt alternativ, men har inte validerats lika brett och bygger på pulsoximetri, som är beroende av perifer cirkulation och kan felvisa vid låg perfusion.

Instrumentet gäller endast invasivt ventilerade patienter. Medelluftvägstrycket är inte jämförbart mellan invasiv och noninvasiv ventilation, och PALICC rekommenderar därför P/F-kvoten för noninvasivt ventilerade barn [1]. OI ska inte användas för spontanandande patienter.

En specifik fallgrop är att OI förändras med ventilatorinställningar även om lungskadan är oförändrad. En ökning av PEEP som sänker PaO₂ på grund av minskad venös retur eller överdistension kan driva upp OI utan att lungskadan faktiskt förvärrats. Minskning av PEEP kan sänka OI utan att patienten är bättre. Detta gör att OI måste tolkas i samband med aktuella ventilatorinställningar och inte isolerat.

De pediatriska PALICC-trösklarna (4, 8 och 16) är konsensusbaserade och inte empiriskt härledda i en stor prospektiv valideringskohort. Deras överföring till vuxna patienter är inte validerad, och de vuxna studier som finns använder andra trösklar (till exempel 13,5 i OXIVA-CARDS) som härletts retrospektivt i specifika kohorter [3]. Ingen av dessa trösklar har fastställts i en prospektiv multicenterstudie med extern validering för vuxna.

Patienter med cyanotisk medfödd hjärtsjukdom eller kronisk lungsjukdom på basal ventilation ska enligt PALICC inte stratifieras med OI eller OSI, eftersom baselines syresättning och fysiologi skiljer sig från akutPARDS-populationen [1].

Källor

1. Pediatric Acute Lung Injury Consensus Conference Group. Pediatric Acute Respiratory Distress Syndrome: Consensus Recommendations From the Pediatric Acute Lung Injury Consensus Conference. Pediatr Crit Care Med 2015;16(5):428-39. PMID: 25647235
2. Emeriaud G, López-Fernández YM, Iyer NP m.fl. Executive Summary of the Second International Guidelines for the Diagnosis and Management of Pediatric Acute Respiratory Distress Syndrome (PALICC-2). Pediatr Crit Care Med 2023;24(2):e426-e781. PMID: 36661420
3. Vadi S, Suthar D, Sanwalka N. Correlation and Prognostic Significance of Oxygenation Indices in Invasively Ventilated Adults (OXIVA-CARDS) with COVID-19-associated ARDS: A Retrospective Study. Indian J Crit Care Med 2023;27(11):801-805. PMID: 37936792
4. Dechert RE, Park PK, Bartlett RH. Evaluation of the oxygenation index in adult respiratory failure. J Trauma Acute Care Surg 2014;76(2):469-73. PMID: 24458052
5. DesPrez K, McNeil JB, Wang C m.fl. Oxygenation Saturation Index Predicts Clinical Outcomes in ARDS. Chest 2017;152(6):1151-1158. PMID: 28823812