🇸🇪 SpO2/FiO2-ratio

Klinisk bakgrund

Bedömning av syresättning vid misstänkt ARDS har traditionellt krävt artärblodgas för att beräkna PaO₂/FiO₂-kvoten, som ingår i både Berlin-definitionen och dess föregångare. Artärblodgas är dock inte alltid omedelbart tillgänglig, särskilt inte utanför intensivvården eller i resursbegränsade miljöer. SpO₂/FiO₂-kvoten togs fram för att överbrygga detta gap: en icke-invasiv surrogatmarkör som kan beräknas från pulsoximetri och den inställda syrekoncentrationen, utan att kräva arteriell punktion. Instrumentet fyller två funktioner: det möjliggör tidigare identifiering av patienter som uppfyller hypoxemikriteriet för ARDS, och det minskar behovet av upprepade artärblodgaser hos patienter där den primära frågan är syresättningsgraden.

Beräkning av SpO₂/FiO₂-kvot

Kvoten beräknas som pulsoximetrisaturationen dividerad med inandningsluftens syrekoncentration uttryckt som andel:

$$\text{SpO}_2/\text{FiO}_2 = \frac{\text{SpO}_2\ ($$

Till exempel ger en pulsoximetrisaturation (SpO₂) på 92 % vid en inandningsluftens syrekoncentration (FiO₂) på 40 % (0,40) en kvot på 230.

Härledningsstudien genomfördes av Rice och medarbetare inom ARDS Network [1]. Data hämtades från ARMA-studien, en prövning av låg versus standard tidalvolym vid mekanisk ventilation, och omfattade 672 patienter med akut lungskada eller ARDS. Från dessa patienter samlades 2 613 tidsmatchade mätningar av SpO₂ (begränsat till ≤97 %) och PaO₂. Relationen mellan SpO₂/FiO₂ och PaO₂/FiO₂ beskrevs med en linjär ekvation:

$$\text{SpO}_2/\text{FiO}_2 = 64 + 0{,}84 \times (\text{PaO}_2/\text{FiO}_2)$$

med en korrelationskoefficient på r = 0,89 (p < 0,0001). Validering skedde i en separat kohort från ALVEOLI-studien (402 patienter, 2 031 mätningar), där den linjära relationen reproducerades. Från ekvationen härleddes tröskelvärdena: en SpO₂/FiO₂-kvot på 235 motsvarar en PaO₂/FiO₂-kvot på 200, och en SpO₂/FiO₂-kvot på 315 motsvarar en PaO₂/FiO₂-kvot på 300 [1].

Tolkning i praktiken

SpO₂/FiO₂-kvoten översätts till ARDS-svårighetsgradering med samma struktur som PaO₂/FiO₂-kvoten i Berlin-definitionen, men med förskjutna trösklar:

En patient med en kvot under 315 bör alltså betraktas som uppfyllande hypoxemikriteriet för ARDS, förutsatt att övriga kriterier (tidpunkt, bilaterala opaciteter, uteslutande av kardiogen orsak) är uppfyllda. En kvot under 235 markerar måttlig till svår hypoxemi och bör trigga överväganden kring eskalering av respiratoriskt stöd.

Den nya globala definitionen av ARDS, publicerad 2024 av en konsensusgrupp med 32 experter, accepterar formellt SpO₂/FiO₂ ≤315 (vid SpO₂ ≤97 %) som alternativ till PaO₂/FiO₂ ≤300 för att uppfylla hypoxemikriteriet [5]. Definitionen utökar också ARDS-diagnosen till patienter behandlade med högflödesnasal syre (≥30 L/min), en grupp som ofta saknar arteriell linje och där SpO₂/FiO₂-kvoten är särskilt praktisk.

Validering och prestanda

I härledningskohorten uppvisade tröskelvärdet SpO₂/FiO₂ 235 en sensitivitet på 85 % och en specificitet på 85 % för att identifiera PaO₂/FiO₂ ≤200. Tröskeln 315 hade en sensitivitet på 91 % men en lägre specificitet på 56 % för PaO₂/FiO₂ ≤300, vilket innebär att en betydande andel patienter utan ARDS enligt PaO₂/FiO₂ ändå klassificeras som ARDS enligt SpO₂/FiO₂ [1].

Chen och medarbetare genomförde en sekundäranalys av en prospektiv observationskohort på en medicinsk intensivvårdsavdelning med 362 ARDS-patienter [3]. Av dessa diagnostiserades 238 (66 %) med PaO₂/FiO₂ och 124 (34 %) med SpO₂/FiO₂. Patienternas kliniska egenskaper och utfall var i stort sett identiska mellan grupperna: mortaliteten var 36 % i båda grupperna, durationen av mekanisk ventilation 7 dagar i båda, och intensivvårdstiden 10 respektive 9 dagar (p = 0,26). Detta stöder att SpO₂/FiO₂-kvoten identifierar en patientgrupp med samma prognos som den som diagnostiseras med PaO₂/FiO₂.

En mer kritisk extern utvärdering presenterades av Erlebach och medarbetare 2025 [2]. I en retrospektiv kohort från tre intensivvårdsdatabaser (ICU Cockpit, MIMIC-IV och SICdb) omfattande 708 ARDS-patienter och 11 916 tidsmatchade mätpunkter klassificerades ARDS-svårighetsgrad fel i 33 % av mätpunkterna. Av de felklassificerade fallen överskattades svårighetsgraden i 84 %. Korrelationen mellan SpO₂/FiO₂ och PaO₂/FiO₂ var lägre än i härledningsstudien (r = 0,69 jämfört med r = 0,89). Klassificeringsnoggrannheten varierade kraftigt med FiO₂-inställningen, från 22 % vid FiO₂ 70 % till 91 % vid FiO₂ 55 %. Förmågan att följa förändringar i syresättning över tid var begränsad: endast 19,6 % av förändringar i PaO₂/FiO₂-baserad svårighetsgrad mellan två på varandra följande mätpunkter fångades korrekt av SpO₂/FiO₂-kvoten.

En översikt från 2022 sammanfattar att icke-linjära imputationsmetoder, som beaktar oxyhemoglobindissociationskurvans sigmoida form, kan vara något mer exakta än den linjära ekvationen, särskilt vid extrema syrgasnivåer [4]. En prospektiv validering hos 703 mekaniskt ventilerade patienter visade att icke-linjär imputation gav en sensitivitet på 0,87 och specificitet på 0,91 för PaO₂/FiO₂ ≤150, jämfört med 0,90 respektive 0,67 för PaO₂/FiO₂ <300. Den linjära ekvationen behölls dock i den globala definitionen på grund av sin enkelhet och tillräckliga prestanda för diagnostiskt bruk [5].

Begränsningar

Den viktigaste fysiologiska begränsningen är att SpO₂/FiO₂-kvoten endast är tillförlitlig när pulsoximetrisaturationen är ≤97 %. Ovanför denna nivå befinner sig saturationen på den platta delen av oxyhemoglobindissociationskurvan, där stora förändringar i PaO₂ ger minimala förändringar i SpO₂. Kvoten underskattar då hypoxemin och kan inte användas för att utesluta ARDS [1, 4].

Pulsoximetri är dessutom mindre exakt vid dålig perifer perfusion, till exempel vid chock eller perifer kärlsjukdom, och vid förhöjda nivåer av karboxyhemoglobin eller metahemoglobin. En systematisk överskattning av syresättning har också observerats hos patienter med mörkare hudpigmentering, vilket kan leda till att hypoxemi förblir oupptäckt [4, 5].

Erlebach-studien visade att SpO₂/FiO₂-kvoten är starkt beroende av den inställda FiO₂, snarare än av den faktiska gasutbyteskapaciteten [2]. En höjning av FiO₂ vid oförändrad syresättning sänker kvoten och kan ge intryck av försämrad syresättning. Detta gör kvoten mindre lämpad för löpande monitorering av sjukdomsförlopp eller behandlingssvar än för en engångsbedömning vid diagnostik.

SpO₂/FiO₂-kvoten bör inte användas parallellt med PaO₂/FiO₂-kvoten inom samma patient eller samma studie, eftersom de två metoderna inte ger utbytbara värden [2]. När artärblodgas väl är tillgänglig bör PaO₂/FiO₂-kvoten ersätta SpO₂/FiO₂-kvoten som grund för svårighetsgradsbedömning.

Källor

1. Rice TW m.fl. Comparison of the SpO₂/FiO₂ ratio and the PaO₂/FiO₂ ratio in patients with acute lung injury or ARDS. Chest 2007. PMID: 17573487
2. Erlebach R m.fl. Limitations of SpO₂/FiO₂-ratio for classification and monitoring of acute respiratory distress syndrome, an observational cohort study. Critical Care 2025. PMID: 39972458
3. Chen W m.fl. Clinical characteristics and outcomes are similar in ARDS diagnosed by oxygen saturation/FiO₂ ratio compared with PaO₂/FiO₂ ratio. Chest 2015. PMID: 26271028
4. Wick KD m.fl. Pulse oximetry for the diagnosis and management of acute respiratory distress syndrome. Lancet Respiratory Medicine 2022. PMID: 36049490
5. Matthay MA m.fl. A new global definition of acute respiratory distress syndrome. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2024. PMID: 37487152