Hypoxemia

Hypoxemia

---

Measures & Mechanisms

🔹ศัพท์สำคัญ

คำ	นิยาม
Oxygenation	การแพร่ O₂ จาก alveoli → pulmonary capillaries
Oxygen delivery (DO₂)	ปริมาณ O₂ ที่ส่งไปให้เนื้อเยื่อ (ขึ้นกับ CO, Hb, SaO₂)
Oxygen consumption (VO₂)	อัตราการใช้ O₂ ของเนื้อเยื่อ
Hypoxemia	PaO₂ <60 mmHg (ความผิดปกติระดับเลือดแดง)
Hypoxia	เนื้อเยื่อได้รับ O₂ ไม่พอ (O₂ delivery ↓ หรือใช้มากขึ้น)

Hypoxemia ≠ Hypoxia เสมอไป เช่น anemia: PaO₂ ปกติ แต่ tissue hypoxia

---

🔹Measures of Oxygenation (ใช้งานบ่อย)

ตัวชี้วัด	จุดเด่น	ข้อบ่งชี้
SpO₂	Non-invasive	Monitoring ส่วนใหญ่ (ผิดได้ใน CO poison, metHb, shock)
SaO₂ (ABG)	แม่นกว่า SpO₂	เมื่อสงสัย SpO₂ error
PaO₂	บอก dissolved O₂	Hypoxemia: PaO₂ <60 mmHg
A–a Gradient	แยก V/Q mismatch + shunt vs hypoventilation	Hypoxemia workup
PaO₂/FiO₂ ratio	Severity ARDS	ARDS grading: <300 (abnl), <200 (mod/severe)
SvO₂/ScvO₂	Tissue extraction	Low in low CO states, sepsis variable

---

A–a Gradient Cheat Sheet

• คำนวณ: PAO₂ – PaO₂
• ประเมินบน room air แม่นสุด

Normal ≈ 2.5 + (0.21 × อายุ)

สูงขึ้น = alveolocapillary pathology (V/Q mismatch, shunt, diffusion limit)
ปกติ = hypoventilation หรือ low PiO₂ (altitude)

---

PaO₂/FiO₂ Ratio (P/F Ratio)

P/F	ความหมาย
300–500	ปกติ
200–300	Impaired gas exchange
<200	Moderate–Severe hypoxemia → ARDS criteria

---

🔹6 Mechanisms of Hypoxemia (จำแบบสอบได้)

Mechanism	A–a Gradient	PaCO₂	Correction with O₂?	ตัวอย่างโรค
V/Q mismatch (MC cause)	↑	N/↓	ดีขึ้น	COPD, asthma, PE, pneumonia
Right-to-left shunt	↑↑	N/↓	แก้ไม่ดี ด้วย O₂	ARDS, atelectasis, hepatopulmonary syndrome, intracardiac shunt
Hypoventilation	ปกติ	↑	ดี	CNS depressant, neuromuscular, OHS
Diffusion limitation	↑ (เด่นเวลาออกกำลัง)	N	ดีแต่ไม่เพียงพอ	ILD, emphysema
Low PiO₂	ปกติ	N/↑	ดี	High altitude
Low O₂ content / carrying capacity	ปกติ	N	อาจยัง hypoxia	Severe anemia, CO poisoning, metHb

🚩 Shunt = hallmark ของ O₂ ไม่ดีขึ้น แม้ให้ FiO₂ สูง

Mnemonic จำง่าย: “SHVDAL”
Shunt – Hypoventilation – V/Q mismatch – Diffusion – Altitude – Low Hb

---

🔹Spurious Hypoxemia (Pseudo):

สาเหตุ	Key clue	ทำอย่างไร
Leukocyte/platelet larceny (WBC >55k or Plt >2M)	PaO₂ ต่ำแต่ SpO₂ ปกติ	ใช้ SpO₂/SaO₂ monitor แทน ABG

---

🔹Clinical Use – กลไก → ตัวชี้วัด

Condition	PaCO₂	A–a	Response to O₂	Likely Mechanism
Opioid overdose	↑↑	N	ดี	Hypoventilation
PE	↓/N	↑↑	ดีขึ้นบางส่วน	V/Q mismatch (dead space)
Lobar pneumonia	N	↑↑	แก้ไม่ดีบางส่วน	Shunt
ILD	N	↑	ออกกำลังแย่ลง	Diffusion limit
High altitude	N	N	ดี	Low PiO₂
Severe anemia	N	N	PaO₂ ปกติ แต่ lactate ↑	Low O₂ content

---

🔹ผลเสียของ Hypoxemia

• Cellular ATP depletion, lactic acidosis
• Free radical injury → membrane phospholipid damage
• Ca²⁺ overload → cytoskeletal & mitochondrial damage
• Brain injury irreversible ภายใน 4–6 นาที
  → รักษา hypoxemia ก่อนค้นหาสาเหตุเสมอ

---

🔹สรุป Decision Shortcuts (จำง่ายใน ER/ICU) 1️⃣ วัด SpO₂ → ถ้าผิดปกติ → ABG 2️⃣ ดู PaCO₂ + A–a 3️⃣ ดูตอบสนองต่อ O₂ → แยก 6 กลไกได้เกือบทั้งหมด

---

Acute hypoxemic respiratory failure

1. นิยามและกลไก

• Hypoxemia = PaO₂ < ~60 mmHg (ค่าที่ถือว่า “ผิดปกติ” มัก <80 mmHg และชัดเจนว่า hypoxemia เมื่อ <60)
• Hypoxia = ภาวะที่ O₂ delivery ไม่พอที่ระดับเนื้อเยื่อ (ทั้ง systemic หรือตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง)

กลไก hypoxemia หลัก 6 ข้อ (มักมากกว่าหนึ่งกลไกในคนไข้หนึ่งราย):

1.       Ventilation/perfusion (V/Q) mismatch

2.       Right-to-left shunt (anatomic + physiologic)

3.       Hypoventilation

4.       Diffusion limitation

5.       Reduced inspired oxygen tension (เช่น high altitude)

6.       Low mixed venous oxygen / reduced O₂ content (anemia, abnormal Hb, cyanide/CO/methemoglobin, leukocyte/platelet larceny → spurious hypoxemia)

ใน practice ส่วนใหญ่เป็น V/Q mismatch ร่วมกับอย่างอื่น

---

2. Initial triage: ABC + O₂ + treat cause

เมื่อพบคนไข้สงสัย hypoxemia (dyspnea, desat, tachypnea, wheeze, CP, shock ฯลฯ) ให้ทำ “สามอย่างพร้อมกัน”:

1.       ประเมินและ stabilize ABC

o   Airway: ดู patency, danger signs, ต้อง intubate เลยไหม

o   Breathing: RR, work of breathing, accessory muscle, SpO₂

o   Circulation: PR, BP, temp, shock sign

o   แก้ life-threatening problem ทันที (arrhythmia, hypotension→ fluids/vasopressor, ACLS ตามจำเป็น)

2.       ให้ oxygen ทันที

o   เริ่มด้วย device ง่ายที่สุดที่ทำให้ SpO₂ ถึง target (ดูหัวข้อเป้าหมาย SpO₂ ด้านล่าง)

3.       เริ่มรักษาสาเหตุที่สงสัยแบบ empiric ไปพร้อมกัน

o   เช่น diuresis ถ้า cardiogenic pulmonary edema, antibiotics + fluids ถ้า sepsis/pneumonia, bronchodilator+steroid ถ้า AECOPD/asthma, chest tube ถ้า pneumothorax, anticoagulation ถ้า PE ฯลฯ

หลังจากพอ stabilize แล้วจึงค่อยตัดสินใจว่าจะอยู่ ward / HDU / ICU ตาม severity และ trajectory

---

3. Oxygen & respiratory support: เลือก device ยังไง

3.1 คนไข้ต้องการ O₂ ไม่มาก (≤6 L/min)

First-line = low-flow oxygen

• Nasal cannula
• ใช้ส่วนใหญ่, flow 1–6 L/min
• Simple face mask
• ใช้ถ้าคนไข้หายใจทางปากมาก / ใช้ cannula ไม่ได้ (nasal packing ฯลฯ)
• Venturi mask
• ใช้ในกลุ่มเสี่ยง oxygen-induced hypercapnia (COPD ฯลฯ) ที่ต้องการ FiO₂ ควบคุมชัดเจน (24–35%)

---

3.2 เมื่อ O₂ >6 L/min หรือ work of breathing สูง → “advanced support”

ตัวเลือก:

1.       HFNC (Humidified high-flow nasal cannula)

o   FiO₂ ปรับได้ถึง 1.0

o   Flow ได้ถึง ~60 L/min และให้ PEEP เล็กน้อย (~<5 cmH₂O)

o   ลด intubation และ escalation ของ respiratory support ในหลาย study แต่ไม่ชัดเรื่อง mortality

2.       NIV (BPAP / CPAP)

o   เหมาะกับกลุ่ม:

§  AECOPD with hypercapnic acidosis

§  Acute cardiogenic pulmonary edema

§  Acute hypercapnia จาก neuromuscular/chest wall disease

o   อาจใช้ใน hypoxemic respiratory failure บางราย (ขึ้นกับ guideline/center)

3.       High-flow O₂ บน low-flow system

o   เช่น non-rebreather mask, scoop mask ที่ flow สูง (10 L/min หรือมากกว่า) ถ้า HFNC ไม่มีหรือใช้ไม่ได้

โดยรวมใน acute nonhypercapnic hypoxemic respiratory failure ที่ต้อง advanced support นิยมเริ่ม HFNC ก่อน ถ้าไม่มีข้อบ่งชี้เฉพาะของ NIV

---

4. เป้าหมาย SpO₂ / PaO₂

4.1 General hypoxemic patients (ไม่ใช่ภาวะพิเศษ)

• เป้าหมายที่ใช้บ่อย:
• SpO₂ 90–96%
• หรือ PaO₂ ≥60 mmHg
• ใช้ FiO₂ ต่ำที่สุดที่พา SpO₂ ถึงเป้า เพื่อลด:
• oxygen toxicity
• absorption atelectasis
• CO₂ retention ในบางกลุ่ม

4.2 Special populations (มีเป้าหมายเฉพาะ)

เช่น ARDS, COVID pneumonia, COPD hypercapnic, stroke, MI, pregnancy, CO poisoning, air embolism, acute chest syndrome ฯลฯ – ตาม guideline ของแต่ละโรค

---

5. การ monitor O₂

• หลักๆ ใช้ SpO₂ (pulse oximetry)
• ต้อง ตรวจสอบความแม่นครั้งหนึ่ง ด้วย ABG (PaO₂/SaO₂) โดยเฉพาะใน:
• poor perfusion, dark skin, nail polish, motion artifact ฯลฯ
• ถ้า oximetry ไม่น่าเชื่อถือ / ต้องดู CO₂ ด้วย → ใช้ ABG ซ้ำตามอาการ
• VBG ใช้ดู pH + PCO₂ ได้ถ้าเชื่อ SpO₂ ได้ แต่ ใช้แทน PaO₂ ไม่ได้

---

6. Diagnostic workup ที่ควรมีเกือบทุกราย

ทำเมื่อคนไข้ stable พอแล้วหรือระหว่าง resuscitation:

1.       ประวัติ+ตรวจร่างกายแบบ focus

o   เน้น: cardiac, respiratory, infection, anemia/bleeding, malignancy, drug/toxin

2.       Lab พื้นฐาน

o   CBC, chemistries, LFT, coagulation, troponin, NT-proBNP ฯลฯ

o   เพิ่ม test ตาม differential (lactate, cultures, viral panel, COVID/flu, tox screen, metHb, COHb ฯลฯ)

3.       Arterial blood gas (ABG)

o   ยืนยัน hypoxemia

o   ดู PaCO₂ + A–a gradient → ช่วยบอกกลไก

o   บางรายวัด SvO₂/ScvO₂ เพื่อดู low cardiac output / high extraction

4.       Chest imaging

o   CXR เป็นพื้นฐาน

o   เพิ่ม bedside lung/heart ultrasound ร่วมด้วยถ้ามี

o   ถ้าสงสัย PE/interstitial/malignant/alveolar disease → CTPA / HRCT / bronchoscopy

5.       ECG

o   หารอยโรค cardiac (MI, arrhythmia, RV strain, PE sign ฯลฯ)

---

7. ใช้ ABG แยกกลไก hypoxemia (ช่วย narrow differential)

โดยหลัก:

1.       PaCO₂ สูง + A–a gradient ปกติ
→ นึกถึง hypoventilation ล้วนๆ

o   เช่น CNS depression, neuromuscular, chest wall, severe obesity hypoventilation

2.       PaCO₂ ปกติ (หรือไม่สูงมาก) + A–a gradient กว้าง
→ นึกถึง V/Q mismatch หรือ shunt

o   ตอบสนองดีต่อ O₂ → V/Q mismatch

o   ตอบสนองน้อยแม้ให้นาน + FiO₂ สูงมาก → สงสัย shunt (severe pneumonia, ARDS, intracardiac/pulmonary shunt, hepatopulmonary syndrome)

3.       SpO₂ ต่ำแปลก ๆ ไม่สัมพันธ์ PaO₂

o   PaO₂ ต่ำ แต่ SpO₂ ปกติใน WBC/platelet สูงมาก → leukocyte/platelet larceny (pseudohypoxemia)

o   SpO₂ ต่ำ แต่ PaO₂ ปกติ + ไม่ดีขึ้นด้วย O₂ → methemoglobinemia

o   หรือ COHb สูงใน CO poisoning

---

8. ตัวอย่าง “treat while you think” – bedside fix ที่เจอบ่อย

• Cardiogenic pulmonary edema → diuresis, NIV (CPAP/BPAP), vasodilator
• AECOPD/asthma → bronchodilators, systemic steroid, NIV ถ้า hypercapnia
• Sepsis pneumonia → antibiotics, fluid resus, source control
• Post-op atelectasis → incentive spirometry, pain control, mobilization
• Pneumothorax, large effusion → chest tube
• Suspected PE → anticoagulation ± thrombolysis
• Drug-induced hypoventilation (opioid/BZD) → antidote (naloxone/flumazenil) + airway support
• MetHb / CO poisoning → high FiO₂, methylene blue / hyperbaric O₂ ตามข้อบ่งชี้
• Anaphylaxis → IM epinephrine, airway, fluids ฯลฯ

---

9. การติดตามและ escalation / de-escalation

9.1 ถ้าอาการดีขึ้น

• ลด FiO₂ ลงทีละ step → เปลี่ยนจาก HFNC → low-flow → room air
• เป้าคือ SpO₂ ในช่วงเป้าหมายขณะพัก
• บางรายควร test ambulation/overnight O₂ ก่อนจำหน่าย

9.2 ถ้าแย่ลง / O₂ requirement เพิ่ม

1.       เพิ่ม O₂

o   low-flow → HFNC

o   HFNC → เพิ่ม FiO₂ และ flow (ใกล้สุด 60 L/min, FiO₂ ~0.6–1.0)

o   HFNC ใกล้เต็ม dose แล้วยังแย่ → พิจารณา NIV/intubation

2.       ลอง NIV ถ้ามี indication เหมาะ

o   trial สั้นๆ (เช่น ~2 ชม.)

o   ถ้า RR, WOB, gas, mental status แย่ลง → intubate early

3.       Intubation & mechanical ventilation

o   เมื่อ HFNC/NIV fail, มี severe distress, hemodynamic unstable หรือ impending arrest

o   อย่ารอให้ arrest ก่อน intubate

---