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脉搏氧饱和度的监测进展及安全性评价

时间：2010-08-23 17:17:23  来源：  作者：

 

Progress in Pulse Oxygen Saturation Monitoring and the Safety Evaluation

Neng-qi Guo, Zhao-qiong Zhu

Department of Anesthesiology, Affiliated Hospital of Zunyi Medical College, Zunyi 563000

ABSTRACT

Pulse oxygen saturation has become one of the anesthetic and critical patients’ basal monitors. Being widely used in anesthesia,surgery and intensive care patients, it has greatly enhanced the anesthesia and surgery security. In recent years the pulse oximeter-associated injuries sometimes occurs, has gradually attracted people"s attention.

Key words: pulse oxygen saturation; monitoring; security

Corresponding author: Neng-qi Guo; E-mail: gnq3264@sohu.com

 

血氧饱和度(arterial oxygen saturation, SaO2) 是指血液中实际结合的氧气(氧含量)占血液中所能结合氧气的最大量(氧容量)的百分比，是衡量人体血液携氧能力的重要参数，临床上对SaO2进行测量对及时了解患者的血氧含量是十分重要的。由于脉搏血氧饱和度(pulse oxygen saturation, SpO2)和SaO2有显著相关性(相关系数为0.90-0.98)，因此在一定条件下通过脉搏血氧仪(pulse oximeter, POM)来监测人体的SpO2，即可以反映血液的氧合程度，现已在临床上发挥重要作用[1-3]。本文就SpO2监测的原理、临床应用、局限性及安全性评价作一综述。

1. SpO2的监测原理

SaO2的无创监测技术越来越受到人们的重视，POM就是其中之一，除测定指端、耳垂末稍循环的SpO2外，同时可得出血管容量曲线（SpO2/Pleth）[1]。POM的测量方法最早由Brinkman和Zijlstra提出[4]，是以双波长的Lambert-Beer定律为基础，并利用还原血红蛋白(Hb)和氧合血红蛋白(HbO2)的吸光系数随波长改变的特性进行计算SpO2。它包括光电感受器、微处理机和显示部分，其依据光电比色原理，利用不同组织吸收光线的波长差异设计而成[1,3]。其基本原理包括（1） HbO2与Hb在两个波长的光吸收作用不同；（2）在两个波长的光吸收作用都有一个脉搏波部分。HbO2和Hb的分子可吸收不同波长的光线，并有别于其他不同的组织。HbO2吸收可见光，波长为660nm，而Hb吸收红外线，波长为940nm，一定量的光线传到分光光度计传感器，通过动脉床，即搏动性组织在光源和传感器之间，随着动脉搏动吸收不同的光量，而没有搏动的皮肤和骨骼不起作用。由于氧离曲线的特点，血红蛋白饱和度与氧分压（arterial oxygen partial pressure,PaO2）成正相关，故测定SpO2可以代表相应的PaO2。PaO2在99mmHg以下时，SaO2可灵敏地反映PaO2的变化；特别当缺氧时，PaO2在60mmHg以下，此时氧离曲线在陡直部，SaO2急剧下降，比PaO2下降更为灵敏[3]。

2．SpO2的临床应用

根据卫生部统计，我国有大约6000万人接受住院治疗，其中约50%需要接受麻醉和危重监测。虽然SpO2监测是如此广泛，但是在某些情况下，如休克时末梢低灌注，脉搏信号减弱，难以实现监测。近年来SpO2传感器不断完善，但仍存在以下无法避免的问题：(1)休克、低温时微循环收缩使末梢信号过弱，无法提供SpO2容积波和准确的SpO2读数信号；(2)肢体缺失或烧（创）伤无法实现体表监测；(3)非搏动性体外循环下无法监测；(4)急性缺氧时，体表监测有一定的滞后性[5]。目前临床上主要用POM来监测SpO2，它始用于20世纪80年代初。该设备不仅使用方便，而且是一种连续无创的监测手段，能够及早地发现各种原因引起的低氧血症，也可间接地反映循环功能[1]。近年来在手术室、麻醉后恢复室(post-anesthesia care unit,PACU)、加强医疗病房(intensive care unit,ICU)、门诊内窥镜室及介入治疗期间SpO2已作为一种常规监测指标。

 

 

 

2.1 组织氧合功能的监测   SpO2主要用于评价各种环境下的组织氧合状态。

2.1.1 围术期监测  SpO2已经广泛用于围术期的缺氧检测。Molle观察296例成人围术期缺氧的发生率[6]，轻度缺氧(SpO2<86％-90％)者为53％，重度缺氧(SpO2<81%)者占20％，其中没有被麻醉医生发现者占70％。而在另一项临床研究中[2,7] Moller将20802例病人随机分为监测组和非监测组，结果显示麻醉过程中，监测组发现低氧和低通气的机率分别为非监测组的20倍和3倍。该研究表明，SpO2监测可以明显提高麻醉医生检测低氧血症的能力，从而防止由于缺氧引起的意外事件，提高病人的安全性。SpO2作为一种无创、 反应快速、可靠的连续监测指标，已得到公认，目前已推广到小儿病人的呼吸循环功能监测， 特别对新生儿、早产儿的高氧血症或低氧血症的辨认尤其敏感。

2.1.2  PACU及ICU病人的监测  病人自手术室转送至PACU监测SpO2可提高麻醉的安全性，研究发现在转送过程中35%的病人SpO2降至90%以下，12%的病人SpO2降至75%以下。因此术后病人转送时应先给予充分吸氧并在转送过程中连续监测SpO2。病人恢复期间，由于麻醉因素所致的低氧血症的发生率很高，主要是镇静剂、肌松剂和阿片类药的残余作用所致。在ICU，SpO2不仅可以发现各种原因引起的低氧血症，而且可以指导调节吸入氧浓度，减少氧中毒；可以为选择通气方式以及拔除气管导管提供依据。多次采动脉血做血气分析，不仅存在一定的时间差，而且可因多次取血丢失可观的血容量，对危重病人、严重贫血或婴幼儿增加了一定危险性[1]。

新生儿抗氧化能力弱，常可出现慢性肺疾病，早产儿更易致视网膜病；在自主呼吸受到抑制时，容易导致呼吸停止[8]。因此，连续监测SpO2不仅可及时发现低氧血症，正确评价新生儿的气道处理与复苏效果，更可以设置SpO2高限报警以提供高氧血症预报，从而可为新生儿加强治疗病房(neonatal intensive care unit,NICU)新生儿的监护和治疗提供重要信息[9]。在NICU中利用SpO2就可以正确评价小儿病人的氧合情况，可指导呼吸机的使用与撤离，提供可靠的依据[10]。

2.1.3诊断性操作时的监测  在诊断性操作及介入治疗期间连续监测SpO2有利于对病人全身情况的判断和保证病人的安全。在门诊使用镇静剂后作检查时低氧血症的发生率较高，尤其是支气管镜和无痛内窥镜检查更易发生。Schapf报道[11]36例6个月至12岁的小儿在行纤维支气管镜检时5％的小儿SpO2<80％。上消化道内窥镜的死亡率为1/5000。因此，英国胃肠病学会推荐应将POM作为消化道镜检的常规监测手段，并在这些检查科室配备氧气及急救设施。

2.1.4 术前用药和术后镇痛的监测  术前用药和术后镇痛引起的低氧血症也值得注意。心脏手术病人术前用咪唑安定、吗啡或氟哌利多时大数病人的SpO2<90％，部分病人还伴有ECG的改变。SpO2单独用于术后病人的监测时，所观察到的饱和度数据可能会忽略短暂性缺氧的发生[12]。

2.2 围产医学中的应用  POM的应用可作为正确评价新生儿的呼吸道处理及呼吸复苏效果。新生儿处于相对低氧状态，PaO2在氧离曲线的陡坡段，因此，SpO2可作为新生儿组织氧合功能监测的有效指标。新生儿娩出后屏气或喉痉挛时SpO2下降，面罩给氧或气管插管正压通气后SpO2迅速上升。Nikolov等[13]对正常分娩期间胎儿的心率和SpO2进行监测后发现，POM可以安全、无创地用于分娩期间胎儿SpO2的监测。而Rijnders等[14]报道在分娩期间测量胎儿的SpO2无诊断价值，其可行性较差，没必要进行常规的临床监测。在第一产程时采用胎儿POM测定胎儿的SpO2，可明显降低通过胎心变化来诊断剖宫产的机率。

 

 

 

2.3 其他方面的应用  SpO2监测还可用于评估桡动脉与尺动脉、或足背动脉与颈后动脉的侧支循环血流，可减少手或足血循环障碍并发症，也可评价断肢再植的血供状况。将SpO2安置在犬直肠表面以测定直肠表面氧合状况，可判断肠吻合后的肠功能状况[3]。由于麻醉后血管内的血容量会出现明显的重新分布，麻醉区血管张力减退，非麻醉区血管代偿性收缩，SpO2监测可作为低位腰麻或低位硬膜外麻醉成功的一个判断指标；给药10分钟后足趾的脉搏容积波幅可增加200%，此方法适用于不能与麻醉医生直接交谈的病人[16]。脉搏容积波可作为麻醉深度的判断指标。由于麻醉时，伤害性刺激会引起交感神经兴奋，外周血管收缩导致血容量减少，脉搏容积波波幅降低，甚至呈水平线。需要指出的是耳垂容积描记图不反映应激性刺激，适于监测全身循环状态[17]。

2.4 新监测位点的研究  近年来，无创SpO2监测已经成为国内外研究的热点。国外Agro和Margreiter等尝试了新的监测位点，如将SpO2传感器放置于舌、鼻中隔、喉咽部或直接在心脏表面等，并且获得初步成功[5,18]。朱昭琼等[19]根据食管与大动脉相邻这一解剖学特性，建立了经食管动脉血氧饱和度监测的动物实验模型，其研究结果表明：在急性低氧发生和严重缺氧后恢复供氧时, 经食管监测脉搏血氧饱和度（transesophageal arterial oxygen saturation，SteO2） 敏感性和精确性高于外周SpO2；并且将SpO2传感器放置于人食管内，初步成功地获得了动脉的SpO2信号，并发现SteO2对缺氧预警比手指SpO2提前约100秒[20]，认为SteO2可以作为体内连续、无创监测SaO2的方法，其敏感性和准确性高于SpO2，但该方法使用的安全性还需进一步研究。

3  SpO2监测的局限性

不论在手术室还是其他科室，SpO2已广泛用于检测低氧血症的发生，并且是一种非常有效的监测手段。SpO2监测的原理是运用Lambert-Beer定律，假定组织的体积变化仅仅是由动脉血液充盈而引起，血液成份却随动脉的搏动在测试部位流入流出改变自身体积，从而引起光吸收的波动，SpO2则与血液对两路光吸光度的变化之比有线性对应关系，通过检测这种充血前后吸光度的变化来得出。但实际上，生物组织是一种强散射、弱吸收、各向异性的复杂光学组织，不完全符合经典的Lambert-Beer吸收定律，因而导致了红光和红外光吸光度相对变化，测量值之比与SaO2之间的关系只能采用近似的方法建立数学模型，因此这种测定法有一定的误差[21]。再加上生理学原因，使SpO2监测存在一定的局限性。

3.1  传感器的位置及外周血管收缩  SpO2传感器一般放置于有波动性血流通过的手指、耳垂及鼻部，在体外循环停跳期或心脏骤停病人则难以稳定、准确地监测SpO2信号；当寒冷刺激、交感神经兴奋或血管收缩药物的应用而引起强烈的血管收缩，此时脉搏容积波会明显降低，甚至呈水平线，数值也不准确或不显示。有作者比较寒冷刺激对耳垂和手指容积描计图的影响，结果发现用同样的冰水将耳垂或手指浸泡30秒钟，手指的容积描记图降低19％-48％，而耳垂的只降低2%-10%，因此，在任何原因引起血管收缩时，传感器放置于耳垂更合适[22]。Reuss等[23]通过反射式脉搏氧饱和度仪对动脉搏动的深度和幅度的灵敏度观察发现：监测位点的选择在优化反射式脉搏氧饱和度仪的性能方面是相当重要的，尤其是在使用胎儿脉搏血氧饱和度仪时，应避开动脉搏动明显的位点。Sugino等[24]研究额贴传感器和常规手指SpO2传感器在全麻术中的性能比较，发现在正常灌流时二者性能相仿；当外周血流灌注减少时，前额的SpO2比手指SpO2下降要快，在缺氧时二者下降到最低值时间无统计学意义，但恢复时间手指SpO2明显延长。张静等[25]报道额贴、手贴、手夹三种方法均能迅速反映注射亚甲蓝对SpO2监测值的影响，其中额贴对亚甲蓝的反应最为迅速，其次为手贴；对于低灌注压的反应，手贴快于手夹；对于运动的反应，手贴较手夹受干扰小，额贴受运动干扰最小，这与Nuhr等[26]研究结果一致。

 

 

　　

 

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