脉搏氧饱和度概述

脉搏氧饱和度是一种无创测量近似动脉血氧饱和度的方法。它基于Beer-Lambert定律和光谱分析。对于脉搏氧饱和度，Beer-Lambert定律指出，透射光通过血管床的强度根据吸收血管床物质的浓度和光源与探测器的距离呈指数减少。

脉搏氧饱和度是一项重要的监测吗?

生理监测给麻醉医生提供的信息必须与整体的临床情况相结合。每一个麻醉医生应该知道各种生理监测的局限性，以及每一种监测在手术室使用时，即使在合适的条件下，但可能给出错误的读数。脉搏氧饱和度也不例外，因此当读数可能是虚假的时候，临床医生应该心里有数。

脉搏氧饱和度如何监测?

在有血管搏动如指尖或耳垂的任意一侧放置一个感受器，在感受器一侧的发光二极管(light-emittingdiodes，LEDs)发出两种波长的光:红光(波长600~750nm)和红外光(波长850~1000nm))。大多数脉搏氧饱和度仪使用波长660nm(红光)和940nm(红外线)的光。这两个波长的光通过血管床到达另一边的感受器，光电探测器测量接收到的红光和红外光总量。

脉搏氧饱和度是如何测定的?

一定数量的红光和红外光被位于发射器和感受器之间的组织(包括血液)吸收，因此并不是所有发光二极管发出的光都会到达感受器。还原血红蛋白比氧合血红蛋白吸收更多的红光(660nm)，氧合血红蛋白比还原血红蛋白吸收更多的红外线(940nm)。探测器测量每个波长未吸收的光总量，进而通过微处理器确定出存在的血红蛋白和氧合血红蛋白的特定数量。

脉搏氧饱和度仪如何确定动脉血红蛋白饱和度水平?

被监测的血管床，血量随每次心搏、脉搏是不断变化的，因此，光束不仅通过相对稳定量的骨头、软组织和静脉血，还通过动脉血，这形成了非搏动的部分和一个变化的、搏动的部分。通过每秒几百次测量透射光，脉搏氧饱和度仪能够从软组织、静脉血、非搏动动脉血稳定的、静态的信号成分(DC)中区分出动脉血变化、搏动的成分(AC)。搏动的成分(AC)，通常占总信号的1%到5%，可以通过抵消每个波长的静态成分(DC)而分离出来。光电探测器将这些信息回应给微处理器，微处理器获知红光及红外线各自的释放量，各自被检测的量，静态信号的量和随脉搏变化的信号量。然后为血液搏动的成分(AC)设置所谓的红/红外(red/infrared，R/IR)比。这一比率中的红光和红外线是AC成分分别在每一个波长的吸收光总量。

什么是标准化程序?

标准化即用红光和红外光体积描绘图的AC成分除以DC成分，按比例缩放得到一个标准的R/IR比，这实际上是独立于入射光强度的。

R/IR比与氧饱和度的相关性

标准化R/IR比相当于一个预设的算法，将动脉血液中氧合血红蛋白的比例(血氧饱和度百分比)提供给微处理器并显示出来。这个算法来源于志愿者，通常健康个体去饱和达75%到80%的水平;记录他们的动脉血气，在标准实验室测量其氧饱和度。厂商对其算法保密，但是通常R/IR比为0.4时对应100%的氧饱和度，R/IR比为10时对应87%的氧饱和度，R/IR比为3.4时对应0%的氧饱和度。

氧合血红蛋白解离曲线概述

这个曲线描述了氧含量与氧结合力之间的关系(血红蛋白氧饱和度百分数)。有效的氧运输依赖于血红蛋白可逆地携氧和去氧能力。S形曲线便于在PaO₂低的外周组织去氧。在毛细血管水平，大量的氧气从血红蛋白释放，导致氧含量一个相对小幅下降。这为氧气扩散进入细胞提供了适当的梯度，并且限制了血红蛋白去饱和的程度。曲线可能会受多种变量的影响左移或右移。

脉氧为何出现错误读数?第一部分--非R/IR相关

当脉搏氧饱和度低于80%时脉搏氧饱和度仪可以准确地判断出氧饱和度显著下降。

任何部位的脉氧饱和度平均延迟5~20秒。当患者去饱和时，监测仪屏幕上的读数将高于实际值。这点十分关键，因为患者由于去氧程度显著增加而进入氧合血红蛋白去饱和曲线陡峭的阶段。可能超过了监测仪足够快速变化以显示真实氧饱和度水平的能力。同样，随着一个人饱和度的增加，显示在屏幕上的读数将低于实际值。

皮肤黑色素沉着可能高估氧饱和度。

对于变化的氧饱和度的响应时间与探测器的位置有关，探测器在耳朵时响应时间短，在手指时响应时间长。

贫血、低血压;测量部位低灌注;指甲油，特别是蓝色和黑色油，也会导致读数错误。

脉氧为何出现错误读数?第二部分一R/IR相关

R/IR比决定了氧饱和度的读数，任何条件导致R/IR比值趋向10将会导致饱和度读数接近87%。绝大多数时候，这些条件使患者氧合较好，却显示出低饱和度的错误读数。

什么会影响R/IR比值?

运动伪像造成了低信噪比，改变了光电探测器对红光和红外光的吸收检测，使R/IR比接近1.0，导致氧饱和度出现错误读数。

荧光灯和手术室的灯，因为产生分阶段的光(对于人眼探测来说过快)，会导致错误的R/IR读数。

   非血红蛋白血[碳氧血红蛋白(carboxyhemoglobin，COHb)和高铁血红蛋白(methemoglobin，MetHb)]可能会产生不准确的血氧饱和度测量。在波长660nm时，COHb吸收光与氧合血红蛋白相似。导致高估了实际饱和度。高铁血红蛋白血症对血氧饱和度读数的影响更加复杂。MetHb在波长660nm时与去氧Hb相似，但更重要的是，在波长940nm时其吸光度显著大于去氧及氧合Hb。因此，监测仪认为它吸收了两种光，使R/IR比趋向10，饱和度趋向87%因此在高SaO₂水平，探测器会低估实际值;而在低 SaO₂时，将高估实际值。

什么是高铁血红蛋白血症?

高铁血红蛋白血症是血中MetHb总量异常增多超过1.5%的血液疾病，MetHb是血红蛋白分子中Fe3+替换了正常的Fe2+的血红蛋白形式。这种异常的血红蛋自种类不能结合O₂从而减弱了其他O₂结合位点释放O₂的能力，这阻碍了全身组织的氧供，导致氧合Hb解离曲线向左移动.

高铁血红蛋白血症产生的原因。

高铁血红蛋白血症可为遗传性或获得性，最常见的形式是因暴露于药物或化学物质而获得。这些药物包括局部麻醉剂如苯佐卡因、丙胺卡因、普鲁卡因、利多卡因、血管舒张剂如硝酸甘油和硝普钠、抗生素如磺胺类苯化公物和苯胺染料，所有这些的一个共同特征是存在氮原子。氮原子可以获得铁的电子，导致Fe₂﹢转变为Fe₃﹢。

高铁血红蛋白血症如何影响脉氧读数?

随着血中高铁血红蛋白水平的升高，脉氧值降低，直至SpO₂读数接近85%。此时尽管MetHb总量可能继续增加，实际HbO₂饱和度可能会更低，但SpO₂读数不会继续下降。在此阶段脉氧读数为85%，MetHb总量为35%成更多，传统的脉氧通过两种波长的光，将其吸光度比值与经验数据进行比较，不同种类的Hb有不同的吸收系数，对于MetHb，其吸光度比值在SpO₂为85%时接近1。

如果怀疑某人有高铁血红蛋白血症，如何确诊?

如果怀疑某人有高铁血红蛋白血症，通过碳氧血氧仪进行血气分析直接测量氧合血红蛋白是必需的。传统的脉搏血氧仪既不能检测MetHb也不能准确地确定当MetHb存在时的SpO₂。碳氧血氧仪使用四种不同波长的光对四种血红蛋白进行测量，包括:氧合Hb，还原Hb，MetHb和COHb氧合血红蛋白饱和度是由每种血红蛋门HbO₂的比例决定的。

高铁血红蛋白血症的治疗

如果高铁血红蛋面血症严重，治疗为静脉内子亚甲蓝，增加O₂至100%，去除下扰因素，提供血流动力学支持，亚甲蓝作为辅因子加速酶活性，从而将Fe₃还原为Fe₂(高铁血红蛋白还原酶)。

于1~2mg/kg亚甲蓝超过5分钟，1小时内重复给药至最大剂量7mg/kg亚印蓝不能应用于G6-PD缺乏症患者，并可致溶血性贫血的发生。

注射亚甲蓝后血氧饱和度直线下降，是患者去饱和吗?

答案是否定的，是由于亚甲蓝颜色非常暗以致混淆了实际血氧饱和度。

由于患者在麻醉诱导前预充氧，如果脉搏氧饱和度达到100%，是否提示其完全脱氮?

氧气替换出全部肺泡氮为面罩通气或插管困难提供了氧储备，在全部肺泡氮被换出之前血红蛋白可能就已完全饱和，因此脉搏氧饱和度读数显小100%并非脱氮的准确提示。

脉搏氧饱和度是通气的良好指标吗?

脉搏氧饱和度并非反映通气的指标，仅反映氧合。例如，一个患者通过氧气面罩给50%或更多的氧，90s内SpO₂读数仍为低通气和高碳酸血症这种情况下，脉搏氧饱和度读数提供了错误的信息。更好的方法可能为予其较少的氧气，当脉搏氧饱和度值低于90，警示护士要注意患者。将患者从睡眠中叫醒，鼓励他/她进行深呼吸，并将患者头部的床抬高，是比仅仅增加供氧浓度更好的策略。进行病因治疗，而非对症;治疗患者，而非数字。

使用脉搏氧饱和度探测器有相关的并发症吗?

在新生儿和成人中当探测器留在手指过长时间有出现皮肤压迫性坏死的报道。患者在进行光动力疗法时有被发光二极管致手指烧伤的报道。

脉搏氧饱和度波形如何用于决定液体反应性?

动脉脉搏量在呼吸周期的吸气和呼气阶段不同，特别当前负荷不充分时，脉搏氧饱和度波形振幅随呼吸的变化在特定患者可一定程度上提示需要液体复苏。

本文内容源自《麻醉的秘密》原著主编：James C. Duke Brian M. Keech

主译：米卫东 冯艺 北京大学医学出版社