脉搏氧饱和度监测
脉搏血氧饱和度(SpO2)监测是根据血红蛋白的光吸收特性连续监测动脉血中血红蛋白氧饱和度(oximetry)的一种方法,为临床麻醉的常规监测。
(一)基本原理
脉搏血氧饱和度仪(pulse oximetry)利用光电比色的原理,根据血中不同血红蛋白吸收光线的波长差异设计而成。它包括光电传感器、微处理器和显示器三部分。传感器探头内有两个分别发射波长660nm红光和940nm红外光的光源和一个光电二极管的接收器。其基本原理有两点:①氧合血红蛋白与还原血红蛋白有不同的吸收光谱。②通过动脉血流产生脉冲信号,但与静脉和其他组织相对无关。
血液中通常含有四种类型的血红蛋白,即氧合血红蛋白(HbO2)、还原血红蛋白(Hb)、正铁血红蛋白和碳氧血红蛋白。除病理情况外,后两者浓度很低。脉搏血氧饱和度仪所测定的是HbO2和Hb,称为“功能性”血氧饱和度。功能性血氧饱和度=HbO2/(HbO2+Hb)。根据Beer-Lambert定律,即溶质浓度与通过溶液的光传导强度有关,将手指、脚趾或耳垂作为盛装血红蛋白的“透明容器”,使用波长660nm红光(主要被Hb吸收)和940nm红外光(主要被HbO2吸收)作为入射光源,通过测定穿透组织床的光传导强度,就可计算血氧饱和度。当入射光通过组织床时,动脉血吸收的光强度随动脉搏动而变化,形成光吸收脉波。通过光电传感器将测得的光强度传入微处理器,计算两个波长的光吸收比率。因为光吸收比率与SpO2呈负相关,微处理器根据标准曲线处理,得出SpO2值并在显示器上显示。
脉搏血氧饱和度仪的使用非常方便,探头可以放在手指或足趾,还有耳探头、鼻探头及软式探头。脉搏血氧饱和度仪可快速反映SpO2及脉率。此外,还可显示和描计指脉搏体积图,有数字和搏动性波形显示,可记录和报警,有趋势和自动储存等功能。
(二)临床应用
脉搏血氧饱和度仪主要用于监测低氧血症。呼吸空气时,正常人SpO2为95%~98%(PaO2为10.7~13.3kPa(80~100mm Hg)),一般认为SpO290%~95%为轻度缺氧,SpO2<90%为重度缺氧,SO2降到60%达90s时,有可能引起心跳骤停。发绀型先心病患者耐受缺氧的能力较强,早期缺氧在临床体征上很难识别。因脉搏血氧饱和度仪可以连续和实时监测SpO2,能在其他症状和体征出现之前对组织缺氧做出报警。SpO2与SaO2显著正相关(表2-1),相关系数0.90~0.98,而SaO2随PaO2改变而改变,它们之间的关系呈S形,称氧离曲线(oxygen dislocation curve,图2-1)。氧离曲线受多种因素的影响而左移和右移,氧离曲线左移因素有:p H升高、PCO2降低、体温下降、红细胞内2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)减少;氧离曲线右移因素:p H降低、PCO2增高、体温上升、红细胞内2,3-DPG增加。
表2-1 SaO2与PaO2之间的关系
图2-1 血红蛋白氧离曲线
麻醉中监测SpO2可用于:术前评价呼吸功能;估计桡动脉、尺动脉和足背动脉情况,如辅助做Allen实验;监测全麻无通气期的安全期限,如气管插管时,提高麻醉诱导和气管插管的安全性;预防和及时发现麻醉失误和麻醉机的机械故障;运送患者途中对通气的监测,可较早提供低氧血症信息;麻醉苏醒期对呼吸功能恢复的监测,可提供气管导管拔管的指标;控制性低血压中结合平均动脉压和心电图ST段的变化,可以指导观察外周组织和心脏的灌注情况,判断控制性低血压的下限。
(三)麻醉中SpO2下降时的处理
麻醉中SpO2下降时,按照DOPE的思路进行检查,即气管导管是否移位、气道是否阻塞、是否有气胸出现(尤其是进行过中心静脉置管的患者)、仪器设备是否工作正常。
处理SpO2下降前应该考虑的因素有:麻醉本身对氧合的影响、氧浓度不足(N2O过高)、通气不足(呼吸机设置不当)、体位(侧卧)引起的通气血流比失调,单肺通气、功能性血红蛋白减少、心血管功能抑制、氧释放障碍等。通常的处理方法如下:
1.快速检查麻醉机、呼吸管道连接和手术野,发现和纠正明显的问题。
2.确定脉搏信号强度和稳定性,排除以下干扰现象,如高频电刀应用、肢体运动、血压袖带充气、低温、低血压、外科医生压迫肢体和仪器探头脱落。
3.迅速关闭N2O和空气,确保纯氧通气。
4.估计呼吸机、管道连接和肺系统情况,检查呼吸道压力,手法通气。检查呼吸道阻力和肺顺应性,检查双肺膨胀程度及其对称性,检查气管导管是否过深,检查呼气时气管导管或面罩内的雾气,可能时查看ETCO2;如果上面的检查均正常,则检查循环状态,包括ECG、血压/皮肤颜色和脉搏等。
5.抽动脉血气,检查PaO2和SaO2,再做进一步的处理。
(四)准确性评价和局限性
SpO2监测具有迅速、连续和方便的特点,但存在某些局限性。研究表明,虽然SpO2值稍高于SaO2,但只要仪器性能良好,操作正确,数值基本准确,二者相关性良好。
影响SpO2准确性的因素有:贫血(Hb<70g/L)、低温、低血压[MAP<6.67kPa(50mm Hg)]、应用血管收缩药、光线干扰、正铁血红蛋白和碳氧血红蛋白异常、黄疸(胆红素>20mg/d L,342μmol/L)及血管内染色、涂指甲油、体外循环平流灌注、外周血管疾病、脉搏细弱和探头位置的改变等。所以在临床使用中应结合其他监测指标综合判断病情。
尤其应该注意的是,动脉氧分压的测量值在21.3~80.0kPa(160~600mm Hg)之间变化时,SpO2的监测值均可为98%~100%时,单凭SpO2并不能全面评价和判断是否存在氧合不良。如果需要评价和判断氧合情况,仍需要依据吸入氧浓度和动脉血气分析结果进行综合判断。