定義:
脈搏血氧飽和度儀(簡稱脈氧儀或SpO?監測儀)是一種無創、實時監測人體動脈血氧飽和度和脈率的醫療電子設備。它通過夾在手指、腳趾、耳垂或前額等末梢部位的光學傳感器,利用光電技術間接測量血液攜帶氧氣的能力。
核心測量參數
SpO?(脈搏血氧飽和度):
90%-94%: 輕度低氧血癥(需關注,尤其在有基礎疾病時)。
<90%: 中度至重度低氧血癥(通常被視為需要醫療干預的閾值)。
持續低于正常值提示身體組織可能缺氧,是呼吸、循環系統功能障礙的重要指標。
表示動脈血中氧合血紅蛋白(HbO?)占總的可攜帶氧的血紅蛋白(HbO? + 還原血紅蛋白Hb)的百分比。
正常范圍:健康成人在海平面呼吸空氣時,通常為 95% - 100%。
臨床意義:
PR(脈率):
測量每分鐘心跳次數(心率)。
正常范圍:成人靜息時通常為 60 - 100次/分鐘。
臨床意義:監測心率快慢、節律(通過脈搏波形間接觀察)是否正常。
PI(灌注指數):
部分設備提供,反映監測部位的脈搏血流灌注強度(通常以百分比表示,范圍0.02% - 20%)。
數值越高,表示該部位血流灌注越好,信號越強越可靠。
臨床意義:幫助判斷信號質量(低PI時讀數可能不準確),評估外周循環狀態(休克、低溫等可導致PI降低)。
脈搏波形:
部分設備顯示與心跳同步的搏動波形(容積脈搏波)。
臨床意義:直觀顯示脈搏搏動情況,輔助判斷信號質量、是否存在心律失常(如房顫)的線索。
核心工作原理(光電比色法)
發光二極管: 傳感器一側裝有兩個特定波長的發光二極管(LED):
紅光(Red, 波長通常約660nm): 還原血紅蛋白(Hb)吸收更多。
紅外光(Infrared, 波長通常約940nm): 氧合血紅蛋白(HbO?)吸收更多。
光電探測器: 傳感器另一側裝有光電探測器,用于接收穿透人體組織后的光線。
信號采集:
兩個LED交替發光(或同時發光但探測器能區分)。
光線穿過手指(或其他部位)的組織、血管(主要是小動脈和毛細血管)時,被骨骼、皮膚、軟組織、靜脈血和動脈血吸收。
動脈血在心臟收縮期(脈搏波峰)血量增多,舒張期(脈搏波谷)血量減少,其吸光度隨脈搏搏動呈周期性變化。
探測器接收到的光強度也隨脈搏搏動發生周期性變化。
信號處理與計算:
儀器提取出搏動(AC)信號(代表動脈血)和背景(DC)信號(代表非搏動性組織、靜脈血等)。
計算兩個波長下搏動信號(AC)與背景信號(DC)的比值(R)。
儀器內部存儲了通過大量人體實驗標定好的 R值與SpO?對應關系的經驗曲線(標準曲線)。
根據實時測得的R值,對照標準曲線,即可計算出當前的SpO?值。
脈率則通過計算脈搏波峰之間的間隔時間得出。
主要類型
指夾式:
最常見類型,夾在手指尖(通常食指或中指)。
便攜、使用簡單、成本低。
適用于醫院、診所、家庭、運動監測等廣泛場景。
腕式/手表式:
集成在智能手表或專用腕帶中,傳感器在表盤背面。
主要用于日常健康監測、運動追蹤。
準確性通常低于指夾式醫用設備,尤其在低灌注或運動時。
手持式(探頭分離):
主機可移動,通過導線連接可重復使用的指套或耳夾探頭。
常用于醫院病床旁監測、轉運途中。
臺式(多參數監護儀集成):
作為醫院重癥監護室、手術室、急診室等多參數監護儀的一個模塊。
提供持續監測、報警功能,數據可聯網記錄。
兒科專用:
設計更小的指套或包裹式探頭,適用于嬰幼兒、新生兒。
算法可能針對小脈搏信號進行優化。
前額式/貼片式:
傳感器貼在前額或太陽穴。
優點:在低灌注(休克、低溫)時可能比指夾式更早、更可靠地檢測到SpO?變化;不易受手部運動干擾。
缺點:成本較高,佩戴可能不如指夾式方便。
核心應用場景
臨床醫療:
手術麻醉與復蘇: 全程監測患者氧合狀態,是麻醉安全的必備監測。
重癥監護: 持續監測危重病人(如呼吸衰竭、心力衰竭、休克、嚴重感染患者)。
急診科: 快速評估急性呼吸困難、胸痛、創傷、中毒等患者。
呼吸科: 評估慢性阻塞性肺疾病、哮喘、肺炎、肺纖維化等患者的氧合情況及療效。
心血管科: 監測心衰、先天性心臟病患者。
新生兒科/兒科: 監測早產兒呼吸暫停、新生兒呼吸窘迫、兒童肺炎等。
睡眠醫學: 用于睡眠呼吸暫停綜合征的篩查和診斷(多導睡眠監測的一部分)。
病房常規監測: 對吸氧患者、術后患者、病情不穩定患者進行監測。
院前急救與轉運: 救護車上監測患者生命體征。
家庭與個人健康管理:
慢性呼吸系統疾病患者: COPD、肺纖維化患者在家監測氧合狀況,指導氧療和就醫。
COVID-19等傳染性疾病: 居家隔離期間監測血氧,早期發現“沉默性低氧”。
高原旅行/登山: 監測高原反應和缺氧程度。
運動健身: 部分運動員用于了解運動時的氧合情況(但意義有限)。
日常健康監測: 關注自身基本健康指標。
優勢
無創: 無需抽血,無痛苦。
快速簡便: 數秒內即可獲得讀數,操作極其簡單。
實時連續: 可提供持續的、動態的氧合狀態監測。
便攜: 指夾式等設備小巧輕便。
相對經濟: 成本遠低于有創血氣分析。
安全: 無感染風險。
局限性/誤差來源
運動偽影: 患者顫抖、寒戰或主動運動時,信號干擾大,讀數不準或不顯示。
低灌注狀態: 休克、低體溫、嚴重低血壓、外周血管疾病、使用血管收縮藥物時,末梢循環差,信號微弱,難以獲得準確讀數或無法讀數。
皮膚色素沉著: 深色皮膚可能吸收更多光線,可能導致讀數略微偏低(現代設備多已改進算法減少此影響,但仍可能存在)。
指甲異常:
指甲油(尤其深藍、黑、綠、紫): 會吸收特定波長的光,嚴重干擾讀數(建議涂抹指甲油時避開測試指甲或徹底卸除)。
灰指甲、假指甲: 同樣影響光線穿透。
環境光干擾: 強光(特別是閃爍光源如手術燈)照射傳感器可能干擾探測器。
碳氧血紅蛋白(COHb)與高鐵血紅蛋白(MetHb)干擾:
一氧化碳中毒時,COHb水平高,儀器可能高估實際氧合血紅蛋白水平(顯示SpO?正常或偏高,但實際攜氧能力極差)。
高鐵血紅蛋白血癥時,MetHb水平高,儀器讀數可能偏低且趨向于85%左右。
注意: 脈氧儀無法區分HbO?、COHb、MetHb,在懷疑這些情況時,必須進行有創動脈血氣分析(可測定各類血紅蛋白分數)。
靜脈搏動干擾: 嚴重三尖瓣反流、靜脈壓極高時,靜脈血也可能出現搏動性,干擾信號。
傳感器位置不當或松動。
設備校準問題或故障。
重要注意事項
SpO?是重要指標,但不是萬能的: 它反映的是血液攜帶氧氣的能力(氧合),不能直接反映組織是否真正獲得了足夠的氧氣(氧供)。氧供還取決于心輸出量(血流量)、血紅蛋白濃度、組織氧利用率等。也不能反映二氧化碳潴留情況。
解讀需結合臨床: 讀數必須結合患者的癥狀、體征、病史以及其他檢查結果綜合判斷。不能僅憑SpO?一個數值做診斷或治療決策。
警惕“沉默性低氧”: 部分患者(尤其COVID-19患者)在SpO?顯著下降時(如<80%)可能主觀感覺呼吸困難不明顯,容易延誤治療。持續監測很重要。
家用設備精度有限: 醫用級設備(尤其監護儀集成式)精度要求更高(通常標稱誤差±2%以內,在SpO? 70%-100%區間)。家用指夾式或腕式設備精度可能稍低,尤其極端值或信號弱時。用于病情監測時,建議選用可靠的醫用級設備。
懷疑讀數不準怎么辦?
檢查傳感器位置、患者狀態(運動、低溫)、指甲情況、環境光。
更換測量部位(換手指、換腳趾、換耳垂)。
觀察脈搏波形是否良好、PI值是否足夠。
如果臨床情況與讀數嚴重不符(如患者明顯紫紺但SpO?顯示95%),必須立即進行動脈血氣分析確診。
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