脉搏血氧仪:危重病护理中一个必要的不完善工具

保定市第一中心医院东院重症医学科 孟虹君 张剑

脉搏血氧仪已经发展成为临床医生必备的工具。它是非侵入性的，并可以立即提供提供一个病人的氧合。随着最近的全球疫情大流行，脉搏血氧仪已经拓展到公众可以随时使用，甚至可以作为个人监测设备戴在手腕上。尽管脉搏血氧仪的使用有很大的局限性，特别是对于家庭环境中的外行，我们认为脉搏血氧仪在危重病人的护理中仍然是有用并重要的。

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脉搏血氧计远非一种完美的设备。为了了解脉搏血氧仪的问题，回顾其作用的基本机制是很重要的。最初的血氧仪是在20世纪30年代开发出来的，用于监测航空飞行员的氧气水平，二战期间，随着第一个耳探测传感器的问世，血氧计得到了发展。20世纪50年代和60年代的不断改进使Aoyagi发现，监测每搏动脉血容量的变化可以通过光谱学产生特定的动脉氧合信号来评估光传输的脉动变化，这一发现最大限度地减少了周围组织对光的吸收，并在20世纪80年代进一步发展成为第一个临床用的脉搏血氧仪，它通过使用两种波长测量氧合血红蛋白和去氧血红蛋白的光吸收变化，并一直使用到今天(红色660 nm和红外940 nm)。早期动脉血氧仪的问题就显现了出来，包括:指甲油、寒战或运动伪影、心律失常、远端灌注不良、皮肤色素沉着、缺氧敏感性差、和血红蛋白改变导致患者的血氧波形不准确。1993年丹麦进行了一项具有里程碑意义的研究，对20802名外科手术患者随机进行脉搏血氧饱和度监测，对比当时的标准护理(缺氧的临床观察)，该研究指出，血氧测定组低氧血症的检出率增加了 19 倍 (p < 0.00001)，同时心肌缺血的情况也减少了。这与其他试验一起决定了采用脉搏血氧计作为住院患者的护理标准之一。

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一般来说，脉搏血氧仪测得的患者动脉血氧饱和度（SpO2）大于90%时，与动脉血氧饱和度（SaO2）之差一般小于2。然而，在黑色素增加的患者中，脉搏血氧仪的准确性较差。一项原始研究指出，与白人患者相比，黑人患者需要更高的SpO2以确保适当的动脉血氧饱和度(PaO2)，同时黑人患者的SpO2和SaO2的变异性更大。2005年，一项针对不同色素沉着的患者的研究测试了三种不同的商用脉搏血氧仪，并指出在所有的脉搏血氧仪中深色皮肤的SaO2 被高估了，指出“色素相关偏差大约与去饱和度成正比” 。在一项最大的回顾性队列研究中，11年来共有46253名患者参加，Burnett等人评估了不同种族和民族的脉搏血氧仪的准确性。他们注意到，当SpO2读数保持在>92%时，隐匿性缺氧（定义为 SaO2 <88%）的发生率在黑人、西班牙裔和白人患者中分别为 2.1%、1.8% 和 1.1%。值得注意的是，当SpO2为>96%时，隐匿性缺氧很少见，这表示在黑色素增加的患者中可能需要更高的SpO2。皮肤色素沉着和SpO2变化的原因之一是参考校准曲线通常依赖白人志愿者。有人呼吁改善这些校准曲线，但尚未有实质性的改变。尽管有这些限制，替代血氧仪的方案是缺氧的视觉检测，这在具有不同肤色的患者中同样具有挑战性，或者使用PaO2的连续侵入性监测，这并不总是方便可行的。

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以上研究表明，也许在肤色较深的患者中，我们应该向较高的SpO2滴定，但这可能并不准确 (例如，先天性青紫型心脏病患者)。有趣的是，对镰状细胞患者的小型研究表明，通过一氧化碳血氧测定法测量的SpO 2和SaO 2之间存在显著相关性。这一发现强调了一个事实，氧解离曲线发生变化的患者的 SpO2 也可能发生变化。另一个限制是脉搏血氧仪不能测量碳氧血红蛋白和高铁血红蛋白的升高; 异常血红蛋白在测量中呈正常SpO 2但SaO 2显著降低而产生干扰。此外，脉搏血氧仪在使用指甲油的患者中报告SpO2和SaO2相关性时可能有很大的不准确性，尤其是涂了凝胶指甲油的患者。对于寒战、运动伪影和远端灌注不良的患者，准确的脉搏血氧仪读数可能是一个挑战，并可能导致不适当的警报和报警疲劳。然而，目前还没有更便宜、侵入性更小或更准确的替代方法来测量连续氧合。

脉搏血氧仪的另一个缺点是它不能检测高氧血症。在最近的一项研究中，除了表明脉搏血氧仪在检测缺氧时可能存在的问题外，作者还指出，SpO2 <95% 的患者中有 31% (n = 571) 患有高氧症。此外，SpO2下降或升高的检测通常存在延迟，提示在患者出现明显的临床恶化之前可能存在一段缺氧期。即使在没有脉搏血氧仪的情况下，这也是事实，因为在视觉上注意到灌注变化之前，机体就会发生明显的缺氧。与耳探头或中央探头相比，这种延迟在手指探头上尤为明显。这些问题在最近的COVID-19大流行中进一步凸显。在一个COVID-19患者的大队列中(n = 2997)， SpO2和SaO2之间的差异最大的是混合种族患者(6.9%)，其次是黑人(5.4%)和亚裔(5.1%)，白人患者为3.2%。有些人甚至认为，这种氧合方面的种族差异导致了COVID-19中肤色较深的患者死亡率的增加。

在回顾了所有这些限制之后，为什么我们还要继续使用这个不完美的监测设备呢?在承认这些问题的同时，脉搏血氧仪仍在为危重患者提供关键信息。在资源有限、无法进行动脉气体分析的情况下，SpO2/FiO2是急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的重要替代指标，并已被改编为 ARDS 柏林定义的基加利修订版。此外，SpO2可以早期识别ARDS患者，并包含在氧饱和度比(ROX)指数的计算中：SpO2/FiO2与呼吸频率的比值。ROX 指数用于识别从高流量鼻插管进展为有创机械通气的高风险患者。脉搏血氧测量可提供持续的信息，可用于呼吸衰竭的管理，甚至可能在全世界范围内纳入更广泛的患者人群基础研究。美国食品和药物管理局 (FDA) 要求手指血氧计的脉搏血氧计精度在3% 以内，耳式血氧计的精度在 3.5% 以内。然而，在承认这些限制的同时，FDA最近宣布召开咨询委员会会议，以解决有关脉搏血氧仪的一些问题。研究领域包括测试使用不被黑色素吸收的光波长来测量氧合血红蛋白。危重病护理医学中的其他设备也有局限性(例如，肺动脉导管)，也有其使用的临床指征，临床医生必须认识到这些缺点。目前，还没有一种侵入性较低或实用的方法来评估持续氧饱和度，因此，重症监护医师在日常治疗中严重依赖脉氧仪。

脉搏血氧仪提供了生命体征之一，尽管存在缺陷，但它是重症医生在评估基本气道-呼吸-循环时，倾向于采用的几个参数之一。就像所有的临床工具一样，它有其局限性，但与其因为这些而放弃这个工具，不如认识和了解这些工具，并尝试改进它们，以更好地护理患者。脉搏血氧仪完美吗?不完美。但它是一个关键的监测设备，有助于危重病人的护理和预后吗？绝对是。

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