血氧饱和度

血氧饱和度是管理和理解患者治疗的基本要素。氧气在体内受到严格调节，因为低氧血症会导致对个体器官系统的许多急性不良反应。这些包括大脑、心脏和肾脏。氧饱和度测量当前与氧结合的血红蛋白与未结合的血红蛋白的数量相比。在分子水平上，血红蛋白由四个球状蛋白质亚基组成。每个亚基都与一个血红素组相关联。每个血红蛋白分子随后都有四个血红素结合位点，可随时用于结合氧。因此，在血液中运输氧气的过程中，血红蛋白能够携带多达四个氧分子。由于体内组织耗氧量的关键性质，必须能够监测当前的氧饱和度。脉搏血氧仪可以测量氧饱和度。它是一种放置在人手指上的无创设备。它测量光波长以确定氧化血红蛋白与脱氧血红蛋白的当前水平之比。脉搏血氧仪的使用已成为医学治疗的标准。它通常被视为第五个生命体征。因此，医生必须了解脉搏血氧仪的功能和局限性。

解剖学和生理学

体内耗氧量的一种定义是动静脉血氧饱和度差异和血流量的乘积。身体通过有氧代谢部分消耗氧气。在这个过程中，氧气用于将葡萄糖转化为丙酮酸，释放出两个三磷酸腺苷 (ATP) 分子。该过程的重要方面是氧-血红蛋白解离曲线。在血液中，血红蛋白迅速结合游离氧形成氧合血红蛋白，仅留下一小部分溶解在血浆中的游离氧。氧-血红蛋白解离曲线是血红蛋白饱和百分比随氧分压 (PO2) 变化的曲线。在 100 mmHg 的 PO2 下，血红蛋白将 100% 饱和氧，这意味着所有四个血红素基团都结合在一起。每克血红蛋白能够携带 1 个。34 ml氧气。氧在血浆中的溶解系数为 0.003。该系数表示 PO2 每增加 1 mmHg 时溶解在 100mL 血浆中的氧气体积（以 mL 为单位）。然后有公式计算氧含量，因此氧含量= (0.003×PO2) + (1.34×血红蛋白×氧饱和度)。这个公式表明溶解氧是血液中总氧的足够小部分；因此，可以认为血液中的氧含量等于氧合血红蛋白水平。这个公式表明溶解氧是血液中总氧的足够小部分；因此，可以认为血液中的氧含量等于氧合血红蛋白水平。这个公式表明溶解氧是血液中总氧的足够小部分；因此，可以认为血液中的氧含量等于氧合血红蛋白水平。随着 PO2 的降低，饱和血红蛋白的百分比也会降低。由于血红蛋白的结合性质，氧-血红蛋白解离曲线呈S形。随着每个氧分子结合，血红蛋白经历构象变化以允许随后的氧结合。每个与血红蛋白结合的氧都会增加其结合更多氧的亲和力，这意味着对第四个氧分子的亲和力最高。在肺部，肺泡气体的 PO2 为 100 mmHg。然而，由于对第四个氧分子的高亲和力，即使在 60 mmHg 的 PO2 下，氧饱和度仍将保持高水平。随着 PO2 的降低，血红蛋白饱和度最终会迅速下降，在 PO2 为 40 mmHg 时，血红蛋白的饱和度为 75%。同时，在 25 mmHg 的 PO2 下，血红蛋白饱和度为 50%。这个水平被称为 P50，其中每个血红蛋白的 50% 的血红素基团与氧分子结合。鉴于左右移动的影响，氧饱和度的性质变得越来越重要。多种因素导致这些转变。氧饱和度曲线的右移表明血红蛋白的氧亲和力降低，这将使更多的氧气可用于组织。助记符“CADET！” 有助于记住导致右移的因素。在这里，“CADET”代表 PCO2、酸、2,3-二磷酸甘油酸、运动和温度。血红蛋白解离曲线随着这些因素中的每一个的增加而向右移动。氧饱和度曲线的左移表明血红蛋白的氧亲和力增加，这降低了组织的氧利用率。导致氧-血红蛋白解离曲线左移的因素包括温度、PCO2、酸度和 2,3-二磷酸甘油酸（以前称为 2,3-二磷酸甘油酸）的降低。

适应症

由于脉搏血氧饱和度读数的无创性和相对重要性，很少有情况不表明它的用途。脉搏血氧仪可以提供一种快速准确评估氧合工具。因此，它在紧急情况下特别有用。在氧饱和度达到约 67% 之前，不会出现紫绀。因此，脉搏血氧仪非常有用，因为在体格检查中可能看不到低氧血症的体征和症状。脉搏血氧仪的适应症包括可能发生低氧血症的任何临床环境。这些设置包括急诊科、手术室、紧急医疗服务系统、术后恢复区、内窥镜检查室、睡眠和运动实验室、口腔手术室、心导管室、进行清醒镇静的设施、分娩和分娩病房、设施间病人的病人监护转运单位、高空设施、航空航天医疗设施，甚至是病人的家。

禁忌症

脉搏血氧仪很少有禁忌症，很少有禁忌症，但了解其局限性是有帮助的。相对禁忌症可能是需要测量 pH 值、PaCO2、总血红蛋白和异常血红蛋白，如在一氧化碳中毒的情况下。监测探头的位置以了解皮肤状况的变化（例如水疱或甲床损坏）也很重要。烧伤患者还需要每两到四个小时重新定位一次探头。

设备

脉搏血氧仪由包含 LED 的探头和光电探测器组成。LED 以固定的选定波长发光。光电探测器测量通过选定血管床（如指尖或耳垂）传输的光量。脉搏血氧仪使用 Beer-Lambert 光吸收定律。该定律描述了光通过透明溶剂（如等离子体）时如何被吸收，该溶剂含有一种可吸收特定波长光的溶质，如血红蛋白。[4] 含氧血红蛋白和还原血红蛋白的吸收光谱不同。因此，动脉血呈红色，而静脉血呈蓝色。然而，由于活体组织吸收光，因此难以确定体内血红蛋白的饱和度比率。血氧计探头通过发射光脉冲（一种红色和一种红外线）克服了这一困难。检测器放置在组织另一侧的灯对面。二极管以快速顺序打开和关闭，检测器测量差异。测量结果输入微处理器中的算法，在该算法中计算氧合血红蛋白饱和度并最终显示给用户。

人员

所有医务人员都应该对脉搏血氧仪的使用有基本的了解。高级用户会发现了解脉搏血氧饱和度读数与血液血红蛋白浓度的关系以及它们如何受到氧-血红蛋白解离曲线的影响很有帮助。

准备

准备应用脉搏血氧仪时，最重要的考虑因素是将显示器放置在光线能够照射到检测器的地方。在放置脉搏血氧仪之前考虑多个因素。患者应去除指甲油，并用酒精制剂擦拭手指。检查手指是否有其他物体，例如色素沉着过多。例如，纹身可能会在光线穿过组织时阻挡光线。高强度环境光也显示会干扰脉搏血氧饱和度读数的准确性。使用前，脉搏血氧仪上的橡胶护罩应完好无损，以帮助减少环境光输入。

技术

验证适当的放置位置后，放置脉搏血氧仪，使光线穿透组织并被检测器拾取。将脉搏血氧仪放在指尖上时，探头必须完全贴合手指。它不应该太紧或太松。请格外小心，以确保探头不会将循环限制在手指上，因为这可能会提供不准确的读数。还有用于耳垂的探头。在紧急情况下，脉搏血氧仪可能必须侧向放置在指尖上，因为指甲油或颜料可能会阻挡光线。

并发症

使用脉搏血氧仪的并发症很少见。但是，有必要注意探头部位，因为长时间使用可能会出现水泡或指甲损伤。组织损伤也可能发生在不兼容的探头设置中或在以电击或烧伤形式替换期间。了解如何改进脉搏血氧仪的测量也很重要。改善脉搏血氧仪信号的可能方法包括：加热并揉搓皮肤，应用局部血管扩张剂，尝试不同的探测部位，尤其是耳朵，尝试不同的探头，使用不同的机器，可能降低脉搏血氧仪信号准确性的因素包括：指甲油，皮肤色素沉着，高强度环境照明，患者过度运动或运动伪影，灌注减少，存在异常血红蛋白、碳氧血红蛋白，血管内染料，饱和度低于 83% 时精度降低。使用脉搏血氧仪的重大风险是将不正确的读数视为准确的可能性。可能会出现低氧血症的假阴性结果和常氧血症或低氧血症的假阳性结果。在这些情况下，患者可能会接受不适当的治疗，从而导致伤害。在多种不同的设置中可能会出现错误的正常或高读数。碳氧血红蛋白吸收 660 纳米的光，与氧合血红蛋白大致相同。因此，在碳氧血红蛋白高的情况下，会出现错误的正常读数。当糖化血红蛋白 A1c 水平大于 7% 时，例如 2 型糖尿病患者，可能会高估动脉血氧饱和度。这些情况可能需要动脉血气来准确确定氧饱和度。在评估有低氧血症症状的患者时，也有必要考虑临床诊断，例如一氧化碳毒性。错误的低读数也可能出现在多种设置中。以下是一些可能导致出现错误的低读数的情况。高铁血红蛋白血症，硫血红蛋白血症，镰状血红蛋白，常遗传形式的血红蛋白，严重贫血，静脉充血。

临床意义

人眼检测低氧血症的能力很差。中枢性紫绀、舌头和黏膜呈蓝色是最可靠的预测指标；它发生在氧合血红蛋白饱和度约为 75% 时。脉搏血氧仪提供一种方便、无创的方法来连续测量血氧饱和度。它还可以帮助消除医疗错误。当在 92% 氧饱和度的阈值下检测缺氧时，脉搏血氧仪具有 92% 的灵敏度和 90% 的特异性。发生低氧血症的氧饱和度没有设定标准。普遍接受的标准是低于 95% 的正常静息氧饱和度被认为是异常的。因此，观察患者的低氧血症临床标志物仍然至关重要。大脑是最敏感的器官，当氧合血红蛋白饱和度低于 80% 至 85% 时，视觉、认知和脑电图会发生变化。目前尚不清楚是否存在低氧血症的长期缺陷。尽管氧饱和度异常低，夜间低氧血症患者似乎不会出现危及生命的并发症。

提高医疗团队协作

所有医护人员，包括护士，都应该熟悉脉搏血氧饱和度。脉搏血氧仪是对患者整体氧饱和度的准确测量。虽然很少有研究表明使用脉搏血氧仪可以降低死亡率，但显然它带来的好处多于伤害。临床医生应了解与脉搏血氧饱和度相关的局限性和错误。在决定是否需要进一步检查时，他们应该使用他们最好的临床判断。在低氧血症的情况下，医生应始终考虑动脉血样本是否比脉搏血氧饱和度测量更准确。

---Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan-.