脉搏血氧测量法的历史沿革
美国Masimo公司
脉搏血氧测量法首次出现于70多年前，当时将其作为一种无创测量动脉血氧饱和度的方法，无须抽血并进行费时的实验室动脉血气(ABG)分析。动脉血氧饱和度下降到85 %~90 %时可能会出现呼吸系统损伤和衰竭，而饱和度水平下降到75 %或更低时会发生紫绀。在脉搏血氧测量法出现之前，通过无创监测无法检测出75 %~90 %这个危险范围内的缺氧症，因此一般要求临床医生根据经验推测其患者的氧合状态。
脉搏血氧测量法用量化的证明取代了推测的方式。最终，随着技术改进以及具成本效益的数字式产品大量上市，脉搏血氧测量法已成为一种重要的诊断工具。虽然实验室ABG分析与脉搏血氧测量法都可以揭示患者的动脉血氧饱和度，但ABG只能在某个时刻测量这项指标，而脉搏血氧测量法则可以连续测量。使用脉搏血氧测量法后，看护人员可以准确地检测出血氧饱和度的实时变化，从而立即发现有危害的血氧不足趋势，以免患者发生症状。
即使早期的脉搏血氧测量法为护理人员带来了预警的临床优势，但其适用范围主要局限于重症护理方面，这是因为在患者运动或低灌注的情况下它无法准确地进行测量。当用于重症护理之外的区域时，患者在运动过程中经常造成误报，这样就会不恰当地通知护理人员，使其做出错误的去饱和措施，从而导致这些区域中的许多临床医生完全忽略这些警报，进而使患者遭遇潜在的风险。因此，脉搏血氧测量法的益处仅限于监测灌注良好、不常运动的患者，而这种患者只占医院中患者总数的一部分。而没有可靠的脉搏血样测量法监测方式，医院大约有90 %数量的患者都有呼吸系统损伤的风险。
最近，随着运动及低灌注测量的脉搏血氧测量法技术的出现，临床医生现在可以使用脉搏血氧测量仪准确、可靠地监测多种临床环境中的动脉血氧饱和度，这些环境包括医院的所有区域、门诊中心、内科诊所、家庭护理机构以及患者住所。1996年，Masimo的Signal Extraction Technology(Masimo SET?从根本上改变了脉搏血氧测量法，它在最具挑战性的运动和低灌注情况下能够可靠地进行测量，几乎消除了误报，同时提高了脉搏血氧测量法检测出真正威胁生命的事件的能力。图1为脉搏血氧测量法的沿革。
运行的“传统”原理
脉搏血氧测量仪需要血液的脉动才能无创地检测出动脉血氧饱和度(SpO2)。传统脉搏血氧测量仪的工作方式为在一个脉动的毛细血管床中传递红光和红外线。血液所吸收的红光与红外线之比就是血氧饱和度的度量指标。脉搏血氧测量仪的运行依赖于一个原理，即高氧血所呈现的红色比缺氧血更加明亮。首先，仪器测量两种红色暗度的强度之和，这两种暗度分表代表血液中高氧与缺氧的部分。然后仪器检测脉搏，并减去无脉搏时检出颜色的强度。颜色剩余的强度仅仅代表高氧的红色血液。监视器的显示屏上将这些内容显示为动脉血氧饱和度。有关脉搏血氧测量仪的基本安装和操作，请见图2。
超越基础：重大差异
从历史上看，传统脉搏血氧测量法技术的制造商假设有以下基本情况：
(1)氧合血红蛋白(高氧血液)和脱氧血红蛋白(缺氧血液)对红色可见光和红外线的吸收率不同；(2)器官中动脉血的含量随脉搏变化。因此，动脉血量的不同使所吸收光线的量也发生变化；(3)认为动脉血是在测量现场唯一一种脉动的血。
传统脉搏血氧测量仪最明显的问题在于其做出了错误的假设：动脉血是在测量现场唯一一种移动(脉动)的血。然而，患者在运动过程中，非动脉血也会移动，从而使传统脉搏血氧测量仪人为地读出低值，这是因为这些仪器无法区分动脉和静脉血的移动。由于无法过滤、分离和处理患者移动过程中的非动脉血移动(有时也称为“噪声”)，因此传统血氧测量仪报告的SpO2值有误。从临床上看，这表现为一种去饱和的误报，它通知临床医生出现问题，这既不是生理学问题也不是临床问题，而是体现了技术的局限性。错误测量和误报最终都会使患者处于极大的伤害或死亡风险下，这是因为对于确实需要采取措施并需要急诊介入的真实警报，这些情况会削弱其作用或降低其价值。
Masimo SET技术在获取、处理和报告动脉血氧饱和度和脉率方面是一种完全不同的技术。通过结合专有的信号处理算法与创新的传感器技术，Masimo SET技术使自适应滤波器可以实时工作，从而准确地测量SpO2，并在实质上消除繁忙的临床环境中都会遇到的运动伪影、低周边灌注和大量低信噪比等问题。 通过将脉搏血氧测量仪的使用范围扩展到频繁运动的环境中，现在信号差、噪声密集的医院环境(如急诊室、常规护理楼层以及用于新生儿、儿童和成人患者的重症监护室)中也可以实现可靠的监测。此外，Masimo SET还提高了脉搏血氧测量仪在医院之外的临床环境(如门诊手术中心、家庭护理机构、内科诊所)中发生紧急事件时和患者转移过程中的实用性和相关性。
除了传统的红光与红外线算法之外，Masimo SET还有四种独特的算法，从而达到了全所未有的保真度、敏感度和专一性。在以并行处理模式向这组算法提供患者数据的同时，充分利用每种算法的独特优势确保读数准确，即使在运动、低灌注、附近有光源以及手术电刀遇到干扰的情况下也是如此。图3和图4解释了传统和Masimo SET脉搏血氧测量法技术之间的区别。
脉搏血氧测量法的现状和未来展望
独立客观地调查真实临床环境中血氧测量仪的性能之后，发现Masimo SET这种先进技术可以在灌注水平为传统脉搏血氧测量仪十分之一的情况下准确地监测饱和度和脉率，同时还有着最大的敏感度(98 %)和专一度(97 %)。
(1)这种前所未有的敏感度和专一度已经使误报减少了90 %，同时还提高了真实警报的检出率。
(2)迄今为止，已有超过100份独立客观的研究表明Masimo SET在测量SpO2和脉率方面最为可靠。
由于可以在更多临床环境中监测更多患者，因此改善了患者的安全状况，并提高了医院的效率——使临床医生可以将更多时间用于照料患者，而非应付误报。此外，脉搏血氧测量法还可以发挥更大作用。Masimo SET对脉搏血氧测量法的“第一次革命”使脉搏血氧测量法在医院内外更加准确、可靠和实用，而血氧测量法方面的“下一次革命”Masimo Rainbow SET使临床医生可以无创地捕捉到生理方面与患者真实氧合状态相关的更专业测量结果。Masimo Rainbow SET是第一种且是唯一一种能够无创而连续地测量以下参数的技术平台：总血红蛋白(SpHbTM)和含氧量(SpOCTM)(二者都在监管机构的审批过程中)、碳氧血红蛋白(SpCO?、高铁血红蛋白(SpMet?)以及Pleth可变性指数(PVITM)，此外还有氧合血红蛋白(SpO2)、灌注指数(PI)和脉率(PR)。
（全文完）
来源：《世界医疗器械》
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