脉搏血氧饱和度监测技术精编版课件

脉搏血氧饱和度监测技术广州市妇女儿童医疗中心新生儿科周晓光脉搏血氧饱和度监测技术广州市妇女儿童医疗中心新生儿科脉搏血氧饱和度监测的历史1935：Matthes研制了第一个双波长的耳部血氧测定探头，可以实现脉搏血氧饱和度的测定，不过种设备测定缓慢，需要频繁校准而且不能区分动脉和静脉血流。脉搏血氧饱和度监测的历史1935：脉搏血氧饱和度监测的历史1949：Wood设计的脉搏血氧饱和度测定仪将耳部的血液挤走以获得绝对零点来改进测定精度，这种设备光源稳定性要求高，每次测量需要繁琐调整，因而没有得到广泛应用。脉搏血氧饱和度监测的历史1949：脉搏血氧饱和度监测的历史该设备第一次实现了连续非侵袭性地监测动脉血氧饱和度。1964：Shaw设计了一种八波长（从650nm到1050nm的八个光波）的自身调整的耳部血氧计，优点是避免了繁琐的调整，但该设备体积较大，结构复杂，容易损坏而且价格昂贵。脉搏血氧饱和度监测的历史该设备第一次实现了连续非侵袭性地监测脉搏血氧饱和度监测的历史1972年日本人Aoyagi用红光和红外线穿过测量部位动脉血管，可以直接计算出脉搏血氧饱和度。该方法采用发光二极管减少了血氧探头的体积。1981年,BIOX/Ohmeda将其投入到了商业应用中。脉搏血氧饱和度监测的历史1972年日本人Aoyagi用红光和脉搏血氧饱和度监测的历史1983年Nellcor研制出一种性能更好的脉搏血氧计N-100，并形成了一种标准模式，系利用发光二极管做为光源，硅管作为光传感器，微型计算机进行信息处理，从而使脉搏血氧饱和度测量仪进入了新时代。从此脉搏血样饱和度监测技术在医学临床领域得到了广泛的应用。脉搏血氧饱和度监测的历史1983年Nellcor研制出一种性脉搏血氧饱和度监测的历史1998年：Diab&Kiani采用信号萃取技术发明了新的信号提取脉搏血氧技术(MasimoSET),通过使用带有选通转换技术(DST)和并行机制的自适应滤波器将动脉信号和噪间隔离开来,从而可以在运动和低灌注的情况下仍然可以准确的检测病人的脉搏血氧饱和度。脉搏血氧饱和度监测的历史1998年：脉搏血氧饱和度监测的历史2005年：Masimo公司应用彩虹技术平台（Rainbowplatform）生产碳氧血氧仪。是第一台能同时无创连续监测碳氧血红蛋白(%SpCO)、高铁血红蛋白(%SpMET)、血氧饱和度(%SpO2)、脉搏、灌注指数(PI)和灌注变化指数（PlethVariabilityIndex）的全新技术平台。

脉搏血氧饱和度监测的历史2005年：传统脉搏氧饱和度监测原理Hb和HbO2对红外光（940nm）及红光（660nm）的吸收作用不同HbO2吸收更多红外光，允许红光通过；Hb吸收更多红光，允许红外光通过。传统脉搏氧饱和度监测原理Hb和HbO2对红外光（940nm）传统脉搏氧饱和度监测原理探头为已知波长的发光二级管，发出波长660nm的红光和940nm的红外光，氧合Hb和解氧Hb在这两种特定的光场下有不同吸收光谱，通过搏动血管床的光吸收情况换算出氧合血红蛋白的饱和度。传统脉搏氧饱和度监测原理探头为已知波长的发光二级管，发出波长AC

Variablelightabsorptiondue

pulsatilevolumeofarterialbloodDC

Constantlightabsorptionduetonon-pulsatilearterialblood.DC

Constantlightabsorptionduetovenousblood.DC

Constantlightabsorptionduetotissue,bone,...氧饱和度测定部位（无运动）光吸收类型AbsorptionTimeACVariablelightabsorption传统脉搏氧饱和度监测原理Emitter-shinesRed(R)&Infrared(IR)lightthroughpatientPhotodetectorSENSORMonitor-analyzessignalandreportsSpO2andpulserateMONITOR

IRRPatientcable-transmitssignaltothemonitorCABLE传统脉搏氧饱和度监测原理Emitter-shinesRPost

Processor传统脉搏氧饱和度监测原理R&IRDigitized,Filtered&NormalizedR/IRMEASUREMENTCONFIDENCEConfidenceBasedArbitratorConventionalPulseOximetry97%%Saturation%SaturationConventionalPulseOximetryAlgorithm

050%66%97%100%SpO2%RD/IRRatioatPhotodetectorcorrelateswithSpO2SpO2~RD/IR2.5 0%1.75 20%1.60 30%1.50 40%1.25 60%1.00 82%0.75 91%0.67 95%0.40 100%Post

Processor传统脉搏氧饱和度监测原理R&血流灌注对脉搏氧饱和度转换准确性的影响（运动状态）GoodPerfusion(ConventionalPO)SpaO2=98SpvO2=88SpO2=93PoorPerfusion(ConventionalPO)SpO2=74SpaO2=98SpvO2=50血流灌注对脉搏氧饱和度转换准确性的影响（运动状态）Good脉搏血氧仪示血氧饱和度偏差

的可能原因

干扰因素病理因素静脉注射染料低氧血症电刀干扰低温指甲油血红蛋白异常室内强光干扰碳氧血红蛋白血症检测部位剧烈活动高铁血红蛋白血症传感器放置不到位硫化血红蛋白血症高压氧、核磁共振状态显著静脉搏动静脉淤血同侧测量血压低灌注肤色差异重度贫血脉搏血氧仪示血氧饱和度偏差

的可能原因干扰因手术室电刀干扰对SPO2的影响手术室电刀干扰对SPO2的影响低灌注状态对SPO2的影响低灌注状态对SPO2的影响MasimoSET(SignalExtractionTechnology信号提取技术)原创和最好的脉搏血氧监测技术，在患者体动、低灌注、亮光环境以及电磁干扰条件下，仍然保证精确测量MasimoSET被公认为脉搏血氧测量“金标准”技术MasimoSET(SignalExtractionNoiseLNOPSensors-improveddesignshieldsnoisefromlightandelectricalinterference,andabsorbsnoisefrommotionMonitorTechnology-usesadaptivefilterstodistinguishbetweennoisesignalsandarterialsignals;shieldsagainstlightandelectricalinterference,andreads10Xsmallerpulseamplitudes.MotionElectricalInterferenceLightPatientcable-transmitssignaltothemonitorMasimoSET®

如何改进脉搏血氧饱和度监测NoiseLNOPSensors-improvedd氧合血红蛋白脱氧血红蛋白异类血红蛋白碳氧血红蛋白高铁血红蛋白硫化血红蛋白镰状细胞血红蛋白遗传获得性血红蛋白异常血红蛋白的种类氧合血红蛋白血红蛋白的种类一个新的技术平台，其中包括:适应滤过、信号并联引擎,…>8波长探头非侵袭性地连续监测…一氧化碳(SpCO)

–FDAcleared高铁血红蛋白(SpMet)–FDAclearedFractionalarterialoxygensaturation(SpaO2)FDAclearedRainbowSET技术一个新的技术平台，其中包括:RainbowSET技术脉搏血氧饱和度的临床应用连续Spo2监测可明显提高临床监测低氧血症的能力，从而防止由于缺氧引起的意外事件，提高病人的安全性动态监测Spo2可反映肺氧合状态，指导呼吸机治疗脉搏血氧饱和度的临床应用连续Spo2监测可明显提高临床监测低1ChowL,WrightK,SolaA.CanchangesinclinicalpracticedecreasetheincidenceofsevereretinopathyofprematurityinverylowbirthweightInfants?Pediatrics2003;111(2):339-345出生体重严重ROP(Masimo使用前)严重ROP(Masimo使用后)500to749g38%12%750to999g12%0%1,000to1,249g10%0%全球严重ROP发病率为10-12%严格的吸氧治疗和脉搏血氧监测，减少高氧血症和低氧血症的反复发作，可降低严重ROP发病率极大减少早产儿视网膜病1ChowL,WrightK,SolaA.Ca先天性心脏病的筛查先天性心脏病的发病率为0.5%-1%早期诊断和治疗可明显改善预后结果先心病诊断标准：手与足部的SpO2同时<95%或手与足部的血氧饱和度差异>±3%先天性心脏病的筛查先天性心脏病的发病率为0.5%-1%确诊婴儿先天性心脏病(CHD)

SpO2

技术阳性检出率(PPV)阴性检出率(NPV)PPVforCriticalCHD89%95.5%95%Datex-Ohmeda由于假阳性率过高，无适当数据GianelliA.D.,MellanderM,SunnegardhJ,SandbergK,Ostman-SmithI.Screeningforduct-dependentcongenitalheartdiseasewithpulseoximetry:Acriticalevaluationofstrategiestomaximizesensitivity,ActaPaediatrica,2005;94:1590-1596MasimoSET 用于筛查先天性心脏病的敏感性非常高确诊婴儿先天性心脏病(CHD)

SpO2技术阳性检出率SPO2的应用－病人的转运包括院内和院外的转运救护车/直升飞机提高转运过程中病人的安全Valko,CampbellJP,McCartyDL,MartinD,TurnbullJ.Prehospitaluseofpulseoximetryinrotary-wingaircraft.PrehospitalDisasterMed1991Oct-Dec;6(4):421-428

TalkePO.Measurementofsystolicbloodpressureusingpulseoximetryduringhelicopterflight.CritCareMed1991;19:934SPO2的应用－病人的转运包括院内和院外的转运特殊传感器–LNOP蓝色传感器第一个而且唯一的FDA批准为发绀新生儿,先心病儿童设计的传感器紫绀患者饱和度低于60％时，能够正确反映患者的血氧饱和度临床上精确和可信的SpO2

，有利于指导先心病的治疗和用药

为紫绀型先天性心脏病患者设计的传感器特殊传感器–LNOP蓝色传感器第一个而且唯一的FDA末梢灌注指数（PI）是搏动信号与非搏动信号的比值，以百分数表示101名新生儿按照新生儿急性生理指数（SNAP）进行划分，通过监测PI,脉搏血氧饱和度，脉搏率预测疾病严重程度的准确性PI能够提供简便，无创和自动的新生儿疾病严重程度的预测DeFeliceC,LatiniG,VaccaP,KopoticRJ.EuropeanJournalofPediatrics2002;161:561-562末梢灌注指数（PI）是搏动信号与非搏动信号的比值，以百分数表Radical-7/RainbowSET,Radical/SETMasimoRadical-7彩屏MasimoRadical-7蓝屏手持或床边旋转显示自动切换床边或手持监护，与大多数病人监护系统兼容Radical-7/RainbowSET,Radica病员监护仪OEM超过100种病员监护仪配置MasimoSET血氧饱和度金标准技术模块，OEM合作伙伴还在不断增加。。。病员监护仪OEM超过100种病员监护仪配置MasimoSE脉搏血氧饱和度监测技术精编版课件脉搏血氧饱和度监测技术广州市妇女儿童医疗中心新生儿科周晓光脉搏血氧饱和度监测技术广州市妇女儿童医疗中心新生儿科脉搏血氧饱和度监测的历史1935：Matthes研制了第一个双波长的耳部血氧测定探头，可以实现脉搏血氧饱和度的测定，不过种设备测定缓慢，需要频繁校准而且不能区分动脉和静脉血流。脉搏血氧饱和度监测的历史1935：脉搏血氧饱和度监测的历史1949：Wood设计的脉搏血氧饱和度测定仪将耳部的血液挤走以获得绝对零点来改进测定精度，这种设备光源稳定性要求高，每次测量需要繁琐调整，因而没有得到广泛应用。脉搏血氧饱和度监测的历史1949：脉搏血氧饱和度监测的历史该设备第一次实现了连续非侵袭性地监测动脉血氧饱和度。1964：Shaw设计了一种八波长（从650nm到1050nm的八个光波）的自身调整的耳部血氧计，优点是避免了繁琐的调整，但该设备体积较大，结构复杂，容易损坏而且价格昂贵。脉搏血氧饱和度监测的历史该设备第一次实现了连续非侵袭性地监测脉搏血氧饱和度监测的历史1972年日本人Aoyagi用红光和红外线穿过测量部位动脉血管，可以直接计算出脉搏血氧饱和度。该方法采用发光二极管减少了血氧探头的体积。1981年,BIOX/Ohmeda将其投入到了商业应用中。脉搏血氧饱和度监测的历史1972年日本人Aoyagi用红光和脉搏血氧饱和度监测的历史1983年Nellcor研制出一种性能更好的脉搏血氧计N-100，并形成了一种标准模式，系利用发光二极管做为光源，硅管作为光传感器，微型计算机进行信息处理，从而使脉搏血氧饱和度测量仪进入了新时代。从此脉搏血样饱和度监测技术在医学临床领域得到了广泛的应用。脉搏血氧饱和度监测的历史1983年Nellcor研制出一种性脉搏血氧饱和度监测的历史1998年：Diab&Kiani采用信号萃取技术发明了新的信号提取脉搏血氧技术(MasimoSET),通过使用带有选通转换技术(DST)和并行机制的自适应滤波器将动脉信号和噪间隔离开来,从而可以在运动和低灌注的情况下仍然可以准确的检测病人的脉搏血氧饱和度。脉搏血氧饱和度监测的历史1998年：脉搏血氧饱和度监测的历史2005年：Masimo公司应用彩虹技术平台（Rainbowplatform）生产碳氧血氧仪。是第一台能同时无创连续监测碳氧血红蛋白(%SpCO)、高铁血红蛋白(%SpMET)、血氧饱和度(%SpO2)、脉搏、灌注指数(PI)和灌注变化指数（PlethVariabilityIndex）的全新技术平台。

脉搏血氧饱和度监测的历史2005年：传统脉搏氧饱和度监测原理Hb和HbO2对红外光（940nm）及红光（660nm）的吸收作用不同HbO2吸收更多红外光，允许红光通过；Hb吸收更多红光，允许红外光通过。传统脉搏氧饱和度监测原理Hb和HbO2对红外光（940nm）传统脉搏氧饱和度监测原理探头为已知波长的发光二级管，发出波长660nm的红光和940nm的红外光，氧合Hb和解氧Hb在这两种特定的光场下有不同吸收光谱，通过搏动血管床的光吸收情况换算出氧合血红蛋白的饱和度。传统脉搏氧饱和度监测原理探头为已知波长的发光二级管，发出波长AC

Variablelightabsorptiondue

pulsatilevolumeofarterialbloodDC

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IRRPatientcable-transmitssignaltothemonitorCABLE传统脉搏氧饱和度监测原理Emitter-shinesRPost

Processor传统脉搏氧饱和度监测原理R&IRDigitized,Filtered&NormalizedR/IRMEASUREMENTCONFIDENCEConfidenceBasedArbitratorConventionalPulseOximetry97%%Saturation%SaturationConventionalPulseOximetryAlgorithm

050%66%97%100%SpO2%RD/IRRatioatPhotodetectorcorrelateswithSpO2SpO2~RD/IR2.5 0%1.75 20%1.60 30%1.50 40%1.25 60%1.00 82%0.75 91%0.67 95%0.40 100%Post

Processor传统脉搏氧饱和度监测原理R&血流灌注对脉搏氧饱和度转换准确性的影响（运动状态）GoodPerfusion(ConventionalPO)SpaO2=98SpvO2=88SpO2=93PoorPerfusion(ConventionalPO)SpO2=74SpaO2=98SpvO2=50血流灌注对脉搏氧饱和度转换准确性的影响（运动状态）Good脉搏血氧仪示血氧饱和度偏差

的可能原因

干扰因素病理因素静脉注射染料低氧血症电刀干扰低温指甲油血红蛋白异常室内强光干扰碳氧血红蛋白血症检测部位剧烈活动高铁血红蛋白血症传感器放置不到位硫化血红蛋白血症高压氧、核磁共振状态显著静脉搏动静脉淤血同侧测量血压低灌注肤色差异重度贫血脉搏血氧仪示血氧饱和度偏差

的可能原因干扰因手术室电刀干扰对SPO2的影响手术室电刀干扰对SPO2的影响低灌注状态对SPO2的影响低灌注状态对SPO2的影响MasimoSET(SignalExtractionTechnology信号提取技术)原创和最好的脉搏血氧监测技术，在患者体动、低灌注、亮光环境以及电磁干扰条件下，仍然保证精确测量MasimoSET被公认为脉搏血氧测量“金标准”技术MasimoSET(SignalExtractionNoiseLNOPSensors-improveddesignshieldsnoisefromlightandelectricalinterference,andabsorbsnoisefrommotionMonitorTechnology-usesadaptivefilterstodistinguishbetweennoisesignalsandarterialsignals;shieldsagainstlightandelectricalinterference,andreads10Xsmallerpulseamplitudes.MotionElectricalInterferenceLightPatientcable-transmitssignaltothemonitorMasimoSET®

如何改进脉搏血氧饱和度监测NoiseLNOPSensors-improvedd氧合血红蛋白脱氧血红蛋白异类血红蛋白碳氧血红蛋白高铁血红蛋白硫化血红蛋白镰状细胞血红蛋白遗传获得性血红蛋白异常血红蛋白的种类氧合血红蛋白血红蛋白的种类一个新的技术平台，其中包括:适应滤过、信号并联引擎,…>8波长探头非侵袭性地连续监测…一氧化碳(SpCO)

–FDAcleared高铁血红蛋白(SpMet)–FDAclearedFractionalarterialoxygensaturation(SpaO2)FDAclearedRainbowSET技术一个新的技术平台，其中包括:RainbowSET技术脉搏血氧饱和度的临床应用连续Spo2监测可明显提高临床监测低氧血症的能力，从而防止由于缺氧引起的意外事件，提高病人的安全性动态监测Spo2可反映肺氧合状态，指导呼吸机治疗脉搏血氧饱和度的临床应用连续Spo2监测可明显提高临床监测低1ChowL,WrightK,SolaA.CanchangesinclinicalpracticedecreasetheincidenceofsevereretinopathyofprematurityinverylowbirthweightInfants?Pediatrics2003;111(2):339-345出生体重严重ROP(Masimo使用前)严重ROP(Masimo使用后)500to749g38%12%750to999g12%0%1,000to1,249g10%0%全球严重ROP发病率为10-12%严格的吸氧治疗和脉搏血氧监测，减少高氧血症和低氧血症的反复发作，可降低严重ROP发病率极大减少早产儿视网膜病1ChowL,WrightK,SolaA.Ca先天性心脏病的筛查先天性心脏病的发病率为0.5%-1%早期诊断和治疗可明显改善预后结果先心病诊断标准：手与足部的SpO2同时<95%或手与足部的血氧饱和度差异>±3%先天性心脏病的筛查先天性心脏病的发病率为0.5%-1%确诊婴儿先天性心脏病(CHD)

SpO2

技术阳性检出率(PPV)阴性检出率(NPV)PPVforCriticalCHD89%95.5%95%Datex-Ohmeda由于假阳性率过高，无适当数据GianelliA.D.,MellanderM,SunnegardhJ,SandbergK,Ostman-SmithI.Screeningforduct-dependentcongenitalhear