血氧（Blood 氧），指血液中的氧氣。氧氣經(jīng)肺部吸入后通過毛細(xì)血管進(jìn)入血液，再由血液運(yùn)輸至身體各部位器官或細(xì)胞供其使用。血氧水平一般通過血氧飽和度（SpO?）表示，血氧飽和度主要通過血液中血紅蛋白與氧氣的結(jié)合程度來衡量。血液中的氧氣通過物理溶解和化學(xué)結(jié)合兩種形式運(yùn)輸，其中物理溶解的氧氣很少，主要是以化學(xué)結(jié)合的形式存在。血氧是反映組織的供氧量與耗氧量的重要指標(biāo)，血液中的含氧量越高，人體的新陳代謝就會(huì)越好。人體正常血氧飽和度為95%以上，常用的血氧指標(biāo)有：氧分壓、氧容量、氧飽和度和動(dòng)靜脈氧分壓差等。
氧是人體所必需的。組織氧供減少或不能充分利用氧，導(dǎo)致組織代謝、功能和形態(tài)結(jié)構(gòu)異常變化的病理過程稱為缺氧（hypoxia）。如果出現(xiàn)血氧過低的狀況，身體的許多生理機(jī)能都會(huì)受到影響，嚴(yán)重的情況甚至?xí){到生命。例如，長期的缺氧會(huì)導(dǎo)致心肺功能衰竭、腦損傷、肝腎損傷、神經(jīng)系統(tǒng)受損等。因此，必須保持足夠的血氧水平，以維持人體正常的生理機(jī)能。
臨床上常用的血氧監(jiān)測手段分為有創(chuàng)和無創(chuàng)血氧監(jiān)測。有創(chuàng)血氧監(jiān)測，如動(dòng)脈血?dú)夥治?，它通過采集動(dòng)脈血樣本來測量血?dú)狻?a href="/hebeideji/7223796668843573309.html">電解質(zhì)、酸堿等指標(biāo)。其中，動(dòng)脈血氧分壓（PaO2）也是其中的一個(gè)重要指標(biāo)。該方法準(zhǔn)確可靠，能夠提供更全面的生理指標(biāo)，非常適用于臨床重癥患者的監(jiān)測和治療。無創(chuàng)血氧監(jiān)測，無損傷的血氧飽和度測量技術(shù)，脈搏血氧監(jiān)護(hù)儀成為危重傷員血氧監(jiān)測的主要工具。
定義
血液中的氧氣通過物理溶解和化學(xué)結(jié)合兩種形式運(yùn)輸，其中物理溶解的氧氣很少，主要是以化學(xué)結(jié)合的形式存在。氣體與血紅蛋白以配合物形式存在，如果氧氣濃度大，血紅蛋白就與氧氣配合；如果二氧化碳濃度大，血紅蛋白就與二氧化碳配合。體內(nèi)動(dòng)脈血液中氧氣濃度高，靜脈血液中二氧化碳濃度高。血氧是反映組織的供氧量與耗氧量的重要指標(biāo)，血液中的含氧量越高，人體的新陳代謝就會(huì)越好，常用的血氧指標(biāo)有：氧分壓、氧容量、氧飽和度和動(dòng)靜脈氧分壓差等。氧容量指氧分壓為19.95kPa（150mmHg），二氧化碳分壓為5.32kPa（40mmHg），濕度38℃，在體外100毫升血液內(nèi)血色素所結(jié)合的氧量。正常血紅蛋白在上述條件下，每克能結(jié)合氧1.34～1.36毫升。
常用指標(biāo)
血紅蛋白氧飽和度主要受到氧分壓（PO2）的影響，二者之間的關(guān)系曲線呈現(xiàn)出"S"形狀，被稱為氧合血紅蛋白離解曲線，簡稱氧解離曲線。
此外，血紅蛋白氧飽和度還受到血液pH值、溫度、二氧化碳分壓（CO2）以及紅細(xì)胞內(nèi)2，3-二磷酸甘油酸（2，3-DPG）的含量影響。當(dāng)血液pH值下降、溫度升高、二氧化碳分壓增加或紅細(xì)胞內(nèi)2，3-DPG增多時(shí)，血紅蛋白與氧的親和力降低，氧解離曲線向右移動(dòng)；相反，氧解離曲線向左移動(dòng)則表示血色素與氧的親和力增高。
血紅蛋白與氧的親和力可以用P50來反映，P50指的是血紅蛋白氧飽和度為50%時(shí)的血氧分壓，正常范圍約為26~27mmHg。P50增大表示血紅蛋白與氧的親和力降低，而P50減小則表示血紅蛋白與氧的親和力增高。氧飽和度（%）=實(shí)際1克血紅蛋白結(jié)合的氧（毫升）/1.36（毫升）×100。
缺氧的分類
分類
特點(diǎn)
血氧監(jiān)測
監(jiān)測意義
血氧監(jiān)測具有以下幾個(gè)方面的意義：
1.及時(shí)發(fā)現(xiàn)低氧血癥并評(píng)估程度：通過監(jiān)測指尖血氧飽和度（SpO2），可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)低氧血癥，并評(píng)估其嚴(yán)重程度。這對(duì)于治療危重癥患者至關(guān)重要。醫(yī)生可以根據(jù)監(jiān)測到的SpO2數(shù)值，指導(dǎo)選擇適當(dāng)?shù)难醑煵呗?，并及時(shí)調(diào)整氧療參數(shù)，從而改善低氧血癥，預(yù)防或減少氧中毒的發(fā)生。
2.提供機(jī)械通氣治療依據(jù)：血氧監(jiān)測有助于確定危重癥患者實(shí)施機(jī)械通氣治療的時(shí)機(jī)，并結(jié)合其他指標(biāo)，調(diào)整通氣模式和給氧濃度等參數(shù)。這種監(jiān)測方法為機(jī)械通氣治療提供了依據(jù)，確保治療的準(zhǔn)確性和有效性。
3.為撤機(jī)和拔除氣管插管提供參考：血氧監(jiān)測還可以為撤機(jī)和拔除氣管插管提供參考依據(jù)。通過監(jiān)測血氧飽和度，醫(yī)生可以判斷患者是否已經(jīng)達(dá)到撤機(jī)和拔管的條件，從而確保安全和順利進(jìn)行這些步驟。
4.同時(shí)測量心率參數(shù)：一些監(jiān)護(hù)設(shè)備不僅可以測量血氧飽和度，還可以通過血氧飽和度模塊獲取心率參數(shù)。這種監(jiān)測方法利用末梢血管的脈動(dòng)波計(jì)算心率，保證在心電圖受干擾時(shí)對(duì)心率的準(zhǔn)確測量。這種同時(shí)測量心率的功能提供了更全面的生理信息，有助于醫(yī)生更好地評(píng)估患者的病情和健康狀況。
測量方法
臨床上常用的血氧監(jiān)測手段分為有創(chuàng)和無創(chuàng)血氧監(jiān)測。
有創(chuàng)血氧監(jiān)測
動(dòng)脈血?dú)夥治鍪且环N侵入性的檢測方法。它通過采集動(dòng)脈血樣本來測量血?dú)?、電解質(zhì)、酸堿等指標(biāo)。其中，PaO2也是其中的一個(gè)重要指標(biāo)。該方法準(zhǔn)確可靠，能夠提供更全面的生理指標(biāo)，非常適用于臨床重癥患者的監(jiān)測和治療。
PaO?是指以物理狀態(tài)溶解在動(dòng)脈血漿內(nèi)的氧分子所產(chǎn)生的張力（故又稱氧張力），能較好地反映肺的功能情況，主要用于呼吸性缺氧時(shí)監(jiān)測。氧從肺泡入血后，除少部分溶解于血液中，大部分進(jìn)入紅細(xì)胞與血紅蛋白結(jié)合，形成氧合血紅蛋白。其結(jié)合是可逆的，當(dāng)PaO?升高時(shí)，O?趨向與血紅蛋白結(jié)合；當(dāng)PaO?下降時(shí)，O?趨向與血紅蛋白解離，釋放出結(jié)合的（O?則進(jìn)入組織參與代謝。健康人在海平面呼吸空氣時(shí)，PaO?的正常值為10.64~13.3kPa（80~100mmHg）。當(dāng)PaO?低于7.98kPa（60mmHg）時(shí)，臨床可診斷低氧血癥。
當(dāng)在海平面呼吸空氣時(shí)，PaO?低于正常值提示缺氧，但一般只有當(dāng)PaO?<7.98kPa（60mmHg）時(shí)，臨床才可診斷低氧血癥。臨床上根據(jù)PaO?數(shù)值將缺氧分為低、中、重度。<10.7kPa（80mmHg）為輕度缺氧；<9.33kPa（70mmHg）為中度缺氧；<8kPa（60mmHg）為重度缺氧；<7.32kPa（55mmHg）提示呼吸衰竭，<4kPa（30mmHg）有生命危險(xiǎn)。根據(jù)此指標(biāo)判斷缺氧程度要考慮年齡因素，PaO?=102-0.33×年齡（Marshall公式）。
3.動(dòng)脈血氧飽和度（（SaO?），動(dòng)脈血氧飽和度是氧含量（血中實(shí)際所含溶解氧與化合氧之和）與氧容量（空氣與血充分接觸使血氧飽和后其所能溶解與化合的氧之和）之比。正常值為95%?~98%。SaO?反映血紅蛋白（Hb）結(jié)合氧的能力，主要取決于PaO?，SaO?與PaO?關(guān)系稱為氧離曲線，不成直線關(guān)系。
無創(chuàng)血氧監(jiān)測
無損傷的血氧飽和度測量技術(shù)，即所謂的脈搏血氧測定法（pulseoximetry），由于其快速、動(dòng)態(tài)、連續(xù)性監(jiān)測的優(yōu)點(diǎn)，已在臨床醫(yī)療的很多領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。脈搏血氧監(jiān)護(hù)儀成為危重傷員血氧監(jiān)測的主要工具。
1.脈搏血氧測定法
原理是以LambertBeer定律和光散射理論為基礎(chǔ)，利用還原血色素和氧合血紅蛋白的光吸收系數(shù)的差別實(shí)現(xiàn)測量血氧飽和度。脈搏血氧測定法僅采用雙波長光信號(hào)（通常用紅光和近紅外兩個(gè)波長），將含動(dòng)脈血管的部位（例如手指、耳垂等）安置在兩個(gè)發(fā)光管和一個(gè)光探測器之間。光探測器所接收的光吸收或者光透射信號(hào)包含多種成分，是一個(gè)復(fù)合信號(hào)，但可分為兩類：一類是脈動(dòng)成分（即交流信號(hào)，AC），它是由脈動(dòng)的動(dòng)脈血的光吸收引起的交變成分；另一類是穩(wěn)定成分（即直流信號(hào)，De），它反映各非脈動(dòng)組織（例如表皮、肌肉、骨骼和靜脈血等）引起光吸收的大小。正常動(dòng)脈血氧飽和度約95～97%，混合靜脈血氧飽和度約75%。正常值SpO2的正常范圍通常為大于94%，低于90%時(shí)提示存在低氧血癥，低于92%時(shí)可能提示存在缺氧風(fēng)險(xiǎn)。
脈搏血氧儀（Pulse Oximeter），又稱脈氧儀，是一種能夠非侵入性地實(shí)時(shí)測量人體動(dòng)脈血中氧合血紅蛋白飽和度的裝置。它通過夾在手指或耳垂上的光電傳感器，對(duì)紅外光和紅外光對(duì)人體組織的吸收光譜進(jìn)行分析，測量出脈搏波和血紅蛋白的吸收比值，據(jù)此計(jì)算出人體血氧飽和度。
脈搏血氧儀是一種非侵入性、便攜式、簡單易用、安全可靠的監(jiān)測設(shè)備。它通常由兩部分組成：一個(gè)可以夾在手指或耳垂上的光電探頭，以及一個(gè)顯示屏。通過觀察脈搏波和血氧飽和度的數(shù)據(jù)，醫(yī)護(hù)人員可以及時(shí)了解患者的血氧供應(yīng)情況，判斷是否存在低氧血癥，并采取合理的呼吸支持等治療手段。
脈搏血氧儀廣泛應(yīng)用于臨床各科和家庭監(jiān)測。在急診、重癥監(jiān)護(hù)、麻醉等領(lǐng)域，脈搏血氧儀是常用的患者生命體征監(jiān)測設(shè)備，對(duì)提高醫(yī)療質(zhì)量、保障患者安全和生命質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。
2.腦部組織氧飽和度監(jiān)測
腦部組織氧飽和度監(jiān)測是一種常用于神經(jīng)外科、神經(jīng)內(nèi)科等領(lǐng)域的方法。它通過夾在指尖間的設(shè)備，將光電傳感器固定在頭部，監(jiān)測腦部組織的氧氣供應(yīng)情況，提供有關(guān)顱內(nèi)壓和神經(jīng)受損程度的臨床信息。
該設(shè)備中的光電傳感器通過紅外光線或其他光線源測量腦部組織的血氧飽和度。光線穿過皮膚和組織，然后被傳感器接收。根據(jù)被吸收的光線的特性，可以計(jì)算出腦部組織的氧氣飽和度。
腦部組織氧飽和度監(jiān)測對(duì)于監(jiān)測腦損傷、顱內(nèi)壓力以及手術(shù)中的腦血供情況非常有用。在神經(jīng)外科手術(shù)中，醫(yī)生可以根據(jù)監(jiān)測結(jié)果來判斷腦部組織是否缺氧，并采取相應(yīng)的治療措施。此外，該監(jiān)測方法還可以幫助評(píng)估患者的神經(jīng)功能狀態(tài)以及手術(shù)過程中的風(fēng)險(xiǎn)。
腦部組織氧飽和度監(jiān)測是一項(xiàng)非侵入性的監(jiān)測技術(shù)，可以在臨床實(shí)踐中提供有價(jià)值的信息。然而，需要注意的是，監(jiān)測結(jié)果只是輔助醫(yī)生進(jìn)行診斷和治療的參考，不能作為唯一的判斷依據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，醫(yī)生會(huì)綜合考慮患者的臨床癥狀、其他檢查結(jié)果以及監(jiān)測數(shù)據(jù)，來做出準(zhǔn)確的診斷和治療計(jì)劃。
臨床應(yīng)用
1.心臟呼吸驟停：在心臟呼吸驟停的復(fù)蘇過程中已廣泛應(yīng)用脈搏血氧儀監(jiān)測。在復(fù)蘇中可觀察到由于胸部按壓造成的血氧計(jì)脈率信號(hào)。
2.心肺疾病：有研究以脈搏血氧儀補(bǔ)充或替代呼吸頻率作為肺臟的重要體征，通過研究發(fā)現(xiàn)SpO2與呼吸頻率之間的相關(guān)系數(shù)為0.378~0.454，加權(quán)平均數(shù)為-0.160；表明SpO2和呼吸頻率之間輕度負(fù)相關(guān)。
3.哮喘：脈搏血氧儀可用于評(píng)價(jià)嚴(yán)重哮喘患者的動(dòng)脈血?dú)鈴埩Γ琒pO2值是急性重度哮喘嚴(yán)重程度的簡便無創(chuàng)指標(biāo)。
4.癲癇發(fā)作：癲癇患者SpO2平均降低14.5%，而假癲癇患者也常有低氧。是否動(dòng)作偽差造成的SpO2降低有待證實(shí)。
5.新型冠狀病毒感染：在《新型冠狀病毒感染診療方案（試行第十版）》中明確規(guī)定，在靜息狀態(tài)下，吸空氣時(shí)指氧飽和度低于93%是重型患者的診斷依據(jù)之一。
6.其他：在ICU（重癥監(jiān)護(hù)室）中需要調(diào)整吸入氧濃度、脫機(jī)過程的評(píng)價(jià)、PEEP（呼氣末正壓）的選擇、反比通氣和其他呼吸機(jī)參數(shù)的調(diào)整。用于支氣管鏡檢查、胃腸鏡檢查、心臟電復(fù)律、血液凈化和放射攝影術(shù)等操作過程中的監(jiān)測。
影響因素
血氧飽和度的監(jiān)測結(jié)果會(huì)受很多因素影響，如患者脈搏的強(qiáng)弱、血色素的質(zhì)和量、皮膚和指甲狀態(tài)、患者血流動(dòng)力學(xué)變化等?；颊邿┰瓴话矔?huì)導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)，在使用時(shí)應(yīng)固定好探頭，盡量使患者安靜，以免報(bào)警及不顯示結(jié)果。因探頭為紅線及紅外線，所以照藍(lán)光的新生兒應(yīng)將探頭覆蓋，避免直接照射，損傷探頭。嚴(yán)重低血壓、休克、體溫過低或使用血管活性藥物，以及血紅蛋白水平較高時(shí)均可影響測量結(jié)果，應(yīng)結(jié)合患者病情綜合判斷指標(biāo)的準(zhǔn)確性，防止影響病情的治療和診斷。在極高的環(huán)境光照情況下也會(huì)影響測量結(jié)果，使用時(shí)應(yīng)盡量避免。
測量監(jiān)護(hù)
在進(jìn)行血氧監(jiān)護(hù)時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：
1.除去干擾因素：為確保監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要排除各種干擾因素。特別需要關(guān)注人為因素的影響，如探頭放置的位置、吸痰對(duì)結(jié)果的影響、肢體末端溫度等。
2.維護(hù)和保養(yǎng)探頭：監(jiān)測探頭需要定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，以確保其正常工作。同時(shí)，應(yīng)避免導(dǎo)線的折斷，以免影響監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
3.正確放置探頭：在監(jiān)測時(shí)，應(yīng)將探頭的紅外線發(fā)射面直接對(duì)準(zhǔn)手指或趾甲床側(cè)，同時(shí)要適當(dāng)控制指尖的放置深度，以確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
4.異常結(jié)果的處理：如果監(jiān)測結(jié)果持續(xù)下降至低于94%，應(yīng)及時(shí)尋找原因，并在排除非病情變化因素后采取相應(yīng)措施。
5.避免在同一側(cè)進(jìn)行血壓測量和血氧飽和度監(jiān)測，以免影響監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
通過監(jiān)測血氧飽和度，可以粗略評(píng)估動(dòng)脈血氧分壓的水平，以及時(shí)判斷病情的變化。當(dāng)血氧飽和度（SaO2）大于90%時(shí)，相當(dāng)于動(dòng)脈血氧分壓（PaO2）大于7.98kPa（60mmHg）；當(dāng)SaO2處于80%~90%之間時(shí)，相當(dāng)于PaO2處于5.32~7.98kPa（40~60mmHg）；當(dāng)SaO2小于80%時(shí)，相當(dāng)于PaO2小于5.32kPa（40 mmHg）。
歷史
血氧飽和度的測定是通過光傳輸和光密度之間的Lambert-Beer關(guān)系來實(shí)現(xiàn)的。這一原理最早由本森和基爾霍夫于1860年發(fā)明的分光計(jì)提出，并在不久后被斯托克斯和霍普-塞勒證實(shí)了血紅蛋白的氧傳遞功能。他們發(fā)現(xiàn)，血紅蛋白溶液曝氣后會(huì)產(chǎn)生顏色變化。
1932年，尼古拉光學(xué)在德國哥廷根記錄了血液循環(huán)阻塞后手在體內(nèi)的氧氣消耗?？巳R默指出，蘭伯特-比爾定律適用于血紅蛋白溶液和近似全血，并通過未打開的動(dòng)脈使用紅光測量飽和度。
1935年，Matthes研制了第一臺(tái)測量耳部脈搏血氧飽和度的雙波長測量探頭，這種設(shè)備通過引入對(duì)飽和度不敏感的第二波長（綠色或紅外線）來補(bǔ)償血容量和組織色素，實(shí)現(xiàn)脈搏血氧飽和度的測量。米利肯在第二次世界大戰(zhàn)期間建造了一種輕型耳式“氧計(jì)”，用于訓(xùn)練軍用航空飛行員。伍德增加了一個(gè)氣動(dòng)袖口，以獲得一個(gè)不流血的零點(diǎn)。
荷蘭格羅寧根的Brinkman和Zijlstra表明，可以使用前額反射的紅光來測量血氧飽和度。Zijlstra還開發(fā)了試管和導(dǎo)管反射血氧測定。實(shí)驗(yàn)室中的儀器使用多種波長來測量血液中的羧基血紅蛋白和高鐵血紅蛋白。1964年，肖設(shè)計(jì)了一種八波長的自身調(diào)整的耳血氧計(jì)。
Nakajima和他的同事發(fā)明了脈沖血氧計(jì)，通過只對(duì)透射的紅光和紅外光的脈動(dòng)變化作出反應(yīng)，避免了使用兩個(gè)波長進(jìn)行校準(zhǔn)的需要。Lübbers開發(fā)了導(dǎo)管尖端和試管式光纖傳感器，用于測量氧張力、二氧化碳張力和pH值。
1972年，日本生物醫(yī)學(xué)工程師青谷拓夫選用紅光和紅外光照射動(dòng)脈血含量較豐富的監(jiān)測部位，該檢測方法不需要持續(xù)不斷的校準(zhǔn)即可獲知血氧飽和度的值，這對(duì)以后血氧儀的研究有著重要的意義。之后不久，這種監(jiān)測技術(shù)得到改進(jìn)，1974年世界上首臺(tái)血氧飽和度監(jiān)測儀OLV5100誕生，這是血氧飽和度監(jiān)測儀自發(fā)明以來，在臨床上的第一次應(yīng)用。這臺(tái)血氧儀的光源是一個(gè)微型燈泡，傳感器的靈敏度很低。
相關(guān)人物
日本人，1936年-2022年，日本光電株式會(huì)社青柳研究所總長，東京大學(xué)工學(xué)博士，1972年，在改進(jìn)測量從心臟泵出的動(dòng)脈血的設(shè)備時(shí)，發(fā)現(xiàn)可以使用心臟的脈搏來測量動(dòng)脈血的氧飽和度。并研發(fā)出第一臺(tái)脈搏血氧儀。
脈搏血氧儀的開創(chuàng)性發(fā)明對(duì)于提高醫(yī)療質(zhì)量具有重大貢獻(xiàn)，2002年，青柳拓夫獲得紫絲帶獎(jiǎng)?wù)拢?015年，日本電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）于2015年確認(rèn)了該技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，并授予其“IEEE醫(yī)療保健技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)?wù)隆?，他也是第一位獲得該獎(jiǎng)?wù)碌娜毡救恕?/p>
參考資料 >
健康生活小貼士 | 關(guān)于血氧飽和度你需要知道的事.微信公眾平臺(tái).2025-03-16
第三章 缺氧.河南大學(xué)藥理教研室.2025-03-16
關(guān)于印發(fā)新型冠狀病毒感染診療方案(試行第十版)的通知.中國政府網(wǎng).2023-11-16
Takuo Aoyagi and the pulse oximeter.NIHON KOHDEN.2023-08-07