医疗器械培训资料：传统血氧仪与SET技术

1、脉搏血氧饱和度监测技术 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 氧测量探头，可以实现脉搏血氧饱和 度的测量，不过这种设备测量缓慢， 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 1949 WoodWood设计的脉搏血氧饱和度测量仪将耳部设计的脉搏血氧饱和度测量仪将耳部 的血液挤走以获得绝对零点来改进测量精的血液挤走以获得绝对零点来改进测量精 度，这种设备光源稳定性要求高，每次测度，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。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 1964 该设备

2、第一次实现了连续非侵袭性地监测动脉血氧 饱和度。 Shaw设计了一种八波长的自身调整的耳部血氧 计，优点是避免了繁琐的调整，从650nm到 1050nm的八个光波，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 l19721972年日本人年日本人AoyagiAoyagi用红光和红外线穿过测量部位动脉血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。极管减少了血氧探头的体积。19811981年年, , BIOX/Ohmeda将将 其其投入到了商业应用中

3、投入到了商业应用中。 脉搏血氧饱和度监测的历史 19831983年年NellcorNellcor研制出一种性能更好的脉搏血氧计研制出一种性能更好的脉搏血氧计N-100N-100， 并形成了一种标准模式，系利用发光二极管做为光源，硅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。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。的应用。 脉搏血氧饱和度监测的历史 1998

4、1998年，年，Diab shields against light and electrical interference, and reads 10X smaller pulse amplitudes. Motion Electrical Interference Light Patient cable - transmits signal to the monitor Masimo SET 如何改进脉搏血样饱和度监测 Nitin Shah, M.D., Laverne Estanol, M.S. Anesthesiology, 2006 Long Beach VA Medical Cen

5、ter, UC Irvine Medical Center, Long Beach, California Comparison of Three New Generation Pulse Oximeters During Motion and Low Perfusion in Volunteers 成人运动和低灌注时对比 Masimo SET (V5.0) Nellcor N600 (V1.1.2.0) GEDatex Ohmeda TruSat 3% 37% 83% 5% 18% 28% Masimo SET Nellcor N-395 Phillips Viridia C.0 Hay W

6、W, Rodden DJ,etal. Reliability of conventional and new oximetry in neonatal patients. Journal of Perinatology. 2002; 22:360-266 2% 12% 43% 1% 17% 8% 1% 10% 21% 新生儿监测对比 一个新的技术平台，其中包括一个新的技术平台，其中包括: 适应滤过、信号并联引擎适应滤过、信号并联引擎, 8波长探头波长探头 非侵袭性地连续监测非侵袭性地连续监测 一氧化碳一氧化碳 (SpCO ) FDA cleared 高铁血红蛋白高铁血红蛋白(SpMet ) F

7、DA cleared Fractional arterial oxygen saturation (SpaO2 ) FDA cleared Rainbow SET 技术 Rainbow SET 技术 碳氧血红蛋白的形成-CO中毒 一氧化碳是一种无色无味无刺激性气体，主要是 由含碳燃料的不完全燃烧产生。 一氧化碳中毒不仅因为COHb取代氧化血红蛋白 造成一定程度的组织缺氧，还可以与细胞色素， 肌红蛋白等许多含亚铁血红素的蛋白质结合，线 粒体酶失活可损伤细胞呼吸作用。 碳氧血红蛋白的形成-其他 硝普钠是危重患者最广泛使用的血管扩张药，心脏移植术后 长时间使用高剂量的硝普钠进行治疗会导致体内出现高碳

8、氧血 红蛋白。 在麻醉剂吸入管路中，干燥的二氧化碳吸附剂与挥发性麻醉 剂反应会产生一氧化碳，造成术中碳氧血红蛋白浓度升高。 急性呼吸窘迫综合症（ARDS）吸入一氧化氮治疗可导致肺血 管选择性扩张，缓解高血压，但同时会导致碳氧血红蛋白和高 铁血红蛋白水平升高。 Limitations of Pulse Oximetry Barker SJ, Tremper KK. The Effect of Carbon Monoxide Inhalation on Pulse Oximetry and Transcutaneous PO2. Anesthesiology 1987; 66:677-679 Sp

9、CO-SpO2 Gap: The fractional difference between actual SaO2 and display of SpO2 (2 wavelength oximetry) in presence of carboxyhemoglobin From Conventional Pulse Oximeter From invasive CO- Oximeter Blood Sample Blood Conventional pulse oximetry can not distinguish between COHb, and O2Hb 获得性高铁血红蛋白血症 高铁

10、血红蛋白（MetHb）是一种不结合氧的血红蛋 白形式。血液中高铁血红蛋白浓度升高时，脉搏 血氧仪的血氧饱和度的测量值会低于动脉血气分 析仪的计算值。严重高铁血红蛋白血症可导致病 状和死亡。 MeHb水平 症状 50% 节律障碍，癫痫发作，昏迷，死亡 注意：患有贫血，心脏血管疾病，肺病，脓毒血症或其他异常血红蛋白血症 的患者，可能在MeHb远低于表中所列水平时就会出现相应症状。儿科患者， 肠胃炎，脱水患者，出现高铁血红蛋白血症的风险较高。 获得性高铁血红蛋白血症 被证实可导致高铁血红蛋白血症的药物 苯坐卡因、西他卡因，丙胺卡因 （卡因类药物）麻醉剂 气管内插管、经食管超声心动图、支气 管镜检痔疮

11、及牙科局部麻醉 氨苯砜 (Dapsone) HIV, 患者卡氏肺囊 虫预防。还可用于 皮肤病治疗 EMLA 膏（恩纳膏，丙胺卡因+利多卡因）局部麻醉剂低共熔混合物。 氟他米特 (Flutamide) 前列腺癌 硝酸盐 食品添加剂、井水、化肥径流副产物、 食品加工。防腐剂。 一氧化氮 (NO) 肺血管舒张 硝酸甘油 心脏血管舒张 硝普钠 静脉抗高血压药血管舒张剂 硝酸钠 肉、鱼用防腐盐 磺胺类 广谱抗生素 麻醉中应用 成人围术期缺氧的发生率，轻度缺氧（spo286%- 90%)者为53，重度缺氧（spo281%)者为20，其 中没被麻醉医生发现者占70。 麻醉过程中，监测脉搏血氧饱和度组发生低氧

12、和低 通气的机率分别为非监测组的20倍和3倍。 脉搏血样饱和度的临床应用 连续Spo2监测可明显提高麻醉医生检测低 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 Durbin CG, Rostow SK. Advantages of new technology pulse oximetry with adults in extremis. Anesthesia and Analgesia 2002;94:S81-S83 studied New Generation pulse oximetry technology (Masimo SET) in thirteen cri

13、tically ill patients in whom conventional pulse oximetry had failed. This series of patients demonstrates the value of the new Masimo SET technology in the most critically ill and demanding clinical situations in which other techniques had failed. significant improvement in patient safety resulted f

14、rom use of this improved oximetry. 及时发现低氧血症，指导呼吸机治疗，保证病人及时发现低氧血症，指导呼吸机治疗，保证病人 安全安全 Bohnhorst B, Pulse oximeters reliability in detecting hypoxemia and bradycardia: Comparison between a conventional and two new generation oximeters. Crit Care Med 2000;28(5):1565-1568 1 Chow L, Wright K, Sola A. Can c

15、hanges in clinical practice decrease the incidence of severe retinopathy of prematurity in very low birth weight Infants? Pediatrics 2003; 111(2):339-345 出生体重严重ROP (Masimo使用前) 严重ROP (Masimo使用后) 500 to 749g38%12% 750 to 999g12%0% 1,000 to 1,249g10%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

16、，可降低严重ROP发病率 极大减少早产儿视网膜病极大减少早产儿视网膜病 NICU应用 一名9天的新生儿因左心室发育不良综合症入 院抢救，因常规脉搏血氧仪无法读数，改用 Masimo SET 脉搏血氧仪，在抢救的关键时刻 提供了准确的，实时的数据，挽救了患儿的 生命 Goldstein MR. Left Heart hypoplasia: a Life Saved With the Use of a New Pulse oximeter Technology. Neonatal Intensive Care 1998;12(1):14-17 先天性心脏病的筛查 先天性心脏病的发病率为0.5%-1

17、% 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 3% 确诊婴儿先天性心脏病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) PPV for Critical CHD 89%95.5%95% Datex-Ohmeda 由于假阳性率过高，无适当数据由于假阳性率过高，无适当数据 Gianelli A.D., Mellander M, Sunnegardh J, Sandberg K, Ostman-Smith I. Screening for duct- dependent congenital heart disease

18、with pulse oximetry: A critical evaluation of strategies to maximize sensitivity, Acta Paediatrica, 2005; 94: 1590-1596 Masimo SET 用于筛查先天性心脏病的敏感性非常高 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, Campbell JP, McCarty DL, Martin D, Turnbull J. Prehospital use of pulse oximetry in rotary-wing a

19、ircraft. Prehospital Disaster Med 1991 Oct-Dec;6(4):421-428 Talke PO. Measurement of systolic blood pressure using pulse oximetry during helicopter flight. Crit Care Med 1991;19:934 Goldstein MR. Pulse oximetry in Transport of Poorly perfused Babies. Pediatrics 1998;102(3):818 The authors studied a

20、motion resistant pulse oximeter (Masimo SET prototype) versus conventional pulse oximetry (Nellcor N-200) during interhospital ground and rotary aircraft transport of five sick infants. All infants were intubated, had cardiac shunting due to Persistent Pulmonary Hypertension of the Newborn, and were

21、 referred for ECOM or NO therapy. They found that both Nellcors failed 100% of the time during rotocraft takeoff and landing, and during periods of high road vibration and patient motion; whereas, the Masimo had no failures. Shunting reduced post-ductal (peripheral) perfusion with associated pulse o

22、ximeter failures: 5% with Masimo; 74% with Nellcor. 低灌注婴儿医院间转运中Masimo SET 脉搏氧 饱和度仪较传统血氧饱和度仪失败率明显减少 SPO2的诊断学意义 Diagnostic Lab PFT Lab Exercise Lab Sleep Lab Harrington S, Henderson D, Burton GG. Reliable pulse oximetry during exercise testing. Respiratory Care 1999;44(10):1226 SPO2的诊断学意义 Masimo SET N

23、ellcor N-395 Brouillette RT, Lavergne J, Leimanis A, Nixon GM, Laden S, McGregor CD. Differences in pulse oximetry technology can affect detection of sleep disorders in children. Anesth Analg 2002;94:S47-S53 1% 55% Use of a Masimo pulse oximeter with a very short averaging time could significantly r

24、educe workload and improve reliability of desaturation detection. 。” 漏报真实事件漏报真实事件 儿科睡眠实验室儿科睡眠实验室 病例 家庭应用 0 20 40 60 80 100 120 140 21:07:00 21:07:20 21:07:40 21:08:00 21:08:20 21:08:40 21:09:00 21:09:20 21:09:40 21:10:00 21:10:20 21:10:40 21:11:00 21:11:20 21:11:40 21:12:00 21:12:20 21:12:40 21:13:0

25、0 21:13:20 21:13:40 21:14:00 21:14:20 21:14:40 21:15:00 21:15:20 21:15:40 21:16:00 21:16:20 21:16:40 21:17:00 21:17:20 21:17:40 21:18:00 21:18:20 21:18:40 21:19:00 21:19:20 21:19:40 SpO2 PR PI 0 20 40 60 80 100 120 140 21:00:10 21:01:40 21:03:10 21:04:40 21:06:10 21:07:40 21:09:10 21:10:40 21:12:10

26、21:13:40 21:15:10 21:16:40 21:18:10 21:19:40 21:21:10 21:22:40 21:24:10 21:25:40 21:27:10 21:28:40 21:30:10 21:31:40 21:33:10 21:34:40 21:36:10 21:37:40 21:39:10 21:40:40 21:42:10 21:43:40 21:45:10 21:46:40 21:48:10 21:49:40 21:51:10 21:52:40 21:54:10 21:55:40 21:57:10 21:58:40 系列1 系列2 系列3 病人：女，17月，

27、9kg 24 Dec 2007 - 14 minutes Patent Ductus Arteriosis (closed Dec 2007) Taussig-Bing Anomaly 采样间隔2秒 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为紫绀型先天性心脏病患者设计的传感器 Masimo-Blue sensor与Tyco Nellcor N-20 sensor 用 于紫绀先心病手术的对比研究 紫绀型先心病患者10例，分别在转机前、转机中 并行循环和复跳后及停机后记录两传感器的脉搏 氧饱和度，并与当时动脉血氧饱和度进行对比 年龄45天18岁，平均3.78岁。体重平均13.8KG 诊断：TGA（7例），DORV（2例），F4 手术：Switch, Nikiadol, Glenn，F4根治 M