脉搏血氧仪定标曲线的研究

脉搏血氧仪定标曲线的研究 第 21 卷 第 1 期西 安 医 科 大 学 学 报V o l. 21 N o. 2 2000 2 0 0 0 年 2 月′A p r. JOU RN A L O F X IA N M ED ICA L U N IV ER S IT Y ?技术方法? 3 脉搏血氧仪定标曲线的研究 3 33 3郭萍孙卫新金捷魏于宝萍 萍 ()西安医科大学医学电子研究室 西安 710061 摘要 为解决脉搏血氧仪经验定标曲线低血氧饱和度段数据极难获取的问题。 同时避免传统方 法对受试者的健康损害, 选取满足条件的 184 例成年肺部疾病患者, 由血气 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 仪测得的 SaO 2值与经过改造的脉搏血氧仪同步得的 值构成数据点, 建立脉搏血氧仪临床定标准曲线同。 ƒR IR 经实验验证, 使用该定标曲线的脉搏血氧仪与国外名牌脉搏血氧仪以及血气分析仪同时进行人 体实测, 结果基本相同。 表明本文采用的方法具有可行性和实用性。 值 血氧饱和度ƒ关键词 脉搏血氧仪 经验定标曲线R IR 中图分类号文献标识码() 15 318B 文章编号 035820659 20000220169203 R ? , Study on the em p ir ica l ca l ibra t ion curve f or pulse ox im e try G u o P in g S u n , ? ′, W e ix in J in J ie e t a l D ep a r tm en t o f B iom ed ica l E n g in ee r in gX ian M ed ica l ′10061, , 7U n ive r sityX ian C h in a . A BSTRACT P u lse O x im e t ry is an im po r tan t in st rum en t in c lin icT h is p ap e r in t ro du ce s a n ew . m e tho d to o b ta in th e em p ir ica l ca lib ra t io n cu rve fo r p u lse o x im e t ryT h e da ta o f th e cu rve w e re . ƒgo t f rom th e p a t ien t s w ith a p lum o n a ry d iso rde r in stead o f th e h ea lth y vo lu n tee r sT h e R IR , va lu e w a s m ea su red b y tw o reco n st ru c ted p u lse o x im e te r san d th e SaO 2 w a s m ea su red b y 2. b loo dga s an a lize r a t th e sam e t im eW e co n st ru c ted th e em p ir ica l ca lib ra t io n cu rve w ith th e se . .da taE xp e r im en t s w e re ca r r ied o u t to te st th e va lid ity o f o u r ca lib ra t io n cu rve ƒ KEY W O RD S p u lse o x im e t ry em p ir ica l ca lib ra t io n cu rve R IR va lu e o x ygen sa tu ra t io n()SaO 2 ƒ与 的对应关系, 即定标曲线。大多数脉脉搏血氧仪是一种无创伤、连续、准确监测患R IR SaO 2 者动脉血氧饱和度的现代医学仪器, 已广泛应用于 搏血氧仪生产厂家都以实验方法获取经验定标曲 临床。目前国内外生产和临床使用的脉搏血氧仪大 线以完成产品出厂前的预定标。但仍然存在一些问 1 部分是双光束透射式, 其工作原理是: 通过检测 题。 为 了 避 免 此 类 问 题, 构 造 一 条 覆 盖 100%, 充血人体末梢组织如手指或耳垂等部位对不同波 50% 血氧饱和度的经验定标曲线, 本文提出一种从 ( 长 的 红 光 和 红 外 光 的 吸 光 度 变 化 率 之 比 ƒ临床治疗过程中获取脉搏血氧仪定标曲线的方法, R IR ) ( ) 值 推 算 出 组 织 的 动 脉 血 氧 饱 和 度 , 按 照 SaO 2 这是一种非人为制造缺氧状态、低氧饱和度数据无 2定律, 比值 ƒ与动脉血氧饱和度 B ee rL am b e r t R IR 曲线外延的全量程脉搏血氧仪经验定标曲线的临 ( ) 的函数关系应为线性关系, 但由于生物组SaO 2 床获取方法。 织是一种强散射、弱吸收、各向异性的复杂光学系1 样本 保单样本pdf木马病毒样本下载上虞风机样本下载直线导轨样本下载电脑病毒样本下载 和方法 2 , 4 统, 不完全符合经典的 2定律, 因 B ee rL am b e r t (而导致了表达红光和红外光吸光度相对变化测量 111 样本 选成年肺部疾病者、处于麻醉状态 未 () () ) 值 值, 与动脉血氧饱和度 之间关系 吸氧的患者以及心脏瓣膜严重缺损的患者为实验 ƒR IR SaO 2 的数学模型建立困难。只能通过实验的方法来确定 样本, 性别、年龄不限, 不吸烟, 实验前无 中毒,CO 无重金属中毒。样本的血氧饱和度应当覆盖 100% ()3 国家自然科学基金项目 139570216 N o , 50% 各个血氧饱和度数据段。 3 3 第二附属医院内科血气室 西安 710004 112 实验方法 11211 仪器的改造和选取 对本课题组研制的脉 搏血氧仪进行改造, 使其可以显示 值, 并对ƒR IR 改造后的脉搏血氧仪进行实验室初步标定。用之作 为临床实验中 ƒ值的测量仪器。 选用高精度、 R IR 带温度、值及血红蛋白分类校准的血气分析仪pH ( ) 作 为 样 本 动 脉 血 氧 饱 和 度 的 标 准 测 量 仪 SaO 2 器, 使用前应进行 值和温度校准。pH 图 2 与 2100 对比实验拟和曲线 11212 方法 肺功能异常患者抽取动脉血进行血M o de l N 气分析, 在采取患者动脉血样时, 用两台显示 ƒR IR 值的脉搏血氧仪测量患者的 ƒ值, 并与血气报 R IR (告 中 的 构 成 定 标 曲 线 的 一 个 数 据 上 点 ƒSaO 2 R )。 同时将患者的基本情况记录于数据表 , IR SaO 2 中, 数据表中应附相应的血气 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 单以备分析。 11213 实验数据 对实验所获得的数据进行筛 选, 剔除具有吸烟、中毒、重金属中毒三条件之 CO 一的样本数据, 同时对两台脉搏血氧仪测出的 ƒR 图 3 与 对比实验拟合曲线 按照实验前校准值进行系统误差处理, 然后取 M o de l BC I IR 平均值, 即得到构成脉搏血氧仪临床经验定标曲线 () 的数据 2 。ƒ, R IR SaO 2 结果 211 实验数据点分布 符合限定条件的临床数据 共计 184 例。其中 100%, 7511% 血氧饱和度范围 内每 5% 间隔内分布 30 例数据, 共 150 例; 7510% , 7011% 范围内 20 例; 7010%, 6010% 范围内 10 图 4 与血气分析仪对比实验拟和曲线 M o de l 例; 60% 以下 4 例。肺部疾病者 150 例, 处于麻醉状 213 对比验证实验 将从临床获得的经验定标曲 ( ) 态 未吸氧的患者 19 例, 心脏瓣膜严重缺损的患 线传递到本课题组研制的脉搏血氧仿真系统中。用 者 15 例。 ( ) 它 对本课题组研制的脉搏血氧仪 简称 进 M o de l212 脉搏血氧仪临床经验定标曲线 将上述符合 标 行 标 定。 经 标 定 的 血 氧 仪 与 国 外 名 牌 血 氧 仪 准的数据绘制散点图, 经二次多项式曲线拟合后 ) ()( N e llco r N - 100、BC I 脉搏血氧模块以及血气 得到图 1 所示脉搏血氧仪临床经验定标曲线, 曲线 () 分析 2990同时对同一患者或健康人的血氧 A V L 回归的决定系数为 由这一曲线可得出 = 0. 997, R 饱和度进行对比实测, 然后对结果进行线性相关性 适用于医电研究室研制脉搏血氧仪的定标曲线。 分析。 图 2、图 3、图 4 为三对比实验结果及相应的 线性拟和结果, 拟和直线斜率近似为 1, 决定系数 均大于 01991。 证明, 使用本文获取的定标曲线的 脉搏血氧仪与国外名牌血氧仪及血气分析仪所测 的血氧饱和度基本吻合, 该定标曲线具有良好的准 确性和实用性。 3 讨论 311 传统方法存在的问题 迄今为止脉搏血氧仪 2 期郭 萍, 孙卫新, 金 捷等 1 脉搏血氧仪定标曲线的研究 171 , 当其血氧饱和度稳定后,的动脉血氧饱和度状态313 影响定标曲线可靠性的因素 目前常用的脉 记录光电容积描记仪测得的 ƒ值和在体血气 搏血氧仪, 在设计上认为血液中只含有氧和血红蛋 R IR (分析仪测定的 值, 即可得到一个数据点 白和还原血红蛋白。 本文在构造定标曲线时, 为了 ƒ SaO 2 R ) , , 改变混合气体中氧的含量, 得到不同血排除 血红蛋白和高铁血红蛋白的影响, 保证所IR SaO 2 CO , 将长期吸烟、中毒以及重金 测数据的可靠性氧饱和度状态下的一系列数据点, 由这些数据可建CO 立脉搏血氧仪经验定标曲线, 低于 70% 的曲 属中毒者剔除。 采血时测量体温, 供血气分析仪温SaO 2 线由曲线外延得到。使用这种传统方法获取脉搏血 度校准使用。 314 定标曲线获取方法新趋势 目前国内外生产 氧仪经验定标曲线存在以下两个问题。 及临床使用的脉搏血氧仪所使用的双光束的波长第一, 低血氧饱和度段定标曲线合理性。 在上 4 , 6 不尽相同 , 因而形成了不同生产厂家的脉搏血 述传统方法中, 用于构造经验定标曲线的数据只能 氧仪使用不同的定标曲线的现状。本课题在获取临 局限在动脉血氧饱和度 ?70% 范围内, 而低 SaO 2 床经验定标曲线的基础上, 对 9 种型号著名脉搏血 段数据无法用此实验手段获取, 因而低段定标曲线 氧仪的经验定标曲线进行分析, 发现 9 种定标曲线只能将高段数据进行曲线拟合后靠曲线外推得到, 经二次三项式拟和后的决定系数均大于 01998, 即 由于生物组织的光学特性的复杂, 这种曲线外推所 脉搏血氧仪定标曲线可由二次三项式表达, 不同型 获得的定标曲线数据的合理性值得商榷。 号脉搏血氧仪定标曲线的系数不同。根据脉搏血氧 第二, 志愿受试者的健康损害。 血液中血红蛋 仪的测量原理, 可以认为上述系数的差异是由不同 白携带的氧是维持人体正常生理功能的基本要素, 脉搏血氧仪探头发光器件的波长特性不同造成的。 从临床经验可知, 当血液的血氧饱和度低于 90% 本课题组将在今后的工作中就这一问题进行深入 即会引起健康损害。因而在传统经验定标曲线获取 探讨, 以期找到一种从波长特性和理论模型获取不 实验中, 获得低氧饱和度段的数据将不可避免地对 同厂家的定标曲线的方法, 使定标曲线获取工作更 受试者的健康造成很大伤害, 由于在不同血氧饱和 加简便。度状态获取实验数据时, 均需要使受试者的血氧饱 和度值稳定不变后才能进行测量, 所以低血氧饱和 参 考 文 献 度状态下对受试者造成的缺氧性伤害有时是不可 1 Kev in K. T rem p e r. P u lse o x im e t ry [J . A ne sth e sio lo gy, () 1989; 70 30?98 恢复的。 . : 2 Y itzh ak M ende lao nP u lse o x im e t ryth eo ry and 312 新方法的可行性 本课题组发现, 肺部疾病 [ . app lica t io n s fo r no n inva sive m o n ito r ing J C lin () 患者、处于麻醉状态 未吸氧的患者以及心脏瓣膜 () C h em , 1992; 38 9?1601 . 3 R eyno ld s F JIn v it ro p e refo rm ance te st sy stem fo r ( 缺损的病患者, 其血氧饱和度一般低于正常值 正 1993; p u lse o x im e te r [J . M ed & B io l E ng & com p u t, )常人血氧饱和度值为 95% 以上。特别是肺功能异 () 31 2?291 常的患者, 其血氧饱和度有时甚至低于 60% 。而且 4 A o yanag i T ak uo , F u se M a sayo sh i, Sh indo Yo sh iak .i , C a lib ra t io n te ste r fo r p u lse o x im e te r [ P . J ap an 这些患者住院治疗期间经常需要进行血气分析检 61, 4261646. 1992A B J P A 查。 因此, 本课题组以这类患者为实验样本获取脉 5 V egfo r s M . A ccu racy o f p u lse o x im e t ry a t va r io u s 搏血氧仪经验定标曲线, 经实验验证, 使用本文所 em a to c r it s and du r ing h aem o ly sis in an in v it ro m o de l () [. , 1993; 31 1?135 J M ed & B io l E ng & Com p u t获得的定标曲线的脉搏血氧仪与国外名牌脉搏血 , , . 6 Guo P ing Yu P anh u Sun W e ix in e t a lS tudy o n th e 氧仪的测量结果基本吻合。因此作者认为本文提出 [ .ca lib ra t io n and te st ing m e tho d fo r p u lse o x im e t ry J 的方法较传统方法具有无伤害、易操作、低氧饱和 () In te rna t io na l M ed ica l D ev ice s, 1998; 4 11?222 ()1999206212 收稿 1999207204 修回 度段的定标曲线数据准确等优点。但仍然存在实验 周期长、季节性强、受患者具体情况限制等问题。 ()上接第 122 页 5 刘 斌, 路逵阳, 王 强等 1 复方丹参对肝硬变大鼠肝 3 e t a l. C a rd ica 脏 缺血再灌注损伤的影响 [] 1 徐州医学院学报, 1996; O tan i H , E nge lm an RM , ro u so u JA J () 16 3?265 p e rfo rm ance du r ing rep e rfu sio n im p ro red by , , . 6 2H e Sh u ix iangSh u C h ang jie H an Co ng e t a lE ffec t s o f [. p re t rea tm en t w ith o xygen f reerad ica l scayenge r sJ J () 1986; 9?29T ho rac Co rd io ra sc Su rg, sa lv ia m ilt io r rh iza bunge SM B o n lip id p e ro x id t io n o f [ . ′ 4 刘志华, 王 云, 冷兴文 1 血清脂质过氧化物含量与慢 cu ltu red h um an fe ta l h ep a to cy te s J J X ian M ed )() ( 性 肝病的预后关系 [] 1 临床肝胆病杂志, 1994; 增刊 , 1994; 6 2?130 J U n iv ()1999209202 收稿 1999210210 修回 ?11