Advances in Pulse Oximetry
        Qin Sha， Bu-wei Yu
        Department of Anesthesiology, Ruijin Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiaotong University,      

        Shanghai 200025, China

        ABSTRACT
The pulse oxygen saturation is designed according to the absorptive character of the light. During the general anesthesia, the pulse oximetry plethysmographic waveform amplitude changes along with the relaxation of arteries that is caused by nerves or hormone. So the plethysmographic waveform can reflect the change of blood volume, and also detect the sympathetic tension. In this review, we’ll summarize the assay method, the influencing factor, the new technology, the clinical application and the tip perfusion index which was derived from the pulse oximetry.
        Key words: Pulse oximetry; Tip perfusion index
        Corresponding author: Qin Sha; E-mail: shasha222_1983@hotmail.com

        自1935年Matthes开发出世界上第一个使用红绿滤波器实现的血氧饱和度测量仪以来，脉搏血氧饱和度的信号处理技术在不断地发展。传统脉搏血氧饱和度技术是以脉动成分对红光和红外光的不同的吸收量之间的比率计算而得出的[1]。Nellcor公司将此技术用于一次性传感器[2]。随后又出现了新的Masimo信号萃取技术，使得在患者运动和低灌注的情况下仍然可以准确地测得脉搏血氧饱和度[3]。

        脉搏血氧饱和度监测仪的测定方法
        传统脉搏血氧饱和度监测仪应用分光光度测定法，根据不同组织吸收光线波长的差异，对每次随心搏进入手指及其他血管丰富组织内的搏动性血流中的血红蛋白进行光量和容积的测定。其两种测定方法为：
         1. 分光光度测定法：血氧饱和度仪的光电感应器内置两个发光二极管的光源和一个光电二极管的接受器，两个发光二极管分别发射波长660nm的红光和940nm的近红外光。当两束入射光线经过手指或耳廓时，被血液及组织部分吸收。除搏动性动脉血的光吸收因动脉压力波的变化而改变外，其他组织成分所吸收的光强度（DC）都不随时间改变，并保持相对稳定，动脉床的搏动使其直径增大，因而光传导路程增大，光吸收作用也增强，形成光吸收搏动波（AC）。光电感受器可测得透过手指或耳廓的光强度，搏动时测得的光强度较小，与每两次搏动间测得的光强度比较，减少的数值就是搏动性动脉血所吸收的光强度，计算两个波长的光吸收比率（R）公式为：

        R与SpO2呈负相关，在标准曲线上可得到相应的SpO2值，标准曲线根据正常志愿者的数据建立，贮存在微处理器，通过计算显示SpO2和脉率。
         2. 容积记录测定法：只测定搏动性（即小动脉）血容量，不受毛细血管和静脉影响，与肤色和皮肤张力无关。入射光线通过手指时，在心脏收缩期，手指血容量增多，光吸收量最大。心脏舒张时，光吸收量最小，因此光吸收量的变化反映了组织血容量的变化。

        脉搏血氧饱和度仪所受到的影响因素
        脉搏血氧饱和度能反映脉率和循环功能，也可早期发现低氧血症，但它也有局限性。它受到的影响因素有很多，主要有以下几种情况：
        1. 血红蛋白异常：由于脉搏血氧饱和度探头应用波长660nm的红光和940nm的近红外光两种波长的光，因此，只能检测到两种形式的血红蛋白——氧合血红蛋白（HbO2）和还原血红蛋白。而碳氧血红蛋白（COHb）血症时，SpO2测值高于实际值，这是因为COHb在波长660nm处的光吸收作用与HbO2相似，而在波长940nm处相对可被光透射。

        动物实验表明，COHb大于3%时，血氧饱和度仪读数偏高。正铁血红蛋白（MetHb）血症时，SpO2测值接近85%。这是因为MetHb的光吸收在波长660nm处与Hb几乎相等，在波长940nm时比其他几种血红蛋白都强，MetHb血症的血液呈深褐色，随MetHb浓度增大，SpO2与SaO2无明显相关性，SpO2读数偏低。
        2. 脉搏血氧饱和度探头大小：当探头大小不合适时，可发生半光效应，即二极管发射光直接分流至光检测器。因而要根据年龄、体重选取合适的探头。
        3. 脉搏异常：放置换能器部位必须有搏动性血流通过，体外循环停搏期和心搏骤停病人无法检测SpO2，当寒冷刺激、药物等引起外周血管强烈收缩时，容积波幅降低，从而影响测定。