Clinical significance of transesophageal arterial oxygen saturation monitoring

刘 进 朱昭琼 魏 蔚
成都 610041；四川大学华西医院
薛富善
中国医学科学院整形外科医院
Zhaoqiong Zhu,Wei Wei,Fushan Xue, et al.
West China Hospital，Sichuan University, Chengdu 610041 CHINA

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　　Objective: To study the sensitivity and accuracy of transoesophageal as a new monitoring site for descending aortic oximetry(SteO₂). Methods A total of 45 surgical patients undergoing  general anesthesia  were included in this study.A disposable oximetry probe that was designed by ourselve  was placed in the lower segment of the esophagus to monitor SteO₂. After  the signals and readings of SteO₂ and SpO₂ were stable, the ventilator was disconnected  and the changes of SteO₂  and SpO₂ were recorded until SteO₂ reached to 90%, and a few blood samples were taken for SaO₂ measurements during this period of time. Then ventilator was re-connected and the recovery rates of SteO₂  and SpO₂ were observed. Results Correlation coefficient was 0.9514 with SteO₂ to SaO₂. Compared with SaO_2, the relative deviation of SteO₂ was 1.7% and the absolute deviation of SteO₂  was 1.2%. When the ventilator disconnected, SteO₂ dropped by 109.8±19.3s earlier than SpO₂（P<0.01） Conclusion  The correlation is better between SteO₂ and SaO₂.Tranesophageal SteO₂ monitoring is sensitive, which responds faster and closer to SaO₂ than SpO₂ measurements. The results indicate that SteO₂ monitoring can be an alternative way of oxygen satuation monitoring.
　　Key words: Esophagus;Oximetry; Blood gas analysis; Hypoxia


　　体表无创监测脉血氧饱和度（pulse oxygen saturation，SpO₂）是临床麻醉和ICU每一个患者必须的常规监测手段，但是一些因素如工程学和生理学、外（烧）伤、手术、止血带等使SpO₂临床实际使用时尚存在一定的局限性^[1]。本研究根据食管下段紧邻降主动脉的解剖关系，在前期动物实验已经建立并证实经食管下段可以连续获得主动脉血氧饱和度（transesophageal arterialoxygen Saturation，SteO₂）信号的基础上^[2,3]，通过对SteO₂的临床研究，评价SteO₂的临床意义。

　　资料与方法
　　一般资料：全身麻醉患者45例，女11例，男34例，年龄（40.9±16.2）岁，体重（65.4±10.4）kg。ASA I～III级，择期36例，急症9例。无血液系统和食管疾病史。入手术室后常规监测基本生命体征BP、HR和SpO₂，建立静脉通道，桡动脉穿刺置管，备监测动脉压和血气分析采血用。
　　方法：全身麻醉气管插管后将自制SteO₂装置（实用新型专利：2004年11月17日公告授权）置入食管下段，调整探头在食管内的位置和方向至SteO₂读数与图象稳定。实施机械通气，100%纯氧吸入，维持SaO₂、SpO₂和SteO₂稳定100% 10-15min后，停止机械通气,终止供氧。当SteO₂从100%降到90%后立即恢复机械通气，100%纯氧吸入，并使SteO₂恢复到100%，稳定10min，结束试验。保持实验全过程中SteO₂探头的位置和角度不变，同时保持仪器的增益和扫描速度不变。另一相同型号的SpO₂探头（NELLCOR D20，美国）联接备有2个监测模块的同一生命体征监护仪（PHILIPS-150 B3，德国），同时监测指（趾）SpO₂。
　　监测指标：基本生命体征。无通气期SteO₂/SpO₂从100%下降到95%的时间(T₉₅)，无通气期SteO₂/SpO₂从100%下降到90%的时间(T₉₀)，恢复供纯氧后SteO₂/SpO₂下降的最低值（R）和恢复到100%所需要的时间(T₁)
　　“标化”的确定：当SteO₂与SpO₂分别为100%、95%和90%时，采集桡动脉血标本行血气分析（i-Start，美国），以SaO₂为“金标准”，通过公式^[4]∑|P₁-P_2|/P₂/N计算绝对偏差；公式∑|P₁-P₂|/N计算相对偏差。公式中 P₁为检测值，P₂为标准值，N为检测对子数。
　　统计分析：数据结果用均数±标准差表示（X±s），用双变量相关分析计算SteO₂与SaO₂、SteO₂与SpO₂的相关系数。计量资料进行方差分析，P <0.05为差异有显著性。对相同时间点的SteO₂和SaO₂的一致性用Bland 和Altman分析方法^[5]，横坐标表示每一个监测点上经食管的 SteO₂与桡动脉血样分析所得的SaO₂的平均值，纵坐标表示SteO₂ 与SaO₂的差值，图中间的虚线代表二者差值的均数，上下两条虚线分别代表加减2倍差值标准差。

　　本研究结果显示在100%纯氧吸入期间时，SteO₂、SpO₂与“金标准”SaO₂均为100%，同时SteO₂与SpO₂探测的容积波形和脉率一致。SteO₂与SaO₂的Bland和Altman一致性分析提示SteO₂绝大多数的监测点都在SaO₂的2倍标准差范围内，由此提示监测SteO₂变化反应机体的氧供状况是可信的。在急性缺氧的早期，SteO₂开始下降比SpO₂开始下降早，SteO₂的下降更接近SaO₂的下降，SpO₂的下降则较偏离SaO₂。当SteO₂读数下降到90%时，而SpO₂读数仍然大于95%，由此可以认为SteO₂能更及时地反应机体的状况，对急性缺氧反应的敏感性和精确性均高于SpO₂，推测这一结果是末梢与中心部位存在体循环时间差有关。
　　研究结果显示在恢复供纯氧后，SpO₂继续下降的幅度最大，而SteO₂继续下降的幅度较小并与“金标准”SaO₂基本一致，SteO₂ 和SaO₂上升比SpO₂上升提早出现。由此可以认为的SpO₂瞬间读数，并不完全代表体内动脉血氧饱和度的瞬间的真实水平，而是存在“SpO₂反应滞后”。由此可以解释常见的临床现象：拔管后的短时间内，患者唇或甲床已经出现紫绀，而此时SpO₂读数往往大于95%；经吸氧等处理后，唇色或甲床已经转变红润，而SpO₂读数甚至低于90%。

　　监测SteO₂早发现急性缺氧并及早处理，能在预警条件下，提前100余秒左右报警，这对医务工作者提高监测的认识水平，节约每1秒钟抢救患者生命，使患者在亚临床缺氧状态即得到纠正，赢得了十分宝贵时间，具有十分重要的临床意义。
　　经典的动脉血气监测，反复穿刺局部损伤、疼痛和出血等伤害性刺激等难以估价； Swan-Ganz导管虽然能在体内实现连续SaO₂监测，但需要特殊设备及操作技能^（8）。
　　本研究设计的连续监测SteO₂，不需要特殊的仪器设备，普通临床常用的生命体征监护仪即可以完成，价格远远低于多次血气分析SaO₂，更无穿刺创伤和血液浪费之虑，优点更为突出。研究同时还提供了另一可供选择的新的SaO₂监测途径，可避免体表（烧）伤、手术、气压止血带或测量血压等诸多因素的干扰；行胃肠减压的患者可在减压的同时完成连续SteO₂监测，减少体表连线，减少患者肢体制动不适。
　　在既往的研究中，均以SpO₂低于90%作为低氧血症的安全标准 ^[9]。本研究根据动物实验已经证实SteO₂变化更早这一特点^[2，3]，设定SteO₂90%作为立即恢复供氧的界定标准，因此，设计是安全的。SteO₂监测的方法属于微创或无创技术，操作简单、方便易行，仪器不需要定标，可以随时使用，并可以根据需要设置上、下限报警，普通医务人员无需特殊专业训练即可完成，同时可以在围手术麻醉期、ICU和病房床旁完成，具有潜在的临床意义和社会效益。

　　参考文献
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　　2 朱昭琼,谭 玲,刘 进.改良法无创监测儿童脉搏氧饱和度的可行性研究.中国呼吸与危重监护杂志，2003,2:335.
　　3 朱昭琼,魏 蔚,刘 进.经食管监测主动脉血氧饱和度的实验研究.四川大学学报（医学版）,2005,36：136.
　　4 李华美,主编.分析化学.第5版. 北京：人民卫生出版社,2003:7.
　　5 Altam DG, Bland JM. Measurement in medicine: the analysis of method comparison study. Statistician, 1983,32:307.
　　6 Tremper, Keven K.Pulse oximetry's final frontier Critical Care Med, 2000, 28：1684.
　　7 Borum, Stanley E.The Successful Use of Transesophageal Pulse Oximetry in a Patient in Whom Peripheral Pulse Oximetry Was Unobtainable .Anesth  Analg ,1997,85:514.
　　8 张铁铮,李林，刘小红，等.体外循环下冠状动脉旁路手术中连续与单次测定心输出量的对比观察. 临床麻醉杂志，2004,20：5.
　　9 薛富善,罗来葵,王小玲，等.小儿麻醉诱导中无通气期SpO₂安全域值的研究.临床麻醉杂志，1997,13：211.<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />