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脉搏血氧仪解释

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随着医学研究的不断进步,大鼠、小鼠和沙鼠等小动物被用作手术模型。先进的监测设备已被开发用于在手术过程中监测受试者,以改善手术结果,并考虑到对人道做法的日益关注。这些设备监测多种生命体征,包括血压、心脏和呼吸频率以及氧饱和度(SpO)2).

脉搏血氧仪解释尽管自20世纪80年代以来,脉搏血氧仪已经用于人类临床实践,但直到很久以后,一种可行的脉搏血氧仪传感器才可用于小动物1.心率和采样时间的差异是遇到的一些挑战。

尽管如此,小动物脉搏血氧测量传感器已经帮助推动了生命科学研究的进步。

什么是脉搏血氧仪传感器?

相比于更准确(但侵入性)的测量氧饱和度水平的动脉血气分析,脉搏血氧仪是一种非侵入性和廉价的测量这些水平的方法2

红细胞携带数百万血红蛋白分子,一旦与氧气结合就会饱和。

即使用肉眼看,缺氧血也比含氧血颜色深。脉搏血氧测量传感器测量血液中含氧血红蛋白的数量,以显示氧饱和度水平3.

脉搏血氧测量传感器附着在身体的某个部位,如手指、耳朵或脚上。传感器的一个部分传输红色和红外光信号,而另一个部分接收这些信号。含氧血红蛋白比脱氧血红蛋白吸收更多的红外光。它还能传输更多的红光。

红外光比提供了氧饱和度的测量。例如,96% SpO2阅读意味着96%的红细胞是氧饱和的。脉搏血氧测量传感器读取血流的搏动(动脉)元素。由于98%的氧气是由血红蛋白运输的,脉搏血氧仪是临床可靠的氧饱和度指标,置信率在95%±4%2、4

在小动物身上使用脉搏血氧测量传感器

2011年,美国国家研究委员会(National Research Council)更新了其关于实验动物使用和护理的指南,包括使用脉搏血氧仪进行动脉氧分析5.实验室经理在为他们的研究选择脉搏血氧仪传感器时,应该考虑物种类型、心率、皮肤色素沉着和其他因素。

用于啮齿动物和小动物的脉搏血氧测量传感器适用于捕捉小而高频的动脉搏动:例如,人类在休息时的平均心率在70至80 bpm之间,而小鼠的平均心率超过300 bpm6、7.相反,小鼠的动脉搏动(灌注)较弱。

在人类中,脉搏氧饱和度传感器通常被放置在手指、耳朵或较大的表面积上,而在啮齿动物中,它通常被放置在爪子、喉咙、大腿或尾巴上。将脉搏血氧仪传感器应用于小动物的一些挑战包括:

  • 寻找适合动物解剖结构的传感器
  • 寻找对高频低灌注动脉搏动敏感的传感器
  • 寻找既多功能又低占地面积的传感器

使用脉搏血氧仪传感器的挑战

虽然小动物脉搏血氧测量传感器提供无创氧和脉搏率信息,但有显著的局限性需要考虑:

首先,不正确的测量可能由不正确的传感器应用、光线的干扰、受试者的运动、皮肤色素沉着、皮肤老茧、低脉冲质量等因素引起。

此外,由于脉搏血氧测量传感器只测量血红蛋白饱和度,它不能提供呼吸效率的完整图像。例如,它不显示血液含氧量、二氧化碳或血液pH值。

即使SpO2(氧与血红蛋白结合)和PaO2(氧未与血红蛋白结合)给出常规读数,这不是CaO的充分指示2(动脉血液含量被输送到组织)。为此,必须测量血红蛋白水平8

此外,在全身麻醉下,呼吸100%氧气的患者可能显示高PaO2和热点;2.因此,PaO2对于SpO而言,读数必须降至危险的低水平2变化变得明显。

脉搏血氧仪提供氧气运输的信息,而不是氧气输送到组织的信息。例如,在贫血患者中,尽管血红蛋白可能仍然饱和,但血液中含有较少的血红蛋白,因此向组织输送较少的氧气。


来源:

  1. Rigotti, C.等人(2011)脉搏血氧仪在小动物中的应用。[网上]可于以下网址索取:https://www.vettimes.co.uk/app/uploads/wp-post-to-pdf-enhanced-cache/1/pulse-oximetry-use-in-small-animals.pdf
  2. DeMeulenaere, S.(2007)脉搏血氧仪:用途和限制。护士从业者杂志,[在线]第3卷,第5期,第312-317页。可以在:https://www.npjournal.org/article/s1555 - 4155(07) 00210 - 3 /全文
  3. 电缆和传感器。脉搏血氧测量:监测氧饱和度的权威指南。[网上]可于以下网址索取:https://www.cablesandsensors.com/pages/what-is-pulse-oximetry-the-definitive-guide-for-monitoring-oxygen-saturation-levels
  4. 皮特曼,R.(2011)组织氧合调节。国家医学图书馆,[在线]第4章,氧气运输。可以在:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK54103/
  5. 实验动物研究所(2011)《实验动物护理和使用指南》。[网上]可于以下网址索取:https://grants.nih.gov/grants/olaw/Guide-for-the-Care-and-Use-of-Laboratory-Animals.pdf
  6. 约翰霍普金斯大学。鼠标。动物照顾及使用委员会[网上]可于以下网址查询:https://web.jhu.edu/animalcare/procedures/mouse.html
  7. Healthline。正常与危险心率:如何区分。[网上]可于以下网址索取:https://www.healthline.com/health/dangerous-heart-rate
  8. Alfaxan。脉搏血氧测量和氧合。[网上]可于以下网址索取:https://alfaxan.co.uk/news/practical-pulse-oximetry

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