身体是否健康做动脉血气分析就能测？指脉氧饱和度和动脉血气分析的氧饱和度到底以谁为准？
有网友给我们留言提问：比如指脉氧饱和度96%（吸氧后98%左右），但动脉血气分析的氧饱和度只有92%，应该以哪一个为准？针对这个问题，我们询问了西安交通大学第二附属医院呼吸与危重症医学科的张永红老师。张老师解释说，指脉氧是通过指端动脉氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白相对脉冲信号估算出来的血氧饱和度，动脉血气分析是直接测得动脉血氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的相对量计算出来的血氧饱和度，要想明白这两者的关系，首先还得从最简单的氧气入手来了解。
一个形象的比喻：血红蛋白分子就像汽车，血管则像一条条道路，氧气搭乘着血红蛋白这辆交通工具……
张老师首先为我们普及了一些最基本的常识：我们知道，氧气（O2）是人类生存必不可少的代谢物质，人体吸入新鲜空气，呼出二氧化碳，肺与外界环境之间的气体交换即肺通气 (pulmonary ventilation)，肺泡新鲜空气与肺毛细血管血液之间的气体交换即肺换气 (gas exchange in lungs)。那么，氧气就是通过血液输送到我们身体的各个器官去供氧的，这个过程叫气体运输 (transport of gas)。
要想理解其中比较复杂的因果关系，张老师给我们做了一个形象的比喻：
氧气需要「交通工具」，而它搭的车叫做血红蛋白（hemoglobin，Hb），这是红细胞内负责运输氧气的一种功能蛋白质。
关键点来了，在血液当中，我们把血红蛋白所能结合的最大氧气量称为Hb氧容量 (oxygerl capacity of Hb)，而Hb实际结合的氧气量称为Hb氧含量 (oxygen content of Hb)。Hb氧含量与氧容量的百分比为Hb氧饱和度 (oxygen saturation of Hb)。通常情况下，血浆中溶解的氧气极少，基本上可以忽略不计。因此，Hb氧容量、Hb氧含量和Hb氧饱和度可分别视为血氧容量 (oxygen capacity of blood)、血氧含量 (oxygen content of blood)和血氧饱和度 (oxygen saturation of blood，SaO2)。
血氧饱和度的定义是人体血液中被氧结合的氧合血红蛋白的容量占全部可结合的血红蛋白容量的百分比，是检测血液氧含量最重要的指标，需要注意SaO2受多种因素干扰，如指甲的厚度、颜色、血红蛋白浓度、局部温度、以及组织水肿。
张老师说，我们可以把血红蛋白分子（Hb）比喻成「汽车」，把血管比喻成「道路」。当氧分子进入这些汽车，运输到达目的地供我们的机体代谢所需，没有氧气的血红蛋白，我们称之为脱氧血红蛋白（Deoxy Hb），含氧的血红蛋白，我们称之为氧合血红蛋白（Oxy Hb）。
许多老百姓常会问我们医生，什么叫发绀啊？为什么嘴唇、皮肤呈紫色你们要称之为发绀？
这是因为，氧合血红蛋白呈鲜红色，而脱氧血红蛋白呈紫蓝色。当我们的血液中Hb含量达5g/100ml（血液）以上时，皮肤、黏膜就会呈暗紫色，这种现象就称为发绀（cyanosis）。出现发绀，常常说明机体缺氧了，但也有例外，比如在红细胞明显增多时，Hb含量可达5g/100ml（血液）以上而出现发绀，但机体并不一定缺氧。相反，严重贫血或一氧化碳和亚硝酸盐中毒时，机体有缺氧但并不出现发绀。
图1.血红蛋白的氧运输
身体是否健康，做动脉血气分析就能测出来，也就是我们常常所说的血氧饱和度……
张老师告诉我们，一个人身体是否健康，做动脉血气分析就能测出来，也就是我们常常所说的血氧饱和度。正常情况下，人体的动脉血氧饱和度在98%左右，静脉血氧饱和度在75%左右。
血氧饱和度低的人会出现呼吸急促、能量供应不足、疲劳等症状。在生活中需要通过运动增强肺功能，以保持正常的血氧饱和度，提高心肺功能的运动有适当跑步、游泳、快走等运动。其他疾病也可能导致血氧饱和度的低值，如肺炎、阻塞性肺病，需要积极治疗。在临床上有不少疾病都会引起供氧不足，影响血液的血氧饱和度，直接影响细胞的正常代谢，甚至严重威胁人们的生命。
之前那位网友所问的为什么指脉氧饱和度和动脉血气分析的氧饱和度测的结果不一样？显然，我们更需要注意的就是动脉血气分析所测定的氧饱和度了。为什么它那么重要呢？首先要看看血氧饱和度的测定原理：
有个定律拥有一个很好听的名字，叫「比尔朗伯特」定律。这是描述的物质对某一波长光吸收的强弱，与吸光物质的浓度及其液层厚度间的关系。吸收光的量与吸收光物质的浓度成正比。
脉搏血氧仪比较氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白对红外线（波长为950 nm）和红光（波长650 nm）吸收的程度来计算得出血氧饱和度。比尔朗伯特定律有非常严格的理想物理模型。要求检测的物质均匀非散射的吸光物质。然而，在人体中，我们血管里面的血充满了各种不规则的物体，比如血液细胞等。它们使光散射，而不是单色光垂直地穿过检测物质。因此，比尔朗伯特定律不能直接计算血氧饱和度。脉搏血氧仪就通过动脉血气分析校准，建立起了一个动脉血气和脉搏血氧仪血氧饱和度的校正图。于是，我们在临床给病人使用的脉搏血氧仪，就是根据这种校正校准图进行计算，最终得到一个血氧饱和度的数值。
图2.脉搏血氧仪工作原理
张老师细致地给我们讲了血氧饱和度在医学上的重要性。他说，实际上血氧饱和度是一项重要的、却长期被忽视的生命体征参数。从疾病管理到预防，再到康复锻炼，特殊体育运动等领域，血氧饱和度检测均具有重要的医学和社会价值。
在疾病领域，呼吸系统疾病如慢性阻塞性肺疾病、阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征；心血管系统疾病如高血压；卒中；心功能不全；内分泌系统疾病如糖尿病等都与血氧饱和度、尤其是夜间的血氧饱和度息息相关。国外已有多篇文献表明，如果能对这些患者进行血氧饱和度的长期监测和管理，无疑会对观察患者病情变化、改善患者生存质量、降低医疗相关费用提供巨大的帮助。此外，血氧指标还在康复锻炼领域、运动领域、高原旅游保健领域等具有巨大应用潜力。
血氧饱和度到底怎么测？参考数值如何？测量方式如何？……
最后要教给大家重要的知识，血氧饱和度到底要如何测？怎么看参考数值？
张老师说，一般人血氧饱和度正常应不低于95%，在95%以下即为供氧不足。有学者将SaO2<90%定为低氧血症的标准，出现头晕易困，做事提不起精神，易暴怒急躁等症状。当血氧低于85%就要积极氧疗并就医，低于80%可能导致心脏和大脑功能受损。并认为当SaO2高于70%时准确性可达±2%，SaO2低于70%时误差较大。
血氧饱和度的测量方式有哪些？
1.透射式测量——指夹类的血氧仪采用的都是透射式测量，指脉搏血氧仪利用光线计算血氧饱和度，光源发出的光穿过脉冲血氧计探头，到达光探测器，如果把一根手指放在光源和光探测器之间，光就必须通过手指才能到达探测器。一部分光会被手指吸收，未被吸收的部分会到达光探测器，手指吸收的光的多少取决于手指吸光物质的浓度，手指形状，手指氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白对红光和红外光的吸收不同，手指的这些物理学特性被脉冲血氧计用来计算氧饱和度。
2.反射式测量——智能手环所采用的是反射式测量，芯片中有两个发光二极管，分别将波长为660nm的红光和880nm的红外光射向腕部，通过另一侧的光电二极管接收反射光线。通过发射与接收的光强差来计算出血氧度。
张老师提醒我们，要注意测量的8项干扰因素，这些干扰因素都要尽可能地避免，以确保测量数值的准确性：
1.测量环境的光线干扰血氧饱和度仪的正确测定，尤其是一些发红光和红外线光的医疗设备。环境光线环境光也可以被探测器捕捉，干扰测定结果。
2.手指或腕部运动影响脉搏血氧仪的测量，比如受测量者的手或手指不停地活动，导致血氧饱和度会发生大幅度的波动。
3.测量部位和血氧饱和度仪相对位置影响正确测定，当所有光线都通过动脉血液时，脉搏血氧仪器的工作效果最好，如果血氧饱和度的发射器只通过部分动脉，测量的结果不能反应真实的情况。
4.电磁干扰影响脉搏血氧仪的测量，电子设备如外科透热仪，会发出强烈的电波，脉冲血氧仪的探测器可以捕捉到这种电波。这些波可以形成小电流，混淆了的脉搏血氧仪使其认为这些电流来自光探测器。
5.外周灌注不良影响脉搏血氧仪的测量，当外周血流灌注较差时(末梢循环障碍)，动脉的搏动性就会减弱。因此，吸光度的变化较小，脉搏血氧计可能会发现信号不足以正确计算血氧饱和度。
6.血氧饱和度不能反映高氧血症，脉搏血氧仪不能“看到”非血红蛋白溶解的氧。
7.染色剂和指甲油，测量者循环中有亚甲蓝的染料会降低血氧饱和度。指甲油会影响饱和度测定的准确性。
8.血红蛋白异常影响脉搏血氧仪的测量，异常的血红蛋白会影响脉搏血氧仪的读数。一氧化碳与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白 (carboxy Hb)和高铁血红蛋白均导致测量值偏高，大多数脉搏血氧仪不能单独检测碳氧血红蛋白和高铁血红蛋白。
专家简介 张永红
医学博士，西安交通大学第二附属医院呼吸与危重症医学科主治医师，从事呼吸内科工作10余年，对呼吸系统疾病的诊治有丰富的经验。治学严谨，已发表论文20余篇，其中第一作者发表SCI3篇，中文核心5篇。擅长呼吸介入治疗、呼吸睡眠相关疾病的诊断和治疗。
本文完