醫(yī)療器械培訓(xùn)資料：循環(huán)基礎(chǔ)3

1、 Masimo SET 脈搏血氧儀學(xué)習(xí)重點(diǎn)1. 了解SET脈搏血氧儀及與傳統(tǒng)脈搏血氧儀的對(duì)比2獨(dú)特的SET傳感器和導(dǎo)連線可以提高信號(hào)噪音比3. 了解DST如何改進(jìn)靜脈搏動(dòng)影響，降低錯(cuò)誤的平均化血氧飽和度4. 了解SET在低灌注情況下的工作原理名詞解釋SET- 一項(xiàng)突破性技術(shù)，通過(guò)使用自適應(yīng)濾波和并聯(lián)引擎在體動(dòng)和低灌注情況下仍可準(zhǔn)確讀數(shù)嵌入式探測(cè)器-不直接接觸皮膚，但圍繞皮膚周圍以降低外界的光線干擾。自適應(yīng)濾波-改進(jìn)的濾波器可以根據(jù)不同的噪音信號(hào)改變。為Masimo專利技術(shù)獨(dú)有并聯(lián)運(yùn)算法-也稱并聯(lián)引擎，幾種改進(jìn)后的處理技術(shù)對(duì)同一信號(hào)同時(shí)進(jìn)行運(yùn)算，每一種處理技術(shù)都有各自的降噪處理方法靜脈平均血氧-

2、傳統(tǒng)血氧儀計(jì)算的動(dòng)脈和靜脈血氧飽和度的平均值，體動(dòng)時(shí)無(wú)法顯示靈敏度-脈搏血氧儀顯示數(shù)值的精確度比例。靈敏度越高，真實(shí)低血氧的漏報(bào)率或假陰性率就越低 準(zhǔn)確度-脈搏血氧儀無(wú)法顯示錯(cuò)誤報(bào)警的比例。準(zhǔn)確度越高。錯(cuò)誤低血氧的報(bào)警率和虛假警報(bào)率就越低。 傳統(tǒng)脈搏血氧儀的三個(gè)重要假設(shè)哪一個(gè)可以用于Masimo SET技術(shù)呢？1. 只有動(dòng)脈血液的搏動(dòng)影響吸收。換言之，靜脈血液沒(méi)有搏動(dòng)-SET技術(shù)沒(méi)有這種假設(shè)2. 只有氧和血紅蛋白和還原血紅蛋白可以吸收光信，沒(méi)有異常血紅蛋白的存在，例如高鐵血紅蛋白或碳氧血紅蛋白。-可用于SET技術(shù)3. 一種實(shí)驗(yàn)校對(duì)模式可以通用所有情況。-可用于SET技術(shù)A信號(hào)提取技術(shù) 信號(hào)提取

3、技術(shù)（SET）是無(wú)創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)的一種突破。它遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了其他技術(shù)，通過(guò)幾項(xiàng)創(chuàng)新性革命可以準(zhǔn)確的提取最優(yōu)化的信號(hào)，降低噪音信號(hào)，提高信號(hào)噪音比。SET不只是一個(gè)更好的脈搏血氧儀，它是一個(gè)全新的設(shè)計(jì)。圖1所示，SET 脈搏血氧儀在下面三方面進(jìn)行了改進(jìn)：1.傳感器2.導(dǎo)連線3.脈搏血氧儀的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng) 圖1 信號(hào)提取技術(shù)系統(tǒng)SET升級(jí)改進(jìn)了血氧儀的每一個(gè)組成部分，它可以提取比其他血氧儀廠商微弱10倍以上的信號(hào)。我們將分步研究每一組成部分。 1.傳感器 為了屏蔽外界的光線干擾，SET傳感器采用了嵌入式探測(cè)器，具有特有的側(cè)面防護(hù)罩以消除外界影響信號(hào)的亮光干擾。SET也是第一個(gè)在傳感器設(shè)計(jì)中引入了保護(hù)罩

4、的技術(shù)。這個(gè)額外的保護(hù)罩也用于消除電磁噪音對(duì)探測(cè)器的干擾。實(shí)際上LNOP和LNCS傳感器的LN代表低噪音的意思，見(jiàn)圖2 圖2 LN傳感器為了得到最準(zhǔn)確的數(shù)值，傳感器上發(fā)射器和探測(cè)器的精確校對(duì)是非常重要的。這種改進(jìn)的傳感器設(shè)計(jì)可以在整個(gè)SET技術(shù)里占大約20%的比例。如果客戶只是希望使用Masimo傳感器搭配他們現(xiàn)有的血氧儀，這種改進(jìn)與全部使用Masimo設(shè)備來(lái)比將是非常小的。2.導(dǎo)連線 大多數(shù)醫(yī)師并沒(méi)有意識(shí)到連接傳感器和血氧儀的導(dǎo)連線的重要性。它可以增加無(wú)線電頻率的噪音，非常難以去除。當(dāng)導(dǎo)連線移動(dòng)時(shí)，它自身也會(huì)產(chǎn)生靜電噪音干擾。圖3所示，SET技術(shù)在導(dǎo)連線上也增加了額外的保護(hù)罩，與低噪音傳感器

5、一樣，可以最優(yōu)化信號(hào)噪音比，最大限度地降低干擾。 普通導(dǎo)連線 Masimo導(dǎo)連線 Masimo導(dǎo)連線可降低噪音3 硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng) 現(xiàn)在信號(hào)被提取后進(jìn)入脈搏血氧儀，SET技術(shù)真正的能力在于可以消除剩余的噪音干擾，測(cè)量信號(hào)數(shù)值。Masimo革命性的應(yīng)用自適應(yīng)濾波器和并聯(lián)運(yùn)算法則技術(shù)提取信號(hào)。自適應(yīng)濾波器與以前只能按照設(shè)定去除固定噪音的普通濾波器不同，它可以根據(jù)接收到的不同噪音的反饋實(shí)時(shí)調(diào)整去除噪音的頻率。這種濾波器可以隨著臨床環(huán)境的改變持續(xù)性/適應(yīng)性的改變。 并聯(lián)運(yùn)算法則是SET技術(shù)里的又一項(xiàng)改進(jìn)。每一種計(jì)算法則都可用于分析信號(hào)去除特定的噪音信號(hào)類型，當(dāng)這些運(yùn)算法則同時(shí)并行計(jì)算時(shí)，設(shè)備持續(xù)性的

6、選擇不同的運(yùn)算法則并決定哪種運(yùn)算法則可以最好的去除噪音?，F(xiàn)在SET技術(shù)有5個(gè)不同的計(jì)算法則，它們可以自動(dòng)的計(jì)算以消除噪音干擾。 圖4 DST并聯(lián)引擎這是通過(guò)confidence based arbitrator完成的。當(dāng)信號(hào)和噪音被輸入到每個(gè)運(yùn)算法則進(jìn)行計(jì)算時(shí)，就會(huì)分配到一個(gè)可信度評(píng)估。當(dāng)某個(gè)運(yùn)算法則的可信度越高，confidence based arbitrator就會(huì)傾向于輸出該運(yùn)算法則計(jì)算的血氧飽和度數(shù)值。自適應(yīng)濾波器和并聯(lián)計(jì)算法則具有自身的適應(yīng)性，它不僅可用于某一種類型的患者或某一種類型的噪音，在遇到的不同的臨床環(huán)境情況下具有97%-98%的敏感度。同時(shí)，具有95%-98%的準(zhǔn)確度。臨

7、床治療中，與其他脈搏血氧儀一樣，紅光/紅外光運(yùn)算法則應(yīng)用的最普遍。在患者血流灌注好，沒(méi)有體動(dòng)的情況下，信號(hào)質(zhì)量好，噪音干擾小，confidence based arbitrator會(huì)對(duì)紅光/紅外光運(yùn)算法則的可信性評(píng)估較高，這一運(yùn)算法則產(chǎn)生的結(jié)果會(huì)顯示在脈搏血氧儀上。但是，當(dāng)患者體動(dòng)情況下，由于靜脈搏動(dòng)噪音對(duì)血氧的影響，紅光/紅外光運(yùn)算法則開(kāi)始產(chǎn)生錯(cuò)誤的血氧下降。DST現(xiàn)在可以解決這個(gè)問(wèn)題。它是最好的運(yùn)算法則，可以在患者體動(dòng)時(shí)從靜脈搏動(dòng)噪音中尋找到正常信號(hào)。 圖5 無(wú)體動(dòng)時(shí)DST 當(dāng)患者沒(méi)有體動(dòng)時(shí)，運(yùn)算法則只能尋找到搏動(dòng)的動(dòng)脈血液的血氧飽和度數(shù)值或峰值（圖5紅色峰值），但當(dāng)患者體動(dòng)時(shí)，DST會(huì)搜

8、索到2個(gè)血氧飽和度數(shù)值或峰值，動(dòng)脈血氧飽和度和靜脈血氧飽和度。圖6 圖6 體動(dòng)時(shí)DST 當(dāng)兩個(gè)血氧飽和度數(shù)值都較高時(shí)，自適應(yīng)濾波器將增加濾過(guò)，導(dǎo)致兩個(gè)峰值，一個(gè)是靜脈血氧，另一個(gè)是動(dòng)脈血氧。運(yùn)算法則會(huì)選擇最高血氧飽和度的峰值進(jìn)行運(yùn)算，因?yàn)閯?dòng)脈血氧飽和度永遠(yuǎn)高于靜脈血氧飽和度。請(qǐng)記住，信號(hào)提取技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于它具有靈活性和適應(yīng)性。它是唯一一種可以消除在患者體動(dòng)和靜脈干擾情況下的噪音的技術(shù)。在體動(dòng)時(shí)仍可讀數(shù)。其它血氧儀試圖提供體動(dòng)時(shí)的讀數(shù)或掩蓋錯(cuò)誤報(bào)警但從未成功(圖7左)。SET能從噪音干擾非常大的環(huán)境中提取出高強(qiáng)度信號(hào)（圖7中），也可以從噪音干擾較大的環(huán)境中提取出低強(qiáng)度信號(hào)（圖7右）。 傳統(tǒng)脈搏血

9、氧儀 高血流灌注SET 低血流灌注SET 圖7 信號(hào)與噪音的關(guān)系 這一實(shí)驗(yàn)顯示了在體動(dòng)和低灌注情況下出現(xiàn)了哪些情況，為何SET是唯一可以在臨床環(huán)境中可以連續(xù)工作的設(shè)備（97-98%）.目前為止，Masimo SET設(shè)備具有最高的靈敏度和準(zhǔn)確度。 靈敏度和準(zhǔn)確度 Masimo SET vs N600 and GEs “TruSat” 技術(shù)的對(duì)比1: Missed Event Sensitivity False Alarm Specificity Masimo SET 1/40 97.5% 6/120 95.0% Nellcor N600 17/40 57.5% 34/120 71.5% GE-D

10、/O TruSat 33/40 17.5% 21/120 82.5% 圖8: 已發(fā)表資料, Nitin Shah教授圖8顯示，在體動(dòng)和低灌注情況下，Masimo SET的準(zhǔn)確度95%，換句話說(shuō)，當(dāng)SET設(shè)備報(bào)警時(shí)，95%為真實(shí)事件而非誤報(bào)警。但N-600準(zhǔn)確度僅有71%,30%的報(bào)警為誤報(bào)警. GE Trusat的準(zhǔn)確度為82%，接近20%為誤報(bào)警。重要： 所有脈搏血氧儀都存在假陽(yáng)性-誤報(bào)警 所有脈搏血氧儀都存在假陰性-漏報(bào)警Masimo SET與其他脈搏血氧儀技術(shù)相比 ，假陽(yáng)性和假陰性明顯減少。當(dāng)臨床醫(yī)師使用Masimo SET后，與傳統(tǒng)脈搏血氧儀相比，有兩個(gè)重要的問(wèn)題需要引起注意：l 傳統(tǒng)脈搏血氧儀的高誤報(bào)警率造成臨床醫(yī)師“狼來(lái)了”的心態(tài)，忽視了真實(shí)報(bào)警?？赡芪＜盎颊呱?。但使用Masimo SE后，醫(yī)師需要重新認(rèn)識(shí)到不能忽略脈搏血氧儀的報(bào)警，當(dāng)Masimo SET報(bào)警后，醫(yī)師應(yīng)意識(shí)到有真正的事故發(fā)生，必須迅速采取措施。l 所有脈搏血氧儀都會(huì)有