冰轮杯第三届氧与健网络科普大奖赛参赛作品

经皮氧分压测定在高压氧学科的应用

来源：秋满实医疗发布时间：2021-04-17

经皮氧分压( Transcutaneous pressure of Oximetry,tcpO2)检测是一种对皮肤及皮下组织的微循环无创检测的方式,能够反映毛细血管血流供氧状态。自上世纪70年代开始应用于临床,已经被越来越多的医师所熟悉。目前，tcpO2已经成为高压氧医学、创伤治疗评估、截肢范围判定、外周血管疾病、重症抢救等临床常用指标。提供实时的氧合监测， 必要时可采取实时的干预治疗。

一、工作原理

1. 测试的是什么

测试的是组织内的溶解氧量：指以物理状态溶解在组织毛细血管网内血液中的氧，以毫米汞柱来表述。

2.经皮氧分压测定原理

氧分压传感器有很多种，按原理分：光学的，电化学的,我们采用的是电化学测氧传感器：将两根金属电极插入含电解质的水溶液中，在电极上加一适当直流电压，发生如下化学反应：O₂+2H⁺+2e⇋H₂O₂H₂O₂+2H⁺+2e⇋2H₂O，由于受海拔高度和水蒸气压影响，我们把北京地区空气氧分压定为158mmHg。

氧进入人体后随血流最终到达毛细血管，结合氧在这里也要进行解离变为游离氧才能被人体所利用，正常情况下皮肤毛细血管内的血氧释放在到达皮肤表面之前大部分弥散至周围组织,仅一小部分参与皮肤细胞代谢,而且由于表皮结构的阻挡,经弥散到达皮肤表面的氧量很难被检测到。但是,当皮肤被加热至43-45°C 时,此时毛细血管达到最大程度的扩张,血流量最大,流速最快,绝大部分血氧可以弥散至皮肤表面被检测到。
检测时将电极充满电解液的固定环固定于检测部位,使电极加热至一定温度,电极可以连续测量电解液中氧压力。

3.影响因素

3.1 环境因素：包括温度、湿度、大气压等多种因素，对于环境因素,可以通过设定相对稳定的检测场所来控制其影响。

3.2 氧传感器灵敏度：影响因素很多，首先区分瞬时还是长时间漂移，瞬时漂移主要是温度、电极膜、电压、氧活力的变化，长时间的单向漂移问题比较复杂，要从结构原理上具体分析。

3.3 自身因素：包括吸烟、体位，检测部位的清洁度、角化层的厚度、伸展度等。建议电极固定的部位应该避开大血管和肉眼可见的皮下表浅血管及有搏动处,检测部位皮肤完整连续无溃疡,避开骨突,选择相对平坦或稍微突起的皮下组织相对丰厚位置,以保证固定环与皮肤紧密贴合隔绝空气。

3.4 操作者:实际操作经验也对检测结果有较大影响。建议选择加热温度为43—45℃,对于实际温度,操作者应当根据患者具体情况加以选择,检测时一般成人44℃，儿童根据年龄适当减少，婴儿37℃即可。

3.5 tcpO2的决定性因素:可以概括为三方面,一是毛细血管因素,包括毛细血管通畅性、有无动静脉瘘等；二是血液因素,包括血液粘稠度、血色素含量等；三是其他因素,如组织血流量(影响毛细血管灌注压)、水肿、局部炎症反应及呼吸系统疾病等。简言之,就是毛细血管弥散功能和血氧含量决定了检测结果。

二、临床意义

1. 经皮氧分压测定与血氧饱和度的区别

血氧饱和度(SO2)是血液中氧合血红蛋白(HbO2)的容量占全部血红蛋白(Hb)容量的百分比,优点是可以为临床提供一种无创连续血氧监测。缺点：首先有一定局限性，如贫血和局部缺氧时无法真实反映机体氧状态；其次在加大吸氧力度、血氧饱和度达到100%时无法反映出机体真实的血氧分压情况，如高压氧、常压饱和吸氧及呼吸机吸纯氧时等。 经皮氧分压监测（tcpO2）则可以无创持续监测组织毛细血管网的氧动态变化，不会受到贫血、局部缺氧的影响，并且能够真实反映包括高压氧及常压饱和吸氧在内的任何吸氧方式下的真实毛细血管网供氧情况。

2. 经皮氧分压测定与血气分析的区别

血气分析是一种有创的血氧检测手段，需要抽取动脉血2ml并抽血后严加密封,不能接触空气,立即送检, 缺点是不能连续监测，不能检测到局部组织的供氧情况。经皮氧分压监测与血气分析相比较，是一种无创、连续、实时的检测方法，既可以反映全身血氧情况，也可以检测到身体外周局部缺氧情况，血气分析必须采动脉血,患者很难接受。

3. 经皮氧分压测定的适用范围

经皮氧分压应用领域越来越广泛，目前已被认可应用于高压氧疗、不愈合伤口、外周血管疾病/肢体缺血、截肢范围判定、血管重建评价、烧伤、雷诺氏/振动综合症、皮瓣监测等临床应用领域，未来在重症抢救领域具有广泛应用前景。

4. 经皮氧分压测定的临床价值

在临床应用中，除了监测结果的绝对值高低外，更重要的是观察其动态变化，以便更好的指导临床用药、手术部位的界定及临床疗效的评定等。 监测数据分析时要注意二个方面，一是同一部位的左右对照分析，把对侧作为对照，能够更好的判断患侧部位的毛细血管网供氧情况，二是同一部位不同时间节点的动态观察，更利于判断吸氧或某些药物的治疗作用。

5. 经皮氧分压测定在高压氧学科的意义

5.1 高压氧治疗的核心是能够增加组织的氧分压及氧含量，传统的血氧饱和度监测在高压氧状态下没有实际价值，瞬间就可以达到100%饱和，随着高压氧治疗的深入，无法体现出高压氧状态下组织氧分压的提高。经皮氧分压测定则不同，可以实时监测到高压氧治疗过程中，任何时间节点组织氧分压的准确数值，可以间接反映出“吸氧通路”是否通顺？面罩佩戴是否严密？如果吸氧过程中组织氧分压不能达到预期值，可能会影响到疗效。

5.2 组织氧分压测定作为基础研究，可以帮助制定更加合理的高压氧治疗方案，如压力的高低、每次吸氧时间及休息时间的规划，具体情况最近与北京海淀医院高压氧科进行了深入合作，已经得出了初步结果。

三、注意事项

1.测试前准备

TcpO2经皮氧分压检测采用的是电化学原理，体表温度、皮肤血流、代谢氧耗、其它导电或含有氧分子的液体均会影响测量值，所以在测试前需要注意以下事项：

1.1 室内应是常温（一般21-23℃），温度过低不能让毛细血管攀动脉化，测量数值会比正常值偏低。

1.2 体表温度要在体感温度舒适时测试，温度过低，需要较长时间才能让毛细血管攀动脉化，测量时间过长。

1.3 检测前清洁皮肤，去除皮肤表面的汗渍、油脂，其会影响经皮氧分压传感器的电化学性能，需要使用酒精清洗并皮肤表面干燥后测试。饮酒、吸烟、饮用咖啡因饮料、服用某些药物等之后测试会影响测量值。

2.测试部位的选择

经皮氧分压传感器内置加热和测控温的元件，一般成人加热温度为44℃，儿童根据年龄适当减少，婴儿检测加热温度一般为37℃。加热是为了使局部血流量增加，动静脉交叉的毛细血管攀动脉化，所以经皮氧传感器必须避开大的动静脉血管，通常选在上臂肘关节弯曲处、锁骨下和下腹部（在特殊情况下，如截肢等,可视情况选择）。

选择合适的测量部位的目的：

a) 提供更连贯的数据

b) 允许一组患者的数据进行比较

c)使用标准参考部位（胸部）可以反映正常循环备

d)更多的部位能得到更多数据和更准确的诊断

e)单一部位测量可能低估或遗漏临床重要缺血情况

f)测量 tcpO2 and Regional Perfusion Index (RPI)局部灌注指数

g) 用来消除心肺系统对tcpO2的影响，简化对tcpO2的分析。

3.测试中的要点

经皮氧分压检测用传感器的电化学特性是相对值，只有在使用前进行标定后，才能做经皮氧分压的定量测试。

经皮氧分压必须与皮肤完全接触，并与空气隔绝，皮肤与传感器探头接触处不能有褶皱和缝隙，否则进入空气会影响测量值。

经皮氧传感器贴在皮肤上之后，经皮氧分压读取数值一般在10-20分钟后进入稳定状态，此时的毛细血管攀动脉化后，释放的氧气趋于稳定。

一般正常的数值变化规律是与空气隔绝后，数值先下降，可以作为经皮氧分压传感器是否固定完好的判断标准。因为测试开始时与空气隔绝，皮肤的毛细血管攀还没有动脉化。特殊情况下，如测试者脂肪偏厚，数值会降低到20mmHg以下，也是正常的，5-10分钟后，数值会上升到80-100mmHg左右的正常值。

经皮氧分压虽然是一种无创、定量、连续测量皮肤氧分压的方法，可以连续测试，但是由于检测时持续对皮肤加热，所以连续时间一般不要超过4小时，建议2小时更换位置。

氧是生命之源 氧是治病之本

作者：北京秋满实医疗科技有限公司 何瑞锋、李青龙，毕可绪（技术指导）；北京市海淀医院高压氧科 高甜。

主办：中国康复医学会高压氧康复专业委员会

承办：北京市海淀医院，解放军总医院第六医学中心，山东省枣庄市立医院，安徽省中科大附一院，内蒙古医科大学附属医院，四川省人民医院。

执行主席：丁建章

评委会：组长：潘树义。副组长：丁建章 刘青乐 陆敏 邵伟波 宁荣霞 孙明莉

编 委：丁建章 胡慧军 王浙 解光艾 宁荣霞 曾宪蓉

策 划：丁建章