115年:重症呼治(2)

有關pulse oximetry 的敘述,下列何者錯誤?

A運用Lambert-Beer law
B會受異常血紅素的影響
C可測量呼吸速率
D若血氧飽和度低於80%較不具有參考價值

詳細解析

本題觀念

本題考 pulse oximetry(脈搏血氧測定)的光學原理、可提供的資訊與準確度限制。標準脈搏血氧機使用紅光及紅外光,根據氧合與去氧血紅素在不同波長的吸收差異,估算動脈血氧飽和度,這是 Lambert-Beer law(比耳–朗伯定律)在生物組織光學測量上的應用。裝置通常顯示 SpO₂ 和脈搏率;呼吸速率並非傳統脈搏血氧機直接輸出的基本測量值。

臨床判讀還要留意測量範圍。裝置校正與驗證資料多集中在常見的血氧飽和度區間,當動脈血氧飽和度低於 80%時,讀值的準確度與可推論性較有限。異常血紅素也會改變光吸收,讓 SpO₂ 和真正的氧合狀態不一致。

選項分析

A. 運用 Lambert-Beer law:正確。脈搏血氧機比較紅光和紅外光的吸收變化,利用吸光度與吸收物質、光程等因素的關係,估算氧合血紅素比例。實際裝置還會經過動脈搏動訊號、校正曲線及演算法處理,但核心是差異吸收的光學測量。

B. 會受異常血紅素的影響:正確。Carboxyhemoglobin(一氧化碳血紅素)和 methemoglobin(變性血紅素)會吸收脈搏血氧機使用的波長,造成傳統裝置讀值偏離真正的氧合狀態。因此疑似一氧化碳暴露或變性血紅素血症時,應考慮共氧血紅素分析。

C. 可測量呼吸速率:錯誤。傳統脈搏血氧機主要估算氧合血紅素飽和度並偵測脈搏率,並不直接測量每分鐘呼吸次數。部分新型監測器可利用 photoplethysmography(光體積變化描記)波形的呼吸調制,透過額外演算法推估呼吸速率;這是特殊功能,不能當作標準脈搏血氧測定的基本能力。

D. 若血氧飽和度低於80%較不具有參考價值:正確。FDA 的脈搏血氧裝置性能資訊指出,裝置通常不會在動脈血氧飽和度低於 80%的範圍完成常規驗證,因此越接近此低飽和度區間,單一 SpO₂ 數值的不確定性越高。這不是說讀值完全沒有用,而是需要結合波形、臨床狀況及動脈血氣確認。

答案解析

答案為 C。脈搏血氧機的傳統核心任務是連續估算 SpO₂ 和脈搏率,不是直接測量呼吸速率。選項 C 之所以容易混淆,是因為現代監測設備可能從血氧波形推算呼吸速率;然而「可由特殊演算法推估」和「標準裝置直接測量」並不相同,考試所指的 pulse oximetry 應採後者。A 描述其光學基礎,B 說明異常血紅素造成的誤差,D 則提醒低飽和度區間的驗證限制,三者均符合脈搏血氧測定的原理與臨床使用情境。

核心知識點

  1. 脈搏血氧機以紅光/紅外光吸收差異估算 SpO₂,核心涉及 Lambert-Beer law。
  2. 標準輸出主要為 SpO₂ 與脈搏率;呼吸速率若能取得,多半是額外波形演算法的推估值。
  3. Carboxyhemoglobin 與 methemoglobin 可造成標準讀值失真。
  4. 低於 80%的血氧飽和度區間通常缺乏充分裝置驗證,不能過度解讀單一數值。
  5. 讀值異常或與臨床表現不一致時,應檢查波形、探頭及灌流,並以動脈血氣或適當檢驗確認。

參考資料

  1. Pulse Oximeter Basics
  2. Pulse Oximeter Accuracy and Limitations
  3. Pulse oximetry
  4. Respiratory rate from photoplethysmography
  5. Respiration signals from photoplethysmography