Đo oxy xung mạch (SpO2)

GIỚI THIỆU

Đo oxy xung mạch (SpO2) ước tính độ bão hòa oxy động mạch ngoại vi và được xem là dấu hiệu thay thế cho tình trạng oxy hóa mô. Phương pháp này hiện đã trở thành tiêu chuẩn trong đánh giá oxy hóa liên tục: không xâm lấn và thường được coi là "dấu hiệu sinh tồn thứ năm".

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG VÀ THIẾT BỊ

Đo oxy xung mạch sử dụng nguyên lý quang phổ để xác định tỷ lệ hemoglobin đã bão hòa oxy (tức hemoglobin được oxy hóa – oxyhemoglobin) trong máu động mạch ngoại vi. Thiết bị phát chùm ánh sáng ở hai bước sóng riêng biệt chiếu qua mô: một bước sóng nhằm tương tác chủ yếu với oxyhemoglobin, bước sóng còn lại nhằm tương tác với hemoglobin đã bị khử oxy (deoxyhemoglobin). Tỷ lệ hấp thụ ánh sáng giữa oxyhemoglobin và tổng lượng oxyhemoglobin cộng với deoxyhemoglobin được tính toán từ các phép đo hấp thụ và đối chiếu với các phép đo đã hiệu chuẩn trước đó về độ bão hòa oxy trong máu động mạch (SaO2) để suy ra giá trị ước tính độ bão hòa oxy động mạch ngoại vi (SpO2).

Định luật Beer-Lambert

Đo SpO2 ngoại vi dựa trên một biến thể của định luật Beer-Lambert. Định luật này mô tả rằng sự hấp thụ ánh sáng của một bước sóng nhất định đi qua một môi trường không hấp thụ, có chứa chất tan hấp thụ, sẽ tỷ lệ thuận với tích của nồng độ chất tan, độ dài đường đi của ánh sáng và hệ số tiêu hủy. Trong môi trường phòng thí nghiệm, định luật Beer-Lambert có thể áp dụng tương đối trực tiếp cho máy đo độ bão hòa oxy do độ dài đường đi ánh sáng đã biết và hemoglobin hiện diện trong dung dịch. Tuy nhiên, khi đo oxy xung mạch cần hiệu chỉnh để xử trí các trở ngại do ảnh hưởng từ mô và dòng có mạch (pulsatile flow). Việc hiệu chỉnh được thực hiện bằng cách đo độ hấp thụ ở hai bước sóng khác nhau: một bước sóng để phát hiện oxyhemoglobin và bước sóng còn lại để phát hiện deoxyhemoglobin.

Đầu dò

Đầu dò (Probes) của máy đo nồng độ oxy xung mạch bao gồm hai điốt phát sáng và một cảm biến quang (photodetector) – bộ phận chuyển đổi photon ánh sáng hoặc bức xạ thành tín hiệu điện.

Bộ phát (Emitters): Deoxyhemoglobin hấp thụ ánh sáng tối đa trong dải đỏ của quang phổ (600 đến 750 nm), trong khi oxyhemoglobin hấp thụ tối đa trong dải hồng ngoại (850 đến 1000 nm). Vì vậy, bộ phát tạo ánh sáng ở 660 nm và 940 nm để phát hiện tối ưu hai thành phần này.
Bộ dò (Detector): Bộ dò (còn gọi là cảm biến) tiếp nhận tín hiệu hấp thụ ánh sáng từ mô tiếp xúc; các tín hiệu sau đó được xử lý để xác định độ bão hòa (xem mục "Hiệu chuẩn và tính toán" bên dưới).

Nhìn chung, bộ phát và bộ dò được bố trí đối diện nhau qua mô tiếp xúc.

Các loại đầu dò oxy xung mạch

Các loại đầu dò oxy xung mạch

Các đầu dò thường được gắn ở mặt trước và mặt sau của ngón tay, ngón chân hoặc ở dái tai. Cánh mũi cũng có thể là vị trí lựa chọn. Đối với trẻ nhỏ (infants), đầu dò có thể được đặt ở lòng bàn tay, bàn chân, cánh tay, má, lưỡi, dương vật, mũi hoặc vách ngăn mũi. Đầu dò trán được thiết kế với bộ phát và bộ dò nằm cạnh nhau để đo độ bão hòa từ ánh sáng phản xạ trở lại (không phải xuyên qua) mô tiếp xúc. Các vị trí này được ưu tiên vì chứa mật độ mô mạch máu cao.

Mặc dù có nhiều loại đầu dò khác nhau, nhưng nhìn chung không có loại nào thể hiện ưu thế rõ ràng tuyệt đối. Khi bác sĩ lâm sàng không thu được kết quả đọc rõ ràng bằng một đầu dò, thường cần thử loại đầu dò khác (xem phần "Xử lý sự cố nguồn gốc gây ra lỗi" bên dưới).

Thời gian đáp ứng với những thay đổi trong quá trình oxy hóa thường bị chậm đối với đa số các đầu dò hiện có. Ví dụ, một số nghiên cứu cho thấy đầu dò tai và đầu dò trán đáp ứng nhanh hơn đầu dò ngón tay thông thường: đối với sự mất bão hòa, là 94 so với 100 giây; đối với sự gia tăng bão hòa, là 23 so với 29 giây.

Hiệu chuẩn và tính toán

Giá trị độ bão hòa được tính toán bởi bộ vi xử lý dựa trên các phép đo độ hấp thụ của oxyhemoglobin và deoxyhemoglobin trong mô. Các bộ phát được bật và tắt hàng trăm lần mỗi giây. Sự hấp thụ trong quá trình dòng có mạch (pulsatile flow) phản ánh các đặc điểm của máu động mạch cộng với nền mô và máu tĩnh mạch, trong khi sự hấp thụ trong quá trình dòng không có mạch (nonpulsatile flow) chỉ do mô nền và máu tĩnh mạch.

Nguyên lý của đo oxy xung mạch: hấp thụ ánh sáng

Nguyên lý của đo oxy xung mạch: hấp thụ ánh sáng
Sơ đồ này minh họa sự hấp thụ ánh sáng qua mô sống. Lưu ý rằng tín hiệu AC phát sinh từ thành phần xung mạch của máu động mạch, trong khi tín hiệu DC bao gồm toàn bộ các hấp thụ không có xung mạch trong mô: máu động mạch không có xung mạch, máu tĩnh mạch và mao mạch, cùng với tất cả các mô khác.

Trong quá trình dòng có mạch, sự hấp thụ ở hai bước sóng được chuẩn hóa bằng cách chia cho sự hấp thụ trong dòng không có mạch; các tỷ lệ thu được được đưa vào một thuật toán để bộ vi xử lý tạo ra giá trị bão hòa. Giá trị hiển thị là giá trị trung bình được tính dựa trên ba đến sáu giây trước đó. Ngoài SpO2 ngoại vi, nhiều máy đo oxy xung mạch còn hiển thị tốc độ mạch (tương tự tần số tim) và biên độ mạch tương đối.
Bộ vi xử lý của máy đo nồng độ oxy xung mạch được hiệu chuẩn bằng các bảng tham chiếu giữa các phép đo SaO2 thực tế, sử dụng phương pháp đo oxy đa bước sóng (co-oxymetry). Dữ liệu hiệu chuẩn được thu thập từ nghiên cứu ở các tình nguyện viên khỏe mạnh khi hít vào FiO2 giảm dần để tạo ra SaO2 trong khoảng từ 100 đến 75 phần trăm. Vì sẽ không phù hợp về mặt đạo đức nếu cố tình tạo độ bão hòa thấp hơn ở tình nguyện viên, nên các giá trị SaO2 dưới 75 phần trăm được lấy bằng cách ngoại suy từ dữ liệu thu được ở nhóm tình nguyện viên này. Các nhà sản xuất máy đo nồng độ oxy xung mạch tuyên bố rằng các giá trị báo cáo trong khoảng từ 70 đến 100 phần trăm là chính xác trong vòng 2 đến 3 phần trăm so với giá trị thực, tương ứng với các tiêu chuẩn của FDA. Trên thực hành, nhiều bác sĩ lâm sàng cho rằng ngưỡng chính xác có thể chấp nhận được là 80 phần trăm (thường tương ứng với PaO2 khoảng 50 mmHg ở pH là 7,4) và có thể thay đổi tùy thuộc vào kiểu máy đo oxy xung mạch được sử dụng.

ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM

Ưu điểm

Đo độ bão hòa oxy xung mạch có nhiều lợi thế hơn so với khám thực thể và so với xét nghiệm khí máu động mạch (ABG).

Nhanh: Có khả năng đánh giá nhanh chóng và tương đối chính xác mức độ oxy hóa, đặc biệt trong các tình huống khẩn cấp. Trên thực tế, rất khó đánh giá mức độ oxy hóa chỉ dựa vào khám thực thể; tím tái thường chỉ xuất hiện khi Deoxyhemoglobin đạt 5 g/dL, tương ứng với SaO2 khoảng 67%.
Không xâm lấn: Không có nguy cơ phát sinh từ việc chọc kim vào động mạch để lấy mẫu máu xét nghiệm như trong ABG.
Cung cấp dữ liệu liên tục: Cung cấp thông tin liên tục về độ bão hòa oxy nhằm thuận lợi cho việc điều chỉnh liệu pháp oxy theo mục tiêu.

Nhược điểm

Các hạn chế chủ yếu gồm:

Không phát hiện được tình trạng tăng Oxy máu đáng kể: Đo oxy xung mạch không thể phát hiện tăng Oxy máu ở mức đáng kể. Nguyên nhân do dạng cong phân ly oxy–hemoglobin: sự thay đổi lớn của PaO2 có thể không làm thay đổi SpO2 khi SpO2 đã tiến gần đến 100%. Do đó, ở người bệnh có nguy cơ tăng Oxy máu nặng, cần đo SaO2 bằng ABG.
Không đo được PaO2 (áp lực oxy động mạch): Đo oxy xung mạch không cung cấp PaO2; việc quá phụ thuộc vào SpO2 có thể bỏ sót thiếu oxy có ý nghĩa lâm sàng. PaO2 giảm mạnh không làm giảm tương ứng đáng kể SaO2 cho đến khi PaO2 đi vào phần dốc hơn của đường cong phân ly Oxy–hemoglobin ở PaO2 khoảng 60 - 70 mmHg. Điều này đặc biệt quan trọng ở người bệnh đang được bổ sung oxy.
Không đánh giá được tình trạng thông khí: Đo oxy xung mạch không đo PaCO2, là chỉ số phản ánh tình trạng thông khí. Ngoài ra, chỉ dựa vào SpO2 để theo dõi ở bệnh nhân tăng CO2 máu có thể gây hại do làm tăng độ bão hòa CO2 (tức tăng CO2 máu do oxy: trung tâm hô hấp nhạy cảm với O2 hơn CO2; khi đủ O2, trung tâm hô hấp sẽ điều chỉnh làm giảm thông khí, dẫn đến giảm đào thải CO2, đặc biệt ở bệnh nhân có ứ CO2 mãn tính, như COPD). Vì vậy, khi nghi ngờ tăng CO2 máu hoặc giảm thông khí, cần thực hiện xét nghiệm ABG hoặc có thể đánh giá thông khí thông qua đo thán đồ (Xem thêm "Theo dõi CO₂ (capnography và EtCO2)").

BIẾN CHỨNG

Do đặc tính không xâm lấn, các biến chứng tại chỗ khi sử dụng đo oxy xung mạch là cực kỳ hiếm gặp.

Chấn thương ngón tay.
Bỏng khi theo dõi SpO2 ở bệnh nhân chụp MRI: Biến chứng này được cho là do dòng điện cảm ứng dưới da từ cáp đo oxy xung mạch, hoạt động như một an-ten. Có thể phòng ngừa bằng cách tạm thời tháo đầu dò SpO2 trong khi chụp MRI.

ỨNG DỤNG

Đo oxy xung được chỉ định trong mọi bối cảnh lâm sàng có thể gặp tình trạng thiếu oxy máu. Các bối cảnh này bao gồm theo dõi bệnh nhân tại các khoa cấp cứu, phòng phẫu thuật, hệ thống dịch vụ y tế khẩn cấp (EMS), khu vực hồi phục sau phẫu thuật, phòng nội soi, phòng thí nghiệm ngủ và tập thể dục (nghiệm pháp gắng sức), phòng phẫu thuật miệng, phòng thông tim, các cơ sở thực hiện an thần còn ý thức, phòng chuyển dạ và sinh nở, đơn vị vận chuyển bệnh nhân liên cơ sở, cơ sở trên cao (so với mực nức biển), cơ sở y học hàng không vũ trụ và tại nhà bệnh nhân. Mặc dù đo độ bão hòa oxy xung mạch đã được sử dụng rộng rãi, giá trị của kỹ thuật này vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ do chưa có thử nghiệm nào chứng minh lợi ích thuyết phục đối với các kết cục có ý nghĩa trên lâm sàng (ví dụ: tử vong, nhồi máu cơ tim, phân bổ nguồn lực). Tuy vậy, các ví dụ về sử dụng thường quy phép đo độ bão hòa oxy xung mạch vẫn có một số giá trị thực hành, bao gồm:

Trong khoa chăm sóc tích cực nhi khoa (pICU), việc sử dụng đo độ bão hòa oxy xung mạch giúp giảm số lượng lấy khí máu, ngăn ngừa tình trạng tăng oxy và hạn chế thời gian điều trị oxy mà không làm tăng nguy cơ đối với kết cục của bệnh nhân.
Trong các khoa cấp cứu, các chỉ số đo độ bão hòa oxy xung mạch ban đầu ở trẻ em bị đợt cấp hen phế quản có thể dự đoán nhu cầu nhập viện. Một số nghiên cứu cho thấy việc sử dụng đo độ bão hòa oxy xung mạch cũng làm giảm số lượng lấy khí máu động mạch trong khoa chăm sóc đặc biệt và khoa cấp cứu.
Ở bệnh nhân sau phẫu thuật, đo độ bão hòa oxy xung mạch thường quy đã được chứng minh làm giảm nhu cầu kích hoạt đội phản ứng nhanh (RRT) và giảm việc chuyển đến ICU. Trong một thử nghiệm ngẫu nhiên trên 20.000 bệnh nhân trong giai đoạn phẫu thuật, việc sử dụng đo độ bão hòa oxy xung mạch liên quan đến tỷ lệ giảm oxy máu thấp hơn so với nhóm không sử dụng (0,4 so với 8 phần trăm).
Ở trẻ sơ sinh (newborns), đo độ bão hòa oxy xung mạch có giá trị như một xét nghiệm sàng lọc thường quy cho bệnh tim bẩm sinh ở bệnh nhân ngoại trú.
Đáp ứng y tế trong bối cảnh đại dịch bệnh do vi-rút corona 2019 (COVID-19) đã phát triển theo hướng bổ sung các ứng dụng mới cho phép đo độ bão hòa oxy xung mạch. Do nguồn lực chăm sóc sức khỏe ngày càng hạn chế, bao gồm cả giường bệnh, nhiều bệnh nhân COVID dương tính được quản lý tại nhà. Người bệnh có thể tương đối không có triệu chứng dù tình trạng tiến triển với thiếu oxy, từ đó tăng nguy cơ diễn tiến xấu đi nhanh chóng. Đo độ bão hòa oxy xung mạch được dùng để hỗ trợ quyết định nhóm bệnh nhân nhiễm nào có thể xuất viện an toàn khỏi khoa cấp cứu và nhóm nào đang được quản lý tại nhà cần đến khoa cấp cứu để đánh giá thêm và có thể nhập viện. Chỉ số đo độ bão hòa oxy xung mạch trong phạm vi 92 đến 96 phần trăm thường được sử dụng làm dấu hiệu cho thấy tình trạng oxy hóa đầy đủ ở nhóm bệnh nhân này. Tuy nhiên, do sự hiểu biết về sinh lý bệnh của nhiễm trùng vẫn đang được cập nhật nhanh chóng, kết quả đo độ bão hòa oxy xung mạch cần được xem xét trong bối cảnh đánh giá lâm sàng toàn diện của bệnh nhân. Việc triển khai mới theo dõi độ bão hòa oxy xung mạch tại nhà đối với các bệnh nhân COVID-19 đã xuất viện từ khoa cấp cứu nhằm xác định nhu cầu nhập viện.

DIỄN GIẢI KẾT QUẢ

Ở phần lớn bệnh nhân, độ bão hòa oxy ngoại vi đo bằng phương pháp đo oxy xung mạch (SpO₂) cung cấp thông tin phản ánh tình trạng oxy hóa mô một cách đáng tin cậy, từ đó giúp bác sĩ lâm sàng đánh giá và xử trí cho các bệnh nhân có nguy cơ thiếu oxy. Nguyên tắc chung là cần tập trung vào xu hướng oxy hóa. Khi điều trị bệnh nhân bằng bổ sung oxy trong tình trạng thiếu oxy máu, cần nhắm đến mục tiêu trong các mức mong muốn theo nguyên nhân cụ thể (xem thêm: liệu pháp oxy) đồng thời tránh ngộ độc oxy. Bác sĩ lâm sàng cũng cần nhận thức rõ các hạn chế và các nguồn sai số liên quan đến đo oxy xung mạch, và phải có ngưỡng thấp để lấy mẫu máu động mạch nhằm phân tích ABG.

Phân tích dạng sóng

Độ bão hòa oxy ngoại vi chỉ nên được diễn giải khi dạng sóng đo oxy xung mạch là bình thường. Dạng sóng điển hình của máy đo oxy xung mạch có hình ảnh vết khía (dicrotic notch), tức là một nét hướng lên thứ cấp trên đoạn đi xuống của đường biểu diễn xung mạch—phản ánh sự gia tăng ngắn và nhỏ của huyết áp động mạch khi van động mạch chủ đóng lại—đồng bộ với nhịp mạch (tần số tim) và có thể nhận thấy hoặc quan sát rõ.
Các dạng sóng không đầy đủ sẽ được trình bày ở phần dưới. (Xem "Dạng sóng không đầy đủ" bên dưới.)

Dạng sóng oxy xung mạch

Dạng sóng oxy xung mạch
Các tín hiệu xung mạch thường gặp trên máy đo oxy xung mạch.
(A)
Tín hiệu bình thường cho thấy dạng sóng sắc nét với một vết khía (dicrotic notch) rõ ràng.
(B)
Tín hiệu xung mạch khi tưới máu thấp cho thấy sóng sin điển hình.
(C)
Tín hiệu xung mạch với ảnh giả do nhiễu chồng lên nhau tạo ra hình dạng gồ ghề.
(D)
Tín hiệu xung mạch khi ảnh giả do chuyển động thể hiện sóng không ổn định.

Tương quan với độ bão hòa oxy máy động mạch (SaO2)

Đo độ bão hòa oxy xung mạch cung cấp ước tính về tỷ lệ hemoglobin bão hòa oxy (tức là SpO₂) chứ không phải là áp suất riêng phần của oxy trong máu động mạch (PaO₂). Với đa số bệnh nhân, khi SpO₂ đạt 90% trở lên, giá trị đo được thường nằm trong khoảng 2 đến 3% trên hoặc dưới mức tham chiếu của độ bão hòa động mạch thực tế (SaO₂). Tuy nhiên, độ chính xác sẽ giảm khi SaO₂ < 90% và đặc biệt kém tin cậy hơn khi dưới 80%. Vì vậy, SpO₂ kém tin cậy hơn ở các bệnh nhân nặng khi oxy hóa có thể thay đổi nhanh và mất bão hòa thường gặp. Cần lưu ý các khác biệt quan trọng giữa độ bão hòa oxy động mạch (SpO₂; SaO₂) và áp lực oxy động mạch (PaO₂):

SpO₂ và SaO₂ phản ánh cơ chế vận chuyển oxy chủ yếu đến mô ngoại vi (tức là, 98% hàm lượng oxy trong động mạch được vận chuyển bởi hemoglobin).
PaO₂ chỉ phản ánh tỷ lệ oxy hòa tan trong huyết tương (tức là 2% còn lại), thể hiện một phần nhỏ của cơ chế vận chuyển oxy. Mặc dù phân tích khí máu động mạch có thể đo độ bão hòa động mạch (SaO₂), PaO₂ thường được dùng để ước tính độ bão hòa oxyhemoglobin động mạch và hàm lượng oxy do các dạng oxy hòa tan và oxy gắn với hemoglobin ở trạng thái cân bằng. Tuy nhiên, những thay đổi về pH, nhiệt độ và nồng độ 2,3-diphosphoglycerate có thể làm thay đổi mối quan hệ PaO₂–SaO₂, từ đó dẫn đến sai lệch các tính toán về độ bão hòa oxyhemoglobin.

Đường cong phân ly Oxy-hemoglobin

Đường cong phân ly Oxy-hemoglobin
Đường cong phân ly oxy-hemoglobin biểu diễn tương quan giữa độ bão hòa oxy của hemoglobin trên một phạm vi áp lực (áp suất) oxy (PaO₂). Đường màu đen liền cho thấy đường cong của hemoglobin người trưởng thành bình thường (Hb A). Các điểm đáng chú ý trên đường cong bao gồm:

p50 — P50 là áp lực mà hemoglobin đạt 50% bão hòa (27 mmHg trên trục ngang).
Máu động mạch — Hemoglobin bão hòa khoảng 100% ở áp lực oxy là 100 mmHg.
Máu tĩnh mạch — Hemoglobin bão hòa khoảng 75%.

Các tình trạng làm dịch chuyển đường cong có thể ảnh hưởng đến việc cung cấp oxy cho các mô; các hiệu ứng này rõ rệt nhất khi PaO₂ thấp:

Dịch chuyển sang trái — Các tình trạng làm dịch chuyển đường cong sang trái (đường màu đỏ đứt nét) làm tăng ái lực oxy; hemoglobin giữ chặt oxy hơn và cung cấp ít oxy hơn cho các mô ở một mức PaO₂ động mạch nhất định. Đường cong dịch chuyển sang trái đối với HbF cho phép chuyển oxy từ tuần hoàn của mẹ sang tuần hoàn của thai nhi.
Chuyển dịch sang phải — Các tình trạng làm dịch chuyển đường cong sang phải (đường màu xanh đứt nét) làm giảm ái lực oxy; hemoglobin giữ oxy kém chặt chẽ hơn và cung cấp nhiều oxy hơn cho các mô ở một mức PaO₂ động mạch nhất định. (*) Các sắt heme của methemoglobin không liên kết với oxy, nhưng chúng làm tăng ái lực oxy của sắt heme bình thường trong hemoglobin ở động vật có vú (tetramer), từ đó dịch chuyển đường cong sang trái. Với mức độ methemoglobin cao, độ bão hòa oxy sẽ thấp đối với PaO₂ sinh lý do sắt heme không liên kết được với oxy, dẫn đến dịch chuyển đường cong sang phải.

Độ bão hòa oxy tối ưu

Không có một mức độ bão hòa oxy tối ưu nào mà dưới ngưỡng đó chắc chắn xảy ra thiếu oxy mô, do thiếu oxy ở cấp độ mô và tế bào phụ thuộc vào nhiều biến số (nhiệt độ, độ pH, lưu lượng máu mô). Vì vậy, chưa có sự thống nhất về mức nào được xem là đo oxy xung mạch bình thường hay bất thường. Tuy nhiên, ở mực nước biển, chúng tôi và các chuyên gia khác coi độ bão hòa oxy khi nghỉ ngơi ≤95 % hoặc mất bão hòa oxy khi gắng sức ≥5 % là bất thường. Dù vậy, không nên đánh giá riêng rẽ các giá trị này; cần xem xét xu hướng độ bão hòa oxy và bệnh lý tiềm ẩn. Ví dụ:

Độ bão hòa oxy khi nghỉ ngơi là 96% có thể được coi là bất thường nếu trước đó bệnh nhân có độ bão hòa oxy khi nghỉ ngơi là 99%.
Mức mục tiêu từ 88 đến 92% có thể đủ ở bệnh nhân bị đợt cấp bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD) kèm tăng CO₂ mạn tính. Ngược lại, độ bão hòa mục tiêu >95% có thể được xem là tối ưu ở phụ nữ mang thai bị hội chứng suy hô hấp cấp tính. (Xem thêm "Đợt cấp COPD".)

Tương tự, không có mức bão hòa oxy tối ưu nào mà trên đó chắc chắn gây tăng oxy mô, vì không thể đánh giá tình trạng tăng oxy bằng đo oxy xung mạch hoặc phân tích khí máu động mạch. Do đó, bác sĩ lâm sàng cần chuẩn độ oxy theo nguyên nhân cụ thể và đồng thời cố gắng tránh mọi khả năng lý thuyết dẫn đến thiếu oxy mô. Ví dụ:

Ở bệnh nhân bị đợt cấp COPD kèm tăng CO₂ mạn tính, việc nhắm mục tiêu nồng độ ≥92% có thể làm tăng nặng tình trạng tăng CO₂, trong khi bệnh nhân bị ngộ độc carbon monoxide (CO) hoặc thuyên tắc khí cần được điều trị bằng oxy 100% hoặc oxy cao áp để loại bỏ CO hoặc khí.
Độc tính oxy, đặc biệt ở trẻ sơ sinh non tháng, có thể được hạn chế bằng cách chuẩn độ oxy đến mức SpO₂ là 90%, thường phản ánh PaO₂ khoảng 60 mmHg ở độ pH là 7,4.

XỬ LÝ SỰ CỐ NGUỒN GÂY RA LỖI

Đo độ bão hòa oxy xung mạch (SpO2) có thể bị ảnh hưởng bởi các nguồn gây sai số liên quan đến bệnh nhân và yếu tố nhân tạo. Biện pháp phòng ngừa hữu hiệu nhất để hạn chế lỗi là duy trì mức độ nghi ngờ cao. Khi có nghi ngờ về kết quả đo độ bão hòa oxy xung mạch, nhân viên y tế có thể thực hiện kiểm tra đảm bảo chất lượng nhanh bằng cách gắn đầu dò vào ngón tay của chính mình, càng gần vị trí ban đầu của bệnh nhân càng tốt; mục tiêu là loại trừ khả năng kết quả bất thường do lỗi thiết bị. Sau đó, bác sĩ lâm sàng cần rà soát các nguồn sai số tiềm ẩn khác; đa số tình huống có thể xử trí một cách dễ dàng.

Các nguyên nhân và các khắc phục lỗi đọc sai oxy xung mạch
Vấn đề và lỗi tiềm ẩn	Giải pháp
Dạng sóng không đủ
Đặt đầu dò không đúng	Định vị lại đầu dò, thay đổi vị trí đo
Ảnh giả do chuyển động hoặc do nhiễu	Định vị lại đầu đò, thay đổi vị trí đo
Giảm tưới máu	Định vị lại đầu đò, thay đổi vị trí đo, làm ấm
Hạ thân nhiệt	Sử dụng đầu dò tai hoặc trán, làm ấm
Sắc tố da	Xét nghiệm ABG
Sai trong đọc oxy xung mạch bình thường hoặc cao
Carboxyhemoglobin (ví dụ: ngộ độ CO)	Đo oxy đa bước sóng (Co-oximetry)
HbA1C(Glycohemoglobin A1C) ở mức cao	Xét nghiệm ABG
MetHb, SulfHb *()**	Đo oxy đa bước sóng (Co-oximetry) với MetHb, phân tích sinh hóa (SulfHb)
Ánh sáng xung quanh	Loại bỏ nguồn ánh sáng xung quanh
Sắc tố da	Xét nghiệm ABG
Sai trong đọc oxy xung mạch thấp
Dạng sóng không đủ	Định vị lại đầu dò, thay đổi vị trí đo
MetHb *()**	Đo oxy đa bước sóng (Co-oximetry)
SulfHb *()**	Phân tích sinh hóa
HbS và các dạng Hb bất thường di truyền	Đo nồng độ HbS và Hb bất thường
Thiếu máu nặng	Xét nghiệm ABG
Xung mạch hoặc sung huyết tĩnh tĩnh	Nới lỏng đầu dò, định vị lại bệnh nhân hoặc đầu dò, xét nghiệm ABG
Ánh sáng xung quanh	Loại bỏ nguồn ánh sáng xung quanh
Sơn móng tay	Loại bỏ sơn hoặc thay đổi vị trí đo
Thuốc nhuộm thiết yếu	Thường thoáng qua, xét nghiệm ABG

ABG: khí máu động mạch; MetHb: methemoglobin; SulfHb: sulfhemoglobin; HbS: hemoglobin hình liềm; Hb: hemoglobin; SpO ₂: độ bão hòa oxy động mạch ngoại vi; SaO ₂: độ bão hòa oxy động mạch thực sự.
(*) Trong những tình trạng này, SpO ₂ thấp; khi nồng độ MetHb hoặc SulfHb tăng nhẹ, SpO ₂ ước tính thấp SaO ₂, nhưng khi nồng độ cao, SpO ₂ tự động có xu hướng hướng tới 85% khiến đo oxy xung mạch có thể đánh giá cao SaO ₂.

Dạng sóng không đủ

Dạng sóng của máy đo oxy xung mạch bình thường có dạng vết khía (dicrotic notch) tương tự dạng sóng động mạch. Dạng sóng được coi là không đầy đủ khi vết khía bị mất (ví dụ, biên độ thấp hoặc không ổn định). Do tín hiệu kém, nhiều lý do gây ra dạng sóng không đầy đủ (ví dụ, giảm tưới máu) cũng sẽ dẫn đến kết quả đọc thấp một cách sai lầm.

Đặt đầu dò không đúng

Đặt đầu dò không đúng cách có thể xảy ra trong nhiều tình huống và thường liên quan đến việc mất biên độ của dạng sóng (tức là biên độ đo oxy xung mạch giảm hoặc phẳng):

Định vị không đúng hoặc gắn kết kém vào da có thể dẫn đến kết quả đọc sai cao hoặc thấp (ánh sáng từ chỉ một trong hai điốt chiếu sáng đi qua mô).
Một vấn đề tương tự có thể xảy ra ở trẻ nhỏ (infant) và trẻ em nhỏ (small children) vì kích thước nhỏ của ngón tay hoặc các mô khác có thể dẫn đến sự khác biệt về độ dài đường đi của một nguồn sáng so với nguồn sáng khác.
Nhiều vấn đề trong số này có thể được giải quyết bằng cách đảm bảo đầu dò được gắn đúng cách với các nguồn sáng và bộ dò đối diện nhau theo đường dẫn không tiếp tuyến (ví dụ: chuyển sang một ngón tay/chân đặt riêng biệt hoặc sử dụng đầu dò khác như đầu dò tai hoặc trán).
Việc đặt cảm biến ở cùng một chi với vòng bít đo huyết áp hoặc đường động mạch (art line) có thể gây ra đọc kết quả sai và nên tránh.

Ảnh giả do chuyển động hoặc nhiễu

Tỷ lệ tín hiệu kém đến nhiễu sẽ gây ra hiện tượng nhiễu tín hiệu và sai lệch đọc kết quả đo độ bão hòa oxy xung mạch thấp hơn. Điều này thường là kết quả của chuyển động do run rẩy, hoạt động co giật, áp lực tác động lên cảm biến hoặc vận chuyển bệnh nhân bằng xe cứu thương hoặc trực thăng.
Dạng sóng thường sẽ xuất hiện không ổn định và mất đi hình dạng bình thường.
Các máy đo độ bão hòa oxy xung mạch mới hơn dường như ít bị ảnh hưởng bởi hiện tượng nhiễu do chuyển động.

Giảm tưới máu

Đọc kết quả đo độ bão hòa oxy xung mạch có thể thấp giả do tín hiệu bị lỗi trong bối cảnh mất ổn định huyết động hoặc tưới máu chi kém do chi bị nâng cao, co mạch hoặc bệnh mạch máu ngoại vi.
Ở người lớn, độ chính xác của máy đo oxy xung mạch tiêu chuẩn giảm đáng kể khi huyết áp tâm thu giảm xuống dưới 80 mmHg, thường dẫn đến việc ước tính thấp độ bão hòa oxy động mạch thực tế (SaO ₂). Cả mức thấp giả và mức tăng giả đều đã được báo cáo ở bệnh nhân nhiễm trùng huyết. Việc định vị lại đầu dò hoặc sử dụng vị trí thay thế (thay đổi vị trí đo) có thể hữu ích.
Có dữ liệu mâu thuẫn về tính ưu việt của đầu dò trán so với đầu dò ngón tay trong tình trạng giảm tưới máu; do đó việc chuyển từ loại đầu dò này sang loại đầu dò khác là phù hợp khi nghi ngờ có dấu hiệu không đầy đủ do giảm tưới máu. Khi có nghi ngờ, nên tiến hành lấy khí máu động mạch (ABG).

Hạ thân nhiệt

Hạ thân nhiệt có thể ảnh hưởng đến kết quả đo oxy xung mạch do liên quan đến co mạch ngoại vi và rét run. Điều này có thể góp phần làm chậm trễ quá trình nhận biết tình trạng thiếu oxy cấp tính, đặc biệt nếu sử dụng đầu dò ngón tay.
Bệnh nhân hạ thân nhiệt nên được theo dõi bằng đầu dò tai hoặc trán, ít có khả năng làm chậm trễ quá trình nhận biết tình trạng mất bão hòa cấp tính. Làm ấm sẽ khắc phục được vấn đề này.

Sai trong đọc bình thường hoặc cao

Carboxyhemoglobin (COHb)

Carboxyhemoglobin hấp thụ một lượng ánh sáng ở bước sóng 660 nm gần bằng oxyhemoglobin. Do đó, kết quả đo độ bão hòa oxy xung mạch phản ánh tổng không chính xác của oxyhemoglobin và carboxyhemoglobin.

Tác dụng của carboxyhemoglobin lên độ bão hòa oxy được đo bằng phương pháp đo oxy xung mạch

Tác dụng của carboxyhemoglobin lên độ bão hòa oxy được đo bằng phương pháp đo oxy xung mạch
SpO ₂ và Co-oxymetry(đo oxy đa bước sóng đồng thời) so với carboxyhemoglobin (COHb) ở FiO ₂ = 100%. SpO ₂ liên tục ước tính quá cao độ bão hòa O ₂ khi có COHb. Ở COHb = 70%, SpO ₂ vẫn xấp xỉ 90%, trong khi oxyhemoglobin thực tế đã giảm xuống còn 30%.

Do sự can thiệp của nồng độ cao carboxyhemoglobin từ ngộ độc carbon monoxide (CO) hoặc ở những người hút thuốc lá nặng, mãn tính, kết quả đọc độ bão hòa oxy xung mạch bình thường giả tạo có thể che lấp tình trạng mất bão hòa oxy động mạch đe dọa tính mạng. Đo áp lực oxy động mạch (PaO ₂) có xu hướng bình thường vì PaO ₂ phản ánh O ₂ hòa tan trong máu và quá trình này không bị ảnh hưởng bởi CO. Ngược lại, O ₂ liên kết với hemoglobin (thường chiếm 98% hàm lượng O ₂ động mạch) giảm mạnh khi có carboxyhemoglobin.

Trong những trường hợp như vậy, bất cứ khi nào nghi ngờ carboxyhemoglobin máu, khuyến cáo sử dụng Co-oxymetry (không phải đo oxy xung mạch) để đo nồng độ carboxyhemoglobin. Mặc dù một số máy đo oxy xung mạch mới hơn có thể phát hiện carboxyhemoglobin, nhưng chúng đắt tiền, ít được nghiên cứu và không có sẵn trên toàn thế giới.

Glycohemoglobin A1C (HbA1C)

Nồng độ Glycohemoglobin A1c > 7% ở bệnh nhân tiểu đường type 2 với kiểm soát glucose kém đã được chứng minh là dẫn đến việc ước tính quá cao độ bão hòa oxy động mạch (SaO ₂) bằng phương pháp đo oxy xung mạch. Điều này có thể là do ái lực oxy của hemoglobin tăng lên.
Tuy nhiên, theo kinh nghiệm của chúng tôi, hầu hết bệnh nhân tiểu đường có thể được theo dõi bằng phương pháp đo oxy xung mạch, nhưng nếu có nghi ngờ, có thể cần phân tích ABG.

Sắc tố da

Một số nghiên cứu cho thấy sắc tố da ở người có tông màu da sẫm hơn bị ước tính mức oxy hóa máu cao hơn, dẫn đến "tình trạng thiếu oxy ẩn dấu". Do đó, nếu lo ngại rằng sắc tố da ảnh hưởng đến các kết quả đo độ bão hòa oxy trong máu, cần phải thực hiện ABG.
Máy đo nồng độ Oxy với băng thông quang phổ hẹp để phát ra ánh sáng có thể cải thiện hiệu suất ở những bệnh nhân có tông màu da sẫm hơn, nhưng cần có thêm dữ liệu nghiên cứu.

Sai trong đọc thấp

Methemoglobin (MetHb)

Methemoglobin hấp thụ ở cả 660 và 940 nm. Nên nghi ngờ methemoglobin máu ở những người bị tím tái và PaO ₂ bình thường.
Lên đến mức methemoglobin là 20%, SaO ₂ giảm khoảng một nửa tỷ lệ phần trăm methemoglobin. Ở mức methemoglobin cao hơn, SaO ₂ có xu hướng hướng tới 85% bất kể tỷ lệ phần trăm oxyhemoglobin thực sự là bao nhiêu, do đó dẫn đến việc ước tính quá cao hoặc quá thấp SaO ₂ thực sự. Khi nghi ngờ methemoglobinemia, nên sử dụng Co-oxymetry(máy đo oxy đa bước sóng) để xác định chính xác mức methemoglobin.

Sulfhemoglobin (SulfHb)

Sulfhemoglobin hấp thụ ở 660 nm, tương tự như oxyhemoglobin. Độ hấp thụ của nó ở 940 nm chưa được biết. Sulfhemoglobinemia thường do uống phải thuốc oxy hóa (ví dụ, dapsone, sulfonamid, metoclopramide, nitrat). Bệnh nhân biểu hiện theo cách tương tự như những người mắc bệnh methemoglobin máu (tím tái và PaO ₂ bình thường).
Tuy nhiên, không giống như methemoglobin, sulfhemoglobin làm dịch chuyển đường cong phân ly hemoglobin-oxy sang phải, do đó "dỡ bỏ" oxy ở ngoại vi sao cho các tác dụng phụ không đáng kể về mặt lâm sàng như với bệnh methemoglobin máu. Nồng độ cao có thể làm giảm SpO ₂ một cách sai lệch, có xu hướng hướng tới 85% tương tự như bệnh methemoglobin. Tuy nhiên, đo Co-oximetry đa bước sóng không phân biệt chính xác bệnh này với bệnh methemoglobin.
Nếu nghi ngờ, cần phải tiến hành xét nghiệm sinh hóa chuyên biệt có sẵn tại một số trung tâm bị giới hạn. Trong khi xét nghiệm đang diễn ra, tác nhân gây hại nên được dừng lại, nếu khả thi. Bệnh nhân không đáp ứng với liệu pháp xanh methylen (tức là liệu pháp điều trị bệnh methemoglobin huyết) cũng có thể là một manh mối chẩn đoán.
Không có thuốc giải độc nào được biết đến, tuy nhiên, các trường hợp nghiêm trọng có thể đáp ứng với truyền máu trao đổi(thay máu).

Hemoglobin hình liềm

Bệnh nhân mắc bệnh hồng cầu hình liềm có nguy cơ bị thiếu oxy máu do một số biến chứng về phổi.
Hemoglobin hình liềm thường tạo ra các chỉ số đo oxy xung mạch tương tự như hemoglobin bình thường. Các trường hợp hiếm gặp về các chỉ số tăng cao giả tạo và thấp giả tạo đã được báo cáo, đặc biệt là trong các cơn tắc mạch (có lẽ do giảm tưới máu).
Tuy nhiên, nhìn chung, sự khác biệt giữa các kết quả đo SaO ₂ và SpO ₂ không có ý nghĩa lâm sàng. Khi nghi ngờ hoặc nghi ngờ tình trạng thiếu oxy máu, cần phải thực hiện ABG.

Các dạng di truyền của Hemoglobin bất thường

Các dạng di truyền của hemoglobin(Hb) bất thường rất hiếm nhưng đã được báo cáo là dẫn đến kết quả đọc SpO ₂ thấp giả tạo (ví dụ, Hb Lansing, Hb Bonn, Hb, Koln, Hb Hammersmith và Hb Cheverly).

Thiếu máu nặng

Các nghiên cứu trong ống nghiệm(in vitro) và trên động vật cho thấy rằng các chỉ số đo độ bão hòa oxy xung mạch có thể bị ảnh hưởng bởi nồng độ hemoglobin giảm mạnh. Trong cơ thể sống(in vivo), nồng độ hemoglobin thấp dường như gây ra các chỉ số thấp giả tạo khi SaO ₂ dưới 80%.
Tuy nhiên, tác động này không có ý nghĩa lâm sàng cho đến khi mức hemoglobin(Hb) < 5 g/dL.

Sung huyết tĩnh mạch

Sung huyết tĩnh mạch do van ba lá chức năng không đủ hoặc bệnh cơ tim có thể tạo ra kết quả đọc SaO ₂ thấp giả do tạo ra các xung mạch tĩnh mạch. Điều này là do thiết bị phát hiện máu tĩnh mạch ít oxy, có xung mạch tĩnh mạch như một phần của mẫu động mạch, do đó ước tính thấp SaO ₂ thực tế.
Xung mạch tĩnh mạch có thể xảy ra khi đầu dò dính quá chặt quanh ngón tay dẫn đến kết quả đọc thấp giả. Tương tự như vậy, xung mạch tĩnh mạch cũng có thể xảy ra khi đầu dò ở vị trí bị phụ thuộc (ví dụ, đầu dò trán ở bệnh nhân ở tư thế Trendelenburg) và hiếm khi xảy ra ở bệnh nhân có shunt động mạch tĩnh mạch.
Khi nghi ngờ có xung mạch tĩnh mạch, cần nới lỏng đầu dò, định vị lại đầu dò hoặc bệnh nhân và/hoặc lấy khí máu động mạch (ABG).

Sơn móng tay

Việc sử dụng sơn móng tay có khả năng ảnh hưởng đến đọc độ bão hòa oxy xung mạch nếu sơn móng tay hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 660 nm và/hoặc 940 nm. Một nghiên cứu ban đầu về những người tình nguyện sơn móng tay màu đen, xanh lá cây và xanh lam cho thấy SaO ₂ giảm lần lượt là 3, 5 và 6%. Các thiết bị mới hơn dường như ít bị ảnh hưởng hơn, với mức giảm SpO ₂ lớn nhất được tìm thấy ở những người sơn móng tay màu đen, xanh lam, nâu hoặc tím. Nhiều khả năng những mức giảm này không có ý nghĩa lâm sàng.
Có thể tránh được vấn đề này bằng cách gắn đầu dò vào ngón tay theo chiều ngang(2 bên ngón tay), thay vì theo hướng lưng-bụng (ví dụ: đo một lần tại cơ sở ngoại trú) hoặc loại bỏ sơn móng tay (ví dụ: bệnh nhân trong khoa chăm sóc đặc biệt). Cũng có thể sử dụng một vị trí thay thế (ví dụ: dái tai, trán hoặc ngón chân nếu không có sơn móng tay tương tự trên ngón chân).
Móng tay acrylic nhân tạo cũng có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của đọc oxy xung mạch, tùy thuộc vào thiết bị được sử dụng. Vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách gắn đầu dò theo chiều ngang, sử dụng vị trí thay thế hoặc tháo một trong những móng tay acrylic bằng cách ngâm trong axeton.

Thuốc nhuộm(bắt màu) thiết yếu

Thuốc nhuộm thiết yếu, chẳng hạn như xanh(blue) methylene (được sử dụng để điều trị bệnh methemoglobin máu, hoặc trong quá trình cắt polyp nội soi), xanh lá cây(green) indocyanine (được sử dụng để đo lưu lượng tim, để chụp động mạch mắt hoặc để đo lưu lượng máu gan), fluorescein (chụp động mạch mắt) và xanh(blue) isosulfan (được sử dụng trong khi phẫu thuật để đánh dấu khối u vú và u hắc tố), có thể gây ra kết quả đọc độ bão hòa oxy xung mạch thấp một cách sai lầm do hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 660 nm hoặc 940 nm. Xanh(blue) methylene có tác động lớn nhất vì nó hấp thụ đáng kể ở bước sóng 670 nm.
Tuy nhiên, những tác động này có xu hướng thoáng qua và nhanh chóng biến mất khi thuốc nhuộm được pha loãng và chuyển hóa.

Các nguyên nhân khác

Tất cả các nguyên nhân gây ra tín hiệu không đầy đủ như nhiễu tín hiệu do chuyển động, vị trí đầu dò không tốt, tình trạng giảm tưới máu và hạ thân nhiệt đều có thể dẫn đến kết quả đọc thấp.
Hemoglobin thai nhi cho kết quả đọc độ bão hòa oxy xung mạch không thể phân biệt được về mặt lâm sàng với hemoglobin của người lớn, do đó, chỉ số đo độ bão hòa oxy xung mạch ở trẻ sơ sinh(newborn) cũng đáng tin cậy như ở SpO ₂ người lớn.

MÁY ĐO OXY ĐA BƯỚC SÓNG ĐỒNG THỜI (CO-OXIMETRY)

Các dạng hemoglobin bất thường hoặc các biến thể hemoglobin có thể gây sai số khi đo oxy bằng xung mạch nếu đặc tính hấp thụ ánh sáng của chúng tương đồng với đặc tính hấp thụ của oxyhemoglobin hoặc deoxyhemoglobin. Các máy đo oxy xung mạch thông thường thường sử dụng hai điốt chiếu sáng, chỉ đủ khả năng phát hiện hai thành phần là oxyhemoglobin và deoxyhemoglobin, do đó không nhận diện được các dạng bất thường khác của hemoglobin. Ngược lại, các máy đo oxy đa bước sóng đồng thời (co-oxymeters) dùng một số bước sóng ánh sáng thay vì chỉ hai bước sóng (ví dụ: 4 đến 8 bước sóng). Nhờ vậy, hệ thống có thể phát hiện đồng thời oxyhemoglobin, deoxyhemoglobin, carboxyhemoglobin và methemoglobin. Để thực hiện đo bằng co-oximetry, cần có mẫu máu động mạch toàn phần và yêu cầu phòng xét nghiệm chuyên biệt nhằm bảo đảm việc định lượng đúng các thành phần hemoglobin gây nhiễu.

Tài liệu tham khảo

Pulse oximetry. Topic 1612 Version 40.0. Uptodate 2025
Pulse Oximetry. What is CO-oximetry? Open Critical Care