是麻醉学提供者猜测好吗?心率和血氧饱和度估算在仿真环境中

文摘

背景。麻醉提供者可能需要解释生命体征监控基于听觉信号的输出,在多任务的背景下在手术室。本研究旨在评估不同的麻醉提供者的能力估计心率和血氧饱和度在仿真环境。方法。六十麻醉提供者(居民,麻醉护士和麻醉师)进行了研究。四个场景安排在模拟环境中。两个基线场景和没有波形直观教具,和两个场景变化的心率和/或氧饱和度被用来评估参与者所做的估计的准确性。结果。当心率的精确的阈值被设定为每分钟少于5次,供应商只有一个正确的估计在两个基线与视觉辅助设置(和0.2237)。麻醉提供者往往低估了心率增加。供应商未能准确地估计氧饱和度有或没有视觉援助(和0.0105,分别)。记录设置的变化显著影响心率估计的准确性( ),和不同经验水平的影响估计精度( )。结论。麻醉提供者的能力有不同程度的经验评估基线和心率和血氧饱和度的变化是不令人满意的,特别是当血氧饱和度下降和心动过缓共存,当多年的经验较少。

1。背景

麻醉学提供者照顾病人,同时执行多个任务。在这种情况下,依赖生命体征监测是至关重要的,以避免错误1]。生命体征监测协助麻醉提供者执行复杂的决策过程,同时,提醒临床医生可能危及生命的事件可能发生在执行程序。注意力在麻醉是至关重要的,缺乏监控警惕通常被认为是一个因素与关键事件在麻醉实践(2]。脉搏血氧测量监控产量的关键信息对病人护理的血氧饱和度和心率的组合集成体积描记法。目前,这个监视器被认为是标准治疗在麻醉实践(3]。脉氧仪获得的数据显示视觉和声音形式。结果是一个连续的数值映射相关综合听觉维度。可视化的信息从脉搏血氧计,获得一个方法来表示数据的声音,声音提示信号的形式交付血氧饱和度的变化(4]。因此,血氧饱和度值的变化被视为可变螺距音调。同时,输出的音调提供信息关于心率和节奏。

麻醉医师认为生理参数的变化基于听觉信息传达的脉搏血氧计。动态的饱和度下降使供应商能够迅速回应一个临床问题。然而,临床医生有困难识别特定的血氧饱和度值(仅凭听觉语气5]。从业者能够探测方向和音高差异二次氧饱和度下降,但不会改变或绝对饱和度的大小比例数字。此外,当前的脉搏血氧仪的声学特性不是标准化在制造商和模型6]。新一代显示器配有增强听觉显示提高声音感知,促进临床判断输出的(7]。心率信息不断监视器上显示脉搏血氧测量与合理的准确性8]。研究解决的解释的心率音调和音高由临床医生稀缺线索。

我们提出本研究来测试假设麻醉提供者的能力和不同的经历来检测血氧饱和度和心率变化的变化是不满意,这种歧视性的能力更少多年的经验。

2。方法

机构董事会审查批准后的奥古斯塔大学六十麻醉学提供者(居民,护士麻醉师和麻醉医师)被邀请参加这项研究。这项研究符合美国心理协会道德规范。听觉的限制或障碍被排除在外。参与者表示他们自愿签署university-approved意图参与知情同意文件。每个参与者都计算在一个安静的房间,不同的播放音频剪辑的音调和氧饱和度(补充材料(可用在这里))。录音的音频片段包含一系列从人类获得病人模拟器(CAE医疗、蒙特利尔,魁北克,加拿大)连接到一个飞利浦MMS IntelliVue X2(飞利浦医疗系统,BG埃因霍温,荷兰),Nellcor™床边呼吸道病人监护系统PM1000N(美敦力公司,明尼阿波利斯,美国)。

四个场景。场景作为基线,组成的心率每分钟70次,血氧饱和度100%,没有视觉援助(波形和数值)。在场景B,进步的心率每分钟增加5次每三秒从基线发生稳定的氧饱和度为100%。场景C是一个基线场景具有相同参数的场景,外加直观教具(波形)。情形D基线值每分钟60次用于心率和血氧饱和度为97%,其次是同步下降,心率和血氧饱和度。利率的降低这些变量每分钟五次每三秒和2%每三秒,分别。这一系列记录在下列顺序排列顺序:A, B, C, B, A, D, C, D .我们评估参与者检测精度基线值和变量的变化在传导的四个场景。

2.1。统计分析

所有统计分析使用SAS 9.4 (SAS研究所有限公司卡里,数控,美国)。统计学意义是评估一个α水平0.05除非另有注明。描述性统计的60参与者决定在每个级别的培训经验。单向方差分析被用来比较不同级别之间的年龄分布,和卡方测试被用来比较性别的分布和音乐体验。一个示例t测试进行估计之差的绝对值和真正的心率、血氧饱和度值在不同的记录(Estimation-True值)设置确定估计是否准确。心率的估计,一个绝对值每分钟在5次被认为是准确的。血氧饱和度的偏移值低于2%被认为是准确的。重复测量混合模型被用来研究之间的差异的不同设置记录心率和血氧饱和度的精度估计。每个模型包括固定记录设置的影响,视觉援助和训练水平,以及超预算三因子之间的交互记录设置,直观教具和训练水平。使用一个非结构化的相关结构。事后两两对比不同的记录设置有或没有确定视觉教具使用Bonferroni调整总体α水平控制的数量比较。

3所示。结果

六十麻醉学与平均年龄为33.4±8.54提供者被招募。人口特征显示在表中1。不同年龄不同层次的培训经验检测( ),参加集团的麻醉医师是最古老的。性别分布也不同在不同水平的经验( )。28岁女性中提供者,护士麻醉师(CRNA)代表了最大比例(60.71%),而在32男提供者,三年级麻醉居民(CA3)代表了最大比例(50.00%)。之前没有显著差异在不同群体之间的音乐体验。


	整体	参加(N= 10)	居民(N= 23)	CRNA (N= 20)	实习生(N= 7)	价值

N(%)	60 (100)	10 (16.67)	23日(38.33)	20 (33.33)	7 (11.67)
年龄,意味着(SD)	33.4 (8.54)	45.8 (10.04)	33.3 (3.82)	37.1 (8.87)	31.0 (6.51)	0.0001
性别、N(%)						0.0002
女	28日(46.67)	2 (7.14)	7 (25.00)	17 (60.71)	2 (7.14)
男性	32 (53.33)	8 (25.00)	16 (50.00)	3 (9.38)	5 (15.63)
音乐经验,N(%)						0.5894
是的	17 (28.33)	2 (11.76)	9 (52.94)	5 (29.41)	1 (5.88)
没有	43 (71.67)	8 (18.60)	14 (32.56)	15 (34.88)	6 (13.95)

单向方差分析。卡方测试。SD,标准偏差;CRNA,护士麻醉师。

避免过高的薪酬低估,我们估计的准确性决定使用真值之差的绝对值和估计价值(表2)。一般来说,供应商的评估心率并不令人满意。当心率的精确的阈值被设定为每分钟少于5次,供应商只有一个正确的估计在两个基线与视觉辅助设置(和0.2237)。氧饱和度的阈值来评估准确性估计任意设定在2%,因为这项研究是通过改变百分比减少下降2%为每个新心率的变化。如图1,麻醉提供商似乎倾向于低估或高估时心率增加。氧饱和度估算,数据显示,供应商做的不错时饱和一直稳定在100%稳定或增加心率。然而,当氧饱和度降低心率的下降,供应商未能准确地估计它有或没有视觉援助(和0.0105,分别)(表3和图2)。


设置	心率差的绝对值			血氧饱和度的绝对值
设置	的意思是	SD	价值	的意思是	SD	价值

场景的第一次尝试	6.2	4.88	0.0274	1.6	1.97	0.9397
情形B后	21.5	10.84	< 0.0001	2.1	2.49	0.3590
情形C第一次尝试	5.8	8.35	0.22	2.2	2.42	0.3165
情形B C后	22.5	11.66	< 0.0001	2.2	2.59	0.3101
场景中第二次尝试	6.9	5.15	0.003	2.6	5.00	0.1918
情形D后	9.1	7.30	< 0.0001	3所示。6	6.33	0.0276
情形C第二次尝试	5.5	4.89	0.2237	3所示。1	2.75	0.0015
情形D C后	9.2	8.42	0.0002	3所示。7	5.56	0.0105

一个示例t测试的零假设u≤5。一个示例t测试的零假设u≤2。SD;标准差。

(一)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(g)

(h)


效果	场景	视觉教具	经验水平	音乐体验	调整LS的意思	SE	F	价值

设置	场景一				−1.1	1.20	158.12	< 0.0001
	情形B				−21.6	1.20
	情形C				−1.2	1.20
	情形D				−0.5	1.2

视觉教具		情形C			−5.7	1.05	0.79	0.3760
视觉教具		场景一			−6.5	1.05	0.79	0.3760

经验水平			参加		−5.7	1.94	1.13	0.3432
			居民		−6.1	1.25
			CRNA		−8.4	1.39
			实习生		−4.2	2.32

音乐体验				是的	−6.7	1.56	0.50	0.4820
音乐体验				没有	−5.5	0.96	0.50	0.4820

视觉教具×设置	情形C	是的			−1.6	1.45	1.26	0.2870
	情形B				−21.9	1.45
	情形C				0.06	1.45
	情形D				0.54	1.45
	场景一	没有			−0.52	1.45
	情形B				−21.3	1.45
	场景一				−2.5	1.45
	情形D				−1.5	1.45

CRNA,护士麻醉师;LS,最小二乘法;SE,标准误差;F,统计使用。场景C和场景都尝试两次(在增加和减少心率之前)。

(一)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(g)

(h)

图2

氧饱和度估算在不同记录的设置。每个点代表一个人估计,线代表了真实值和可接受的正确估算值(真值±2)。(一)场景的第一次尝试。(b)情形C的第一次尝试。(c)情形B在A (d)后情形B c (e)场景第二次尝试。(f)情形C的第二次尝试。(g)情形D C a D (h)场景之后。

当等潜在协变量不同的记录设置、经验水平,被认为是和之前的音乐经验,只记录设置的变化显著影响心率估计的准确性(ndf = 3,地区指定基金= 413,F= 158.12, )。估计精度最差时供应商听心率增加(表2和图3)。血氧饱和度估算精度(表的结果4)同样受到不同的设置(ndf = 3,地区指定基金= 413,F= 8.79, )。另一方面,不同经验水平的影响估计精度(ndf = 3,地区指定基金= 55,F= 2.94, ),实习生表现最差性能评估的血氧饱和度。

(一)

(b)


效果	场景	视觉教具	经验水平	音乐体验	调整LS的意思	SE	F	价值

设置	场景一				−2.3	0.49	8.79	< 0.0001
	情形B				−2.6	0.49
	情形C				−3.3	0.49
	情形D				−0.8	0.49

视觉教具		是的			−2.3	0.42	0.20	0.6542
视觉教具		没有			−2.2	0.42	0.20	0.6542

经验水平			参加		−2.4	0.77	2.94	0.0410
			居民		−1.0	0.50
			CRNA		−1.7	0.55
			实习生		−3.9	0.92

音乐体验				是的	−2.3	0.62	0.01	0.9207
音乐体验				没有	−2.23	0.38	0.01	0.9207

视觉教具×设置	情形C	是的			−2.6	0.60	0.49	0.6869
	情形B				−2.6	0.60
	情形C				−3.6	0.60
	情形D				−0.6	0.60
	场景一	没有			−2.1	0.60
	情形B				−2.6	0.60
	场景一				−3.0	0.60
	情形D				−1.1	0.60

CRNA,护士麻醉师;LS,最小二乘法;SE,标准误差;F,统计使用。场景C和场景都尝试两次(前增加心率和降低心率和血氧饱和度)。

4所示。讨论

我们的研究表明,麻醉的准确性提供者不同经验水平的检测心率和血氧饱和度的变化使用听觉线索在模拟环境不令人满意,但需要说明的是,我们的研究结果适用于设备/良好的跟踪和追踪参数用于我们的设计。此外,虽然基本正常的血氧饱和度值可以通过听觉识别评估、麻醉提供商的能力准确地确定这个变量时血氧饱和度下降的水平不足,特别是当它是伴随着心动过缓。

麻醉提供者执行多个任务在手术室病人在关键时期。一些程序由麻醉师需要精神集中和视觉焦点的组合。麻醉师的注意力分散在这些程序可能导致降低水平的警惕在至关重要的变量(9]。麻醉提供者可以检测方向的变化而不是当脉搏血氧计值大小变化(10]。选择性注意过程需要信息来区分优先级的出席和无人值守的数据(11,理论和实证证据支持了这样的观点,即抑制无人值守信息需要集中注意力的12]。麻醉医师依靠听觉信号处理时无法观察生命体征监测。我们的研究结果证明,依靠听觉线索识别偏离正常的血氧饱和度和心率值不足。缺乏对生命体征的变化的关注可以疲劳的结果13)、工作超负荷(14)、压力(15)、缺乏经验或训练不足微分音高的声音的识别16]。我们进行这项研究在模拟环境和个人休息消除压力和疲劳的影响。我们也评估供应商提供不同级别的经验。在我们看来,训练来识别不同音调的心率和血氧饱和度是必要的,音调听起来不同在不同的制造商。

血氧不足是其中一个最可怕的结果麻醉师在术中期间可能会遇到。在发达国家的广泛使用脉搏血氧测量有平行anesthesia-related死亡率的显著下降(17]。尽管使用脉搏血氧仪,术中血氧不足继续发生,与直接和围手术期相关负面影响(18]。检测血氧饱和度的变化根据人耳的听觉线索取决于生理听觉系统的信号的接收机的注意,和声音输出的方式提出了监视器。随着声音的频率变化,那么其主观音高。声音的音高是主观属性,帮助接收者沿着线性感知维度对其质量进行分类。节的描述可以测量频率和使用一个音阶。人类的耳朵可以检测信号声音20至20.000赫兹。在500年和4000年之间的频率范围,一个健康的人可以检测到0.5%的色调变化频率(19]。罗卜等人研究了21个脉搏血氧仪显示的基本频率在100%氧饱和度范围479到921赫兹,和38和404赫兹之间在1%氧饱和度(20.]。由于在低氧饱和度,音高的变化比例很小的频率范围,距脉冲音调可能不被视为减少在低饱和度水平。然而,在高饱和水平,音高的不同可能是巨大的。我们的研究表明,减少氧饱和度不准确诊断的参与者,尽管良好的频率范围在氧饱和度在90%以上。我们认为限制精度不是主要生理障碍,而是在确定音高差异培训不足。另一方面,不同制造商使用不同的算法来定义步骤饱和度下降,其中一些使用音高变化每单位和其他一些百分比区间。我们认为,为了提高音调的区别和促进检测稀释的听觉线索,使用大间隔(即。,5%饱和度变化)将是有益的。参与者在我们的研究中被全面准确检测心率和血氧饱和度的变化;然而,其准确性进一步恶化作为值偏离基线。这一发现是有关基线检测临床应用较少而检测关键的动态变化情况。

我们没有找到任何的音乐经验和检测精度之间的关系的心脏和脉搏血氧仪音调。梁等人证明了音乐家比大脑在安静和嘈杂的条件检测频率的变化,通过测量脑电图仪的响应(21]。听觉训练利用神经可塑性增加灵敏度声学信息变化的频率,通过重叠的神经网络(22]。我们认为这些发现可能支持推荐培训麻醉供应商识别频率变化与微分通过脉搏血氧仪。最后,熟悉与音高的声音接收器可能发挥相关作用与不同的音调频率区分声音的能力。克里希南等人表明,吻侧脑干内活动,称为频率响应(FFR)后,引起了四个在母语为汉语普通话声调与英语母语同行对比(23]。这些发现可能表明,大脑的“培训”可以用来识别特定的音调听起来像那些与血氧饱和度的变化。进一步的研究需要阐明机制这一现象。

我们的研究有一定的局限性。仿真设置不同于现实生活中的手术室情况下的各种听觉刺激重叠在不同的时间点。外推的结果手术室是有限的;然而,我们认为,缺乏麻醉提供商估计精度的心率和血氧饱和度的变化可能夸大了在手术室,干扰存在的地方。我们研究麻醉提供者,这可能会限制我们的结果的应用到其他领域,生命体征监测工作。此外,心率和血氧饱和度调设备制造商之间差别很大,在缺乏公认的标准。结果,我们的研究必须采取谨慎当设备/声音跟踪由其他设备跟踪。此外,我们的研究没有评估环境噪声的影响或体积的变化监测。这些因素是潜在的重要的现实情况。我们没有评估职业维度的麻醉提供者如疲劳和压力。 Future research is necessary to evaluate the association between the accuracy of clinicians to assess heart tones and pulse oximeter output by auditory cues and incidence of near-misses and adverse outcomes. Conduction of experimental studies in real operating room situations is necessary to analyze the impact of human (fatigue, stress, concentration, and auditory acuity) and environmental factors (noise, distractions, and tone volume) on rapid detection of physiological changes displayed by electronic devices.

总之,麻醉提供者的能力有不同程度的经验评估基线和心率和血氧饱和度的变化是令人不满意的。估计这些参数的变化是更糟糕的是,尤其是当血氧饱和度下降和心动过缓共存,当多年的经验较少。这些发现的上下文中只可概括的控制设备/良好的跟踪和追踪参数在我们的研究中。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

附加分

(我)评估生命体征的听觉线索时有用在手术室麻醉提供者执行程序。(2)麻醉提供者的能力估计心率和血氧饱和度的听觉线索是令人不满意的。(3)新手麻醉供应商表现出糟糕的能力估计心率和血氧饱和度的音高的声音。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

补充材料

视频显示了参与者的指令确定基线和听觉线索变化心率和脉搏血氧仪。在视频中,音调变化作为研究的两个变量变化。(补充材料)

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麻醉学研究与实践

文摘

1。背景

2。方法

2.1。统计分析

3所示。结果

4所示。讨论

数据可用性

附加分

的利益冲突

补充材料

引用

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