Пульсоксиметр: принцип работы и применение

Степень насыщения крови кислородом является одним из главных параметров нормального функционирования организма. От него зависит уровень эритроцитов. Выявить данный показатель можно с помощью специального метода. Называется он пульсоксиметрия.

Действие

Сатурацию определяют прибором, называемым пульоксиметром. Его действие основано на изменении длины волны света, поглощаемого гемоглобином, в зависимости от степени насыщения последнего кислородом. Прибор состоит из светового источника, набора датчиков, анализатора и детектора.

Красные и инфракрасные волны от источника поступают в кровь, где поглощаются гемоглобином. Насыщенный кислородом гемоглобин поглощает волны инфракрасного спектра, а ненасыщенный – красного. Количество непоглощенного света регистрирует детектор. Полученная информация отображается на мониторе. Пульсоксиметрия является абсолютно безопасным и непродолжительным методом и занимает не более 20 секунд.

Описание прибора

Пульсоксиметр, как уже было сказано ранее, определяет уровень насыщения кислородом молекул крови. Для этого пациенту достаточно разместить прибор на запястье, а специальные пластины на палец или другие части тела с хорошим кровоснабжением.

Просвечивая периферийную часть тела при помощи лучей с разной длиной волны, прибор запоминает данные о степени прохождения или отражения лучей. После достаточно быстрого анализа полученных результатов сканирования на экране прибора высвечивается значение сатурации.

Как правило, результат сопровождается звуковым сигналом, который помогает определить норму показателя. Равномерный сигнал говорит о нормальной сатурации, тревожный сигнал характерен для низкого уровня насыщения кислородом. В случае использования прибора людьми с ухудшением зрения, эта опция очень полезна.

Оксигемометрия

Заглянув внутрь датчика работающего пульсоксиметра, мы обнаружим источник красного света, который называется светодиодом (LED — light emitting diod). В действительности в датчике их два, и оба функционируют, но мы видим лишь красный свет, поскольку второй фотодиод дает невидимое глазом инфракрасное излучение. На противоположной части датчика располагается фотодетектор, который определяет интенсивность падающего на него светового потока. Заметим, что фотодетектор измеряет излучение обоих светодиодов, а заодно способен улавливать и окружающий свет. Когда между светодиодами и фотодетектором находится палец или мочка уха пациента, часть излучаемого света поглощается, рассеивается, отражается тканями и кровью, и световой поток, достигающий детектора, ослабляется. Из всех этих явлений нас, конечно же, интересует поглощение светового потока кровью, протекающей по сосудам, и не всей кровью, а только артериальной, поскольку цель пульсоксиметрии — измерение степени насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом. Гемоглобин — общее название белков крови, содержащихся в эритроцитах и состоящих из четырех цепочек бесцветного белка глобина, каждая из которых включает одну группу гема. Разновидности гемоглобина имеют собственные названия и обозначения (фетальный НЬ, MetHb и пр.).

Рис. 1.1. Датчик пульсоксиметра Оксигемоглобин — полностью оксигенированный гемоглобин, каждая молекула которого содержит четыре молекулы кислорода (О2). Обозначается НЬО2. Дезоксигемоглобин — гемоглобин, не содержащий кислорода. Называется также восстановленным, или редуцированным, гемоглобином и обозначается НЬ. Ткани, через которые проходят оба световых потока, являются неизбирательным фильтром и равномерно ослабляют излучение обоих светодиодов. Степень ослабления зависит от толщины тканей, наличия кожного пигмента, лака для ногтей и прочих препятствий на пути света. Гемоглобин, в отличие от тканей,- это цветной фильтр, причем на цвет фильтра влияет степень насыщения гемоглобина кислородом. Дезоксигемоглобин, имеющий темно-вишневый цвет, интенсивно поглощает красный свет и слабо задерживает инфракрасный. Поэтому если на кровь, не содержащую кислорода, направить красный и инфракрасный свет, то первый будет почти полностью задержан, а второй — лишь несколько ослаблен. И наоборот, оксигемоглобин хорошо рассеивает красный свет (и потому сам имеет красный цвет), но интенсивно поглощает инфракрасное излучение. О том, какой из двух световых потоков пройдет через оксигенированную кровь, мы предоставляем догадаться читателю. Таким образом, соотношение двух световых потоков, дошедших до фотодетектора через мочку уха или палец, зависит от степени насыщения (сатурации) гемоглобина крови кислородом. По этим данным, используя специальный алгоритм, рассчитывают процентное содержание в крови оксигемоглобина. Невольно возникает вопрос: если принцип измерения оксигенации крови так прост, то почему пульсоксиметры появились лишь в конце 80-х годов XX столетия?

Выполнение

Алгоритм выполнения пульсоксиметрии в ночное время состоит из следующих мероприятий:

  • Фиксация приемника на запястье, а датчика на пальце одной руки. Включение прибора при этом происходит автоматически.
  • Всю ночь прибор находится на руке. Пациент записывает в дневник время и причину каждого ночного пробуждения.
  • При утреннем пробуждении пациент должен снять пульсоксиметр и отдать вместе с дневником врачу, который проанализирует полученные данные.
Читайте также:  Аллергия на латекс у женщин и мужчин: симптомы и что делать

Процедура измерения пульса пульсоксиметром

Выполнение

Анализ проводят с 22:00 до 8:00 следующего дня. Во время сна должны соблюдаться определенные условия: в помещении должна поддерживаться температура порядка 20-23оС, перед отходом ко сну запрещено употреблять чай, кофе и снотворные лекарства. Все действия пациента должны быть с точностью зафиксированы в дневнике. Показанием к назначению лечения является снижение уровня сатурации ниже 88%.

Ночную пульсоксиметрию проводят людям, страдающим ожирением второй степени и выше, имеющим хронические заболевания дыхательной системы, больным гипертонией и сердечной недостаточностью.

От чего зависит точность измерения

Метод достаточно чувствительный, поэтому отклонения от правил проведения дают ложные результаты. Погрешности замеров сатурации могут быть вызваны:

  • неправильным положением датчиков (смещение, слабая или чрезмерная фиксация);
  • яркой освещенностью участка, где проводится измерение;
  • загрязнением кожи, ногтевым лаком;
  • двигательной активностью в период диагностики;
  • анемией (завышенный показатель);
  • спазмом сосудов (покажет, что нет возможности для измерения или 100% результат);
  • аритмией.

Определение сатурации и ее нормы

Сатурация – это показатель, отражающий процент насыщения гемоглобина кислородом. Для ее определения чаще всего используют такой прибор, как пульсоксиметр, позволяющий проводить мониторинг пульса и сатурации в режиме реального времени. Кроме того, существуют лабораторные методы, позволяющие оценить данный показатель при непосредственном исследовании крови, однако их используют реже, поскольку они требуют вмешательства с целью забора крови у человека, в то время как пульсоксиметрия абсолютно безболезненна и может проводиться круглосуточно, а отклонения полученных при ней данных не превышают 1% по сравнению с анализом.

Конечно, гемоглобин не может быть насыщен кислородом на все 100%, поэтому норма сатурации лежит в пределах 96-98%. Этого вполне достаточно для того, чтобы поступление кислорода к клеткам нашего тела было на оптимальном уровне. В том случае, если насыщение гемоглобина кислородом пониженное, транспорт газов к тканям нарушен, и их дыхание недостаточное.

Снижение сатурации может быть и в норме — у курящего человека. Для людей, страдающих от этой вредной привычки, норматив установлен на уровне 92-95%. Такие цифры у курильщиков не говорят о наличии патологии, однако понятно, что они все же ниже величин, установленных для обычного человека. Это говорит о том, что курение нарушает транспорт газов гемоглобином и приводит к постоянной небольшой гипоксии клеток. Курящий человек добровольно отравляет себя некой вредной смесью газов, которая снижает уровень кислорода в эритроцитах. Со временем это обязательно приведет к тем или иным патологиям во внутренних органах.