Пульсоксиметр (или оксиметр, или сатуриметр) — это медицинское оборудование, которое позволяет неинвазивно измерять количество связанного гемоглобина в крови. Он не позволяет определить, с каким газом связан гемоглобин, а только процент связанного гемоглобина. Обычно гемоглобин связывает кислород, поэтому мы можем получить оценку количества кислорода, присутствующего в крови.
Пульсоксиметр (или оксиметр, или сатуратор) — это медицинское оборудование, которое позволяет неинвазивно измерять количество связанного гемоглобина в крови. Он не позволяет определить, с каким газом связан гемоглобин, а только процент связанного гемоглобина. Обычно гемоглобин связывает кислород, поэтому мы можем получить оценку количества кислорода, присутствующего в крови.
Как правило, он состоит из датчика, который выполняет измерение, и блока, который вычисляет и отображает результат измерения. Некоторые более новые модели объединяют датчик и вычислительный блок, что упрощает проведение измерений.
Датчик обычного пульсоксиметра представляет собой «прищепку», которая обычно накладывается на палец пациента. Она соединена с вычислительным блоком, который отображает измерение на мониторе, обычно светодиодном.
Принципы работы
Датчик состоит из двух диодов, генерирующих пучки света в красной и инфракрасной областях спектра, и фотоэлемента, который принимает свет после того, как пучки прошли через кожу и кровеносное русло пациента.
Оксигенированный гемоглобин характерно поглощает свет на этих конкретных длинах волн. Зная начальное и конечное количество света, устройство способно рассчитать насыщение крови кислородом у пациента (обозначается аббревиатурой SpO2).
Оптические оксиметры основаны на различных спектрах поглощения Hb и HbO2 (кстати, это причина разного цвета артериальной и венозной крови). Используются как минимум две длины волны: первая в красной области (около 660 нм) и вторая в инфракрасной (от 805 до 1000 нм). Коэффициент поглощения Hb и HbO2 одинаков на длине волны 805 нм, поэтому эта длина волны (называемая «изобестической») используется в качестве эталона.
В отражательной оксиметрии свет, отраженный обратно («обратное рассеяние») от образца, регистрируется на двух разных длинах волн (λ1 и λ2), и насыщение кислородом оценивается по следующему эмпирическому соотношению:
SO2 = A — B R(λ1)/ R(λ2)
где:
R = ln (Io / Ir), называемая рефлектанс;
Io = интенсивность падающего света;
Ir = интенсивность отраженного света;
A и B — константы, зависящие от гематокрита (количества эритроцитов в объеме крови). Для компенсации этой зависимости обычно используется третья длина волны.
В трансмиссионной оксиметрии, напротив, анализируется свет, прошедший через образец. Определяя оптическую плотность (поглощение) как
d=Io/It
и применяя закон Бера к образцу вещества, получаем:
d= L [h(Hb) C(Hb)+ h(HbO2) C(HbO2)]
где:
C = концентрация;
h = коэффициент экстинкции (поглощения);
L = оптический путь (линейный вклад различных компонентов в общее поглощение);
Выполняя измерения плотности на двух разных длинах волн (λ1 и λ2), концентрации гемоглобина и оксигемоглобина (C(Hb) и C(HbO2)) могут быть определены как неизвестные в системе двух линейных уравнений, в которой известны коэффициенты поглощения h на разных длинах волн (h(λ 1,HbO2), h(λ 2,HbO2), h(λ 1,Hb), h(λ 2,Hb)) и длина оптического пути.
Однако насыщение кислородом может быть рассчитано без знания точного значения L:
C (Hb) = [h(λ2,Hb) d (λ1)- h(λ1,Hb) d (λ2)](1/L) * [h(λ1,HbO2) h (λ2,hb)- h(λ2,HbO2) h (λ1,hb)]
C (HbO2)= [h(λ2,HbO2) d (λ1)- h(λ1,HbO2) d (λ2)](1/L) * [h(λ1,Hb) h (λ2,hbO2)- h(λ2,Hb) h (λ1,hbO2)]
SO2 = C (HbO2)/(C(Hb)+ C(HbO2))
Использование и применение
Датчик обычно накладывается на область с поверхностным кровообращением, например, на палец руки или мочку уха. Это связано с тем, что кровообращение, расположенное слишком «глубоко», не может быть достигнуто и пройдено пучками света, и поэтому измерение не может быть выполнено. При использовании пульсоксиметра с датчиком, отделенным от вычислительного блока, предпочтительно располагать прищепку так, чтобы кабель выходил в сторону тыльной стороны руки, а не ладони, чтобы ее можно было закрыть без чрезмерного перегиба кабеля; в противном случае это не имеет значения.
С каждым сердечным сокращением можно отображать насыщение кислородом, частоту и интенсивность пульса пациента.
Его использование предусмотрено как в больничных отделениях, так и на транспортных средствах скорой помощи, поскольку это неинвазивное устройство (то есть не требует выполнения манипуляций или анализов, проникающих в ткани пациента) и позволяет выявить гипоксию раньше, чем появятся признаки цианоза, что дает возможность диагностировать десатурацию кислорода до развития серьезных осложнений.
Использование свободное; обычно его применяют как медицинский персонал (врачи и медсестры), так и немедицинский персонал, занимающийся оказанием первой помощи.
Измерения
Физиологическое измерение насыщения составляет от 95 до 100%. Значения от 95 до 90% указывают на частичную нехватку кислорода (легкая гипоксия), тогда как значения ниже 90% не являются физиологическими и указывают на тяжелую недостаточность кислорода (тяжелая гипоксия). Значение 100, измеренное «на атмосферном воздухе» (то есть без искусственной подачи кислорода), может быть симптомом гипервентиляции, которая может быть вызвана, например, паническими атаками. Иногда значения около 90% также могут быть нормальными: это касается людей, страдающих хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ).
Ограничения по использованию
Использование в неоптимальных условиях может привести к ошибкам считывания, которые могут исказить отображаемые результаты. В частности:
лак для ногтей экранирует длины волн, генерируемые датчиком, делая измерение неточным;
вазоконстрикция (то есть уменьшение просвета кровеносных сосудов) периферических областей, например, пальцев, приводит к уменьшению кровотока, обнаруживаемого датчиком, который затем обрабатывает искаженные данные, что затрудняет считывание;
пульсоксиметр позволяет узнать только процент насыщения гемоглобина, но не предоставляет информации о том, с каким газом он связан: это может привести к неправильной интерпретации данных. Например, при отравлении угарным газом количество связанного гемоглобина остается высоким, поскольку угарный газ имеет гораздо более высокое сродство к гемоглобину, чем кислород. Гемоглобин связывается с угарным газом вместо кислорода, который, таким образом, больше не переносится к тканям. В этих случаях насыщение будет показывать нормальное значение, тогда как на самом деле пациент может очень быстро потерять сознание из-за гипоксии, вызванной угарным газом. Основная проблема заключается в том, что сатуратор не может отличить оксигемоглобин (кислород, связанный с гемоглобином) от карбоксигемоглобина.
