Уровень кислорода в крови как измерить

Что такое SpO2 и можно ли использовать фитнес-браслеты для измерения уровня кислорода в крови?

Уровень кислорода в крови как измерить

А. Олеся Валерьевна, к.м.н., практикующий врач, преподаватель медицинского ВУЗа

Одним из основных показателей нормально функционирующего организма является насыщенность артериальной крови кислородом. Этот параметр отражается на числе эритроцитов, а определить его помогает пульсоксиметрия (пульсовая оксиметрия).

Вдыхаемый воздух попадает в легкие, где имеется мощнейшая сеть капилляров, поглощающих кислород, столь необходимый для обеспечения многочисленных биохимических процессов. Как известно, кислород не отправляется в «свободное плавание», иначе клетки не смогли бы ее получить в достаточном количестве. Для доставки этого элемента к тканям природой предусмотрены переносчики – эритроциты.

Каждая молекула гемоглобина, находящаяся в красной кровяной клетке, способна связать 4 молекулы кислорода, а средний процент насыщенности эритроцитов кислородом называют сатурацией. Этот термин хорошо знаком анестезиологам, которые по параметру сатурации оценивают состояние пациента во время наркоза.

Если гемоглобин, используя все свои резервы, связал все четыре молекулы кислорода, то сатурация будет 100%. Совершенно необязательно, чтобы этот показатель был максимальным, для нормальной жизнедеятельности достаточно иметь его на уровне 95-98%. Такой процент насыщения вполне обеспечивает дыхательную функцию тканей.

Случается, что сатурация падает, и это всегда признак патологии, поэтому игнорировать показатель нельзя, особенно, при болезнях легких, во время хирургических вмешательств, при отдельных видах лечения. Контролировать насыщение крови кислородом призван прибор пульсоксиметр, а мы далее разберемся, как он работает и каковы показания для его применения.

Анализ и определение индекса

Для выяснения, каков же уровень насыщения кислородом, применяются два основных способа:

  1. Инвазивный (маркируется в документах SO2) — связанный с некоторыми болезненными ощущениями из-за необходимости забора крови пациента. Он является и весьма времязатратным, так как исследуемый материал отправляется в лабораторию, где анализируется, по нему даётся развёрнутая характеристика и только после этого результат попадает к лечащему врачу.
  2. Пульсоксиметрический (spo2) — процент сатурации определяется практически моментально и без необходимости сдавать анализ.

Статистические погрешности при сравнении методов колеблются в рамках 1%.

Принцип чудо-прибора

В основе работы пульсоксиметра лежит следующее наблюдение: в зависимости от насыщения гемоглобина кислородом он неодинаково реагирует на световые волны разной длины. На этом и базируется работа этого медицинского аппарата.

Принцип работы оборудования

Циркуляция значительного количества кислорода в организме происходит в связанном с гемоглобином состоянии. Остальная его часть свободно разносится кровью, которая способна поглощать свет и любые другие вещества. В чем же состоит принцип работы пульсоксиметра? Для проведения анализа необходимо сделать забор крови.

Как известно, эту неприятную процедуру многие плохо переносят. Особенно это касается детей. Им довольно трудно объяснить, зачем определяется сатурация, что это и какая в этом необходимость. Но, к счастью, пульсоксометрия избавляет от подобных неприятностей. Исследование проводится совершенно безболезненно, быстро и абсолютно “бескровно”.

Пульсометрия тренировочного занятия

Для тренировочных занятий используют пульсометры, которые могут иметь вид браслета или часов. Приборы показывают интенсивность тренировки и частоту пульса, то есть реакцию сердечно-сосудистой системы на нагрузку. При этом возможно выбрать нужную зону (интервал частоты сердечных сокращений) в зависимости от цели – сжигание жира, наращивание мышц, выносливость.

Пульсометр помогает эффективно заниматься спортом, подбирать нужный ритм, так как ориентировка только на свои ощущения зачастую не позволяет достигать нужных результатов.

Пульсоксиметр тоже показывает частоту пульса, его используют в спортивной медицине. Но очень важное отличие – измерение насыщения крови кислородом нужно проводить в состоянии полного покоя. Если показатель снижается до 95% и ниже, то это указывает на перетренированность спортсмена и проблемы с работой сердца.

Пульсоксиметр

кислорода в крови определяется пульсоксиметром. Это современный прибор для безболезненного определения насыщения крови кислородом.

Он представляет собой аппарат для измерения пульса на запястье и специальных пластин, одевающихся на периферическую часть тела (палец, мочка уха и др.) с хорошим кровоснабжением.

Пластины зажимают между собой часть тела человека, и каждая из них испускает лучи с разной длиной волны. Просвечивая палец (мочку уха) насквозь, данные об отражении и прохождении этих лучей фиксируются на специальном фотоприемнике, встроенном также в прибор. После получения данных прибор анализирует концентрацию оксигемоглобина и выдает значение на экране прибора.

Spo 2 на мониторе – это и есть значение сатурации, по которому можно спрогнозировать потенциальную доставку периферическим тканям субстрата для дыхания.

Результат, показанный на приборе, как правило, сопровождается звуковым сигналом, по которому можно определить, укладывается ли в норму ваше значение. Если показание сатурации в пределах нормы, то сигнал будет равномерным и длительным. Если уровень насыщения кислородом снижен, сигнал будет тревожным и прерывистым. Это очень удобно для людей, страдающих значительным ухудшением зрения.

При наличии тахикардии или нарушения в ритме работы сердца, также будет изменена подача звука из прибора.

Прибор показан на видео

Определение параметра

Определение содержания кислорода – несложная процедура, она может проводиться несколькими методами, после забора крови или вообще без него:

  1. Неинвазивный метод исследования заключается в использовании прибора, электрод которого накладывается на палец или пояс, уже через минуту регистрирует результат. Инструмент называется пульсоксиметром, позволяет быстро провести исследование безопасным способом.
  2. Если использовать инвазивный метод, то производится забор артериальной крови, но для получения результата в таком случае требуется достаточно много времени.

Принцип работы пульсоксиметра заключается в том, что у жидкой среды организма с различной степенью насыщения кислородом отличается не только цвет, но и уровень поглощения инфракрасных волн.

В артериальной, то есть насыщенной крови, поглощаются инфракрасные волны, а в венозной – красные.

Поэтому пульсоксиметр регистрирует данные обоих кровотоков и на их основании высчитывает показатель сатурации.

Приборы могут быть стационарными и портативными, и если более старые устройства имеются в стационаре, то в условиях скорой помощи определить сатурацию кислорода раньше не представлялось возможным. Они обладали массой положительных сторон: большое количество датчиков, объем памяти, возможность распечатывания результата.

Ночной пульсоксиметр производит измерения во время пробуждения человека. Практически все виды пульсоксиметров выпускаются в различных ценовых категориях, что зависит от возможностей и потребностей покупателя.

Для нарушения сатурации характерны следующие проявления:

  1. Снижение активности человека, повышение утомляемости.
  2. Головокружение, слабость, сонливость.
  3. Появление одышки.
  4. Снижение артериального давления.

Подробное описание

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.

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.

//www..com/watch?v=oVn5IRqgLaE

Показатель SO2 измеряется путём исследования артериальной крови. Аналогичный показатель, измеренный неинвазивным способом (с помощью пульсоксиметрии) обозначается как SpO2. в принципе оба показателя коррелируют хорошо, погрешность составляет 1-2%, и с развитием техники продолжает уменьшаться.SO2 наряду с РaO2 (HbQ2) характеризует степень оксигенации крови.

Источник: //MedLazaret.ru/kardio/chto-takoe-saturaciya-v-medicine.html

Зачем нужно наблюдать за насыщением крови кислородом – Компания

Уровень кислорода в крови как измерить

Основные сведения, зачем нужно наблюдать за насыщением крови кислородом.

Общая протяженность всех сосудов человека в среднем составляет 86 000 км, общая площадь легких – около 100 кв.м.За сутки мы делаем примерно 20000 вдохов и вдыхаем около10 куб.

м воздуха, сердце сокращается около 100000 раз и прокачивает примерно 7 тонн крови.

Зачем нужна эта титаническая работа? А нужна она для обеспечения одного из важнейших показателей – насыщения артериальной крови кислородом.

Мы можем прожить: без пищи около месяца, без воды – около 7 дней. В организме создаются запасы жира и жидкости на случай отсутствия пищи и воды. К сожалению, природа не предусмотрела возможности накопления запасов кислорода в организме. Всего три минуты отсутствия дыхания или сердцебиения полностью истощают запас кислорода в организме и человек умирает.

Одной из главных функций крови является получение кислорода из легких, и транспортировка его в ткани организма. В то же время, кровь получает углекислый газ из тканей, и приносит ее обратно в легкие

Степень насыщения артериальной крови кислородом является одним из важнейших показателей кислородного обмена и указывает, достаточное ли количество кислорода поступает в организм.

Как кислород циркулирует в нашем теле.

Атмосферный кислород попадает в наш организм через легкие благодаря дыханию. Каждое легкое содержит около трехсот миллионов альвеол, которые окружены кровеносными капиллярами. Стенки альвеол очень тонкие и пронизаны кровеносными сосудами.

Кислород поглощается из альвеол через капилляры альвеолярной мембраны, в то время как углекислый газ переходит из капилляров в альвеолы и выводится из легких в атмосферу (у взрослых этот процесс обычно занимает 1/4 секунды во время вдоха).

Значительная часть кислорода, попавшего в кровь, связывается с гемоглобином в красных кровяных клетках, другая часть растворяется в плазме крови.Затем кислород транспортируется артериальной кровью по всему организму.

Кровь, насыщенная кислородом, попадает в левое предсердие и левый желудочек, и затем кровотоком поступает ко во всем органам тела, и их клеткам. Количество кислорода, поступающего в кровь, определяется, главным образом, в какой степени гемоглобин связывается с кислородом (легочный фактор), концентрацией гемоглобина в крови (фактор анемии), и сердечным выбросом (сердечный фактор).

Как кровь может насыщаться кислородом.

С точки зрения физики, количество растворенного газа в жидкости пропорционально парциальному давлению газа. Кроме того, каждый газ имеет различную растворимость. Только 0,3 мл газообразного кислорода может раствориться в 100 мл крови при нормальном атмосферном давлении. (это составляет всего 1 / 20 часть от растворимости двуокиси углерода).

Таким образом человек не может получить достаточное количество кислорода путем простого растворения кислорода в крови.

Основным перевозчиком кислорода в теле человека является – гемоглобин.

Одна молекула гемоглобина может связываться с 4-мя молекулами кислорода, а 1 грамм гемоглобина может связать до 1,39 миллилитров кислорода. Поскольку 100 мл крови содержит около 15 грамм гемоглобина, то гемоглобин, содержащейся в 100 мл крови может связываться с 20,4 миллилитрами кислорода.

Кислород, связанный с гемоглобином и кислород, растворенный в крови имеют примерно следующее соотношение:

Растворенный кислород 1,45%

Связанный с гемоглобином кислород 98,55%

В связи с этим фактом, уровень гемоглобина в крови имеет огромное значение.

Что такое сатурация кислорода?

Каждая молекула гемоглобина может связывать до 4-х молекул кислорода. Однако, эта связь стабильна, когда молекула гемоглобина связана с 4-мя молекулами кислорода или, когда гемоглобин вообще не связан с молекулами кислорода.

Состояние очень неустойчиво, когда существует связь с 1 – 3 молекулами кислорода. Поэтому гемоглобин присутствует в организме в двух видах.

Либо лишенный кислорода – гемоглобин (Hb), либо гемоглобин, связанный с 4-мя молекулами кислорода – оксигемоглобин (HBO2).

Сатурацией кислорода называют отношение количества оксигемоглобина к общему количеству гемоглобина в крови, выраженное в процентах. Сатурацию обозначают символом SpO2.

Определение сатурации можно записать в виде формулы: SpО2 = (НbО2 / НbО2 + Нb) х 100%.

Приборы, определяющие сатурацию кислорода неинвазивным методом называются пульсоксиметры.

Принцип работы пульсоксиметра.

Гемоглобин, который связан с кислородом (оксигемоглобин), имеет ярко-красный цвет. Гемоглобин не связанный с кислородом, (венозный гемоглобин), имеет темно-красный цвет. Поэтому цвет у артериальной крови ярко красный, а у венозной крови темно красный.

Работа пульсоксиметра базируется на способности связанного с кислородом гемоглобина НbО2 больше поглощать волны инфракрасного диапазона (максимум поглощения приходится на 940 нм), а не связанного с кислородом гемоглобина Нb больше поглощать волны красного диапазона (максимум поглощения приходится на 660 нм).

Пульсоксиметр непрерывно вычисляет разницу между поглощением сигнала в красной и инфракрасной области спектра и на основании формулы, полученной опытным путем с использованием закона Ламберта-Бэра, рассчитывает значение сатурации.

Изменение поглощающей способности тканей, вызванное пульсациями в артериях, фиксируется в виде кривой плезиограммы. А измеряя расстояние между её гребнями, пульсоксиметр рассчитывает частоту пульса.

Измеренные значения могут быть отражены на экране, а также записаны в память приборов для дальнейшего анализа.

Какие бывают пульсоксиметры.

В настоящее время пульсоксиметры делятся на стационарные, карманные, напалечные и мониторы сна.

Стационарные модели применяются в лечебных учреждениях, имеют большую память, могут подключаться к центральным станциям мониторинга, имеют различные датчики для пациентов всех возрастов, могут оборудоваться встроенным принтером, а также имеют много других функций.

Современные карманные модели пульсоксиметров так же обладают значительными возможностями.

Благодаря независимому источнику питания, малым габаритам и низкому потреблению энергии они всегда могут быть рядом с пациентом.

Большая память позволяет сохранять измеренные значения для дальнейшей обработки специалистом. Встроенная тревожная сигнализация предупредит пациента о выходе измеряемых параметров за допустимые пределы.

Практически все модели имеют возможность передачи данных измерений в персональный компьютер для дальнейшей обработки.

Имеется возможность записывать в один прибор данные нескольких пациентов.

«Мониторы сна» предназначены для проведения длительной компьютерной оксиметрии в течении большого промежутка времени, в том числе во сне. Прибор с дискретностью несколько раз в секунду производит измерения и записывает данные в память для дальнейшего анализа. Большинство проявлений дыхательной недостаточности проявляется именно во сне.

Поэтому такой вид мониторинга особенно важен для точной постановки диагноза и назначения лечения. Особенностью таких пульсоксиметров является конструкция датчика, который изготовлен из мягкого силикона и не нарушает кровообращение в пальце.

Какие факторы вызывают ошибки в пульсоксиметре.

Так как пульсоксиметр измеряет все параметры неинвазивным методом, то на точность измерений могут влиять некоторые внешние и внутренние факторы. Следует учесть эти факторы и принять меры предосторожности.

А так же необходимо учесть, что пульсоксиметрия является непрямым методом оценки вентиляции и не дает информации об уровне pH и PaCO2. Таким образом, не представляется возможным оценить в полной мере параметры газообмена пациента, в частности степень гиповентиляции и гиперкапнии.

Кровь может содержать ненормальный гемоглобин. Карбоксигемоглобин и метгемоглобин не участвуют в доставке кислорода. Наличие в крови этих типов гемоглобина может привести к ошибкам в измерении SpO2.

 Например, отравление угарным газом (высокие концентрации карбоксигемоглобина) может давать значение сатурации около 100%.

 Анемия требует более высоких уровней кислорода для обеспечения транспорта кислорода. При значениях гемоглобина ниже 5 г/л может отмечаться 100% сатурация крови даже при недостатке кислорода

       2. Медицинские красители

Наличие в крови пациента медицинских красителей может привести к искажениям при прохождении красных и инфракрасных волн через ткани и исказить результаты измерений. К таким красящим веществам относятся: метиленовый синий, индоцианин зеленый, индигокармин, флюоресцеин.

       3. Маникюр и педикюр

Лак для ногтей или накладные ногти могут привести к неточным показаниям SpO2, так как они могут уменьшать и искажать волны, излучаемые датчиком пульсоксиметра.

       4. Движение пальца в датчике, вызванное движением тела.

Движение пальца в датчике может вызвать шум, который повлияет на вычисления SpO2 и ЧСС.

       5. Блокировка кровотока в артериях и пальцах.

Возможность или невозможность выполнения измерений зависит от степени пульсаций в артериях. Если происходит блокировка кровотока, то точность измерений падает. Кроме того, при перегибах или усиленном давлении на пальцы, например, при занятиях на велотренажере. Возросшее давление в пальце может привести к искажению световых волн и ошибкам в измерении.

       6. Плохое периферическое кровообращение

Значительное снижение перфузии периферических тканей (холод, шок, гипотермия, гиповолемия) ведет к уменьшению или исчезновению пульсовой волны. Если нет видимой пульсовой волны на пульсоксиметре, любые цифры процента сатурации малозначимы.

 Если руки холодные или плохое периферическое кровообращение, необходимо усилить кровоток путем массажа или разогрева пальцев.

       7. Яркий свет. (Бестеневые лампы, флуоресцентные лампы, ИК лампы, прямой солнечный свет и т.д.)

Пульсоксиметр, как правило, защищен от внешнего освещения. Однако, если освещение слишком сильное, это может привести к ошибкам. Необходимо защищать сенсор от лучей мощных бестеневых ламп и инфракрасных ламп. Например, с помощью хирургической салфетки.

       8. Окружающие электромагнитные волны

Рядом расположенные электроприборы, которые являются источниками сильных электромагнитных волн, такие как: телевизоры, мобильные телефоны, медицинские приборы могут влиять на точность измерений и работу пульсоксиметра.

       9. Неправильное положение датчика

Необходимо, чтобы обе части датчика находились симметрично, иначе путь между фотодетектором и светодиодами будет неравным и одна из длин волн будет «перегруженной». Изменение положения датчика часто приводит к внезапному «улучшению» сатурации.

В каких пределах должно быть значение SpO2

У здоровых людей уровень SpO2 лежит в диапазоне от 96 до 99%.

Однако у пациентов с легочными или сердечнососудистыми хроническими заболеваниями обычная простуда или пневмония может вызвать быстрое снижение SpO2. Снижение SpO2 ниже 90% определяется как острая дыхательная недостаточность. Снижение SpO2 на 3 – 4% от своего обычного уровня, даже если его значение составляет не менее 90% может быть сигналом о наличии тяжелого заболевания.

У некоторых пациентов обычный уровень SpO2 может составлять менее 90%. В зависимости от индивидуальных легочных или сердечнососудистых заболеваний значение сатурации обычно колеблется в диапазоне 3-4%. В состоянии покоя она увеличивается, при физических нагрузках и во время сна уменьшается.

Так же, как и температура тела, значение SpO2 сугубо индивидуально и различно у разных людей. Не существует идеальной величины, к которой надо стремиться. К тому же у пульсоксиметров всегда есть небольшая погрешность в точности измерений.

Лучше всего понаблюдать длительное время за своими показаниями SpO2 в нормальном состоянии. Измерить значения при отдыхе, физических упражнениях и во время сна. Зная эти величины можно выявить патологии, если текущее значение сатурации кислорода будет отличаться от обычных уровней.

Источник: //almedika.com.ua/articles/1242705-zachem-nuzhno-nablyudat-za-nasyshcheniem-krovi-kislorodom/

БолезниНет
Добавить комментарий