Пульсоксиметр и методы измерения оксигенации¶

Пульсоксиметр — медицинский прибор неинвазивного типа, предназначенный для определения степени насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом (сатурации, SpO₂). Наряду с этим устройство регистрирует частоту пульса и позволяет косвенно оценивать эффективность дыхания и кровообращения. Прибор применяется в клинической практике, реанимации, хирургии, а также в бытовых условиях для самоконтроля при заболеваниях лёгких и сердца.

Строго говоря, аппарат измеряет не количество кислорода в самих лёгких, а долю гемоглобина, связанного с кислородом, в периферической крови, что служит основным интегральным показателем оксигенации организма. Именно этот показатель в обиходе называют «кислородом в лёгких».

¶Принцип работы

В основе метода лежит пульсоксиметрия — оптический способ, опирающийся на два физических явления:

• Различное поглощение света оксигенированным и дезоксигенированным гемоглобином. Насыщенный кислородом гемоглобин (HbO₂) и восстановленный гемоглобин (Hb) по-разному поглощают свет в красной и инфракрасной областях спектра.
• Пульсация артериального кровотока. Объём артериальной крови в тканях меняется с каждым сокращением сердца, что позволяет выделить сигнал именно от артериальной, а не венозной крови или других тканей.

Излучатели прибора испускают свет двух длин волн — обычно около 660 нм (красный) и 940 нм (инфракрасный). Фотодетектор, расположенный напротив, фиксирует прошедший через ткань свет. По соотношению поглощения на двух длинах волн вычисляется сатурация.

¶Датчики

¶История

Метод оксиметрии начал развиваться в 1930-е годы, когда немецкий врач Карл Маттес создал первый прибор для просвечивания тканей. В 1940-х годах Гленн Миллікен разработал ушной оксиметр для военной авиации, позволявший оценивать кислородное обеспечение пилотов на высоте. Существенный вклад внёс японский инженер Тосио Аояги, который в 1972 году запатентовал пульсоксиметр, устранивший главный недостаток прежних устройств — зависимость от калибровки и влияния венозной крови. С 1980-х годов приборы вошли в стандарт анестезиологического и реанимационного мониторинга.

¶Нормальные показатели

Сатурация выражается в процентах:

• 95–100 % — норма для здорового человека;
• 90–94 % — умеренная гипоксемия, требует внимания;
• ниже 90 % — выраженная гипоксемия, показание к кислородотерапии;
• ниже 80 % — критическое состояние.

У курильщиков, жителей высокогорья и пациентов с хроническими заболеваниями лёгких значения могут отклоняться от типичных.

¶Факторы, искажающие показания

Точность измерения снижается при ряде условий:

• низкая периферическая перфузия (шок, переохлаждение);
• движения пациента;
• яркое внешнее освещение;
• наличие лака на ногтях, искусственных ногтей;
• отравление угарным газом (карбоксигемоглобин неотличим от HbO₂);
• выраженная анемия, при которой общая кислородная ёмкость крови мала, хотя процент насыщения может быть нормальным.

¶Другие методы оценки оксигенации

Пульсоксиметрия не является единственным способом оценки газообмена. К более точным, но инвазивным или лабораторным методам относятся:

• Анализ газов артериальной крови — прямое измерение парциального давления кислорода (PaO₂) и сатурации, «золотой стандарт»;
• Капнография — измерение содержания углекислого газа в выдыхаемом воздухе;
• Кислородные сенсоры транскутанного типа.

¶Применение

Пульсоксиметры используются в отделениях интенсивной терапии, операционных, при оказании скорой помощи, в пульмонологии и педиатрии. В период респираторных эпидемий бытовые модели получили широкое распространение для домашнего контроля. Прибор не заменяет врачебную диагностику, но служит удобным средством раннего выявления дыхательной недостаточности.

¶Классификация устройств

• Стационарные — многофункциональные мониторы с расширенными возможностями;
• Портативные — автономные приборы для палат и транспортировки;
• Пальцевые (бытовые) — компактные модели для личного использования;
• Пульсоксиметры-часы и фитнес-трекеры — встроенные сенсоры в носимой электронике.

Точность потребительских устройств уступает профессиональным, поэтому их показания при отклонениях рекомендуется перепроверять сертифицированными приборами.

¶Ограничения и безопасность

Прибор измеряет насыщение, но не отражает вентиляцию лёгких и не выявляет гиперкапнию. Нормальная сатурация не исключает тяжёлых нарушений газообмена. Кроме того, некоторые модели чувствительны к помехам и требуют правильного наложения датчика. Для корректной интерпретации данных необходима оценка клинической картины специалистом.