Пульсоксиметр предназначен для неинвазивного выборочного измерения функции насыщения кислородом гемоглобина артерий (SpO2). Пульсоксиметр можно использовать для взрослых, детей и младенцев, как в клиниках, так и в домашних и в амбулаторных условиях.
Особенности
двухцветный OLED дисплей
Отображение SpO2, ЧСС, Пульс-бар, Плетизмограмма
Простое и удобное использование
Имеется шесть режимов отображения информации на дисплее
Легкая компактная конструкция (массой 50 г, включая батареи)
Низкое энергопотребление, непрерывная работа в течение 30 часов
Пульсоксиметрия является наиболее доступным методом мониторинга больных во многих условиях, особенно при ограниченном финансировании. Она позволяет при определенном навыке оценивать несколько параметров состояния больного. После успешного внедрения в интенсивной терапии, палатах пробуждения и во время анестезии, метод начал использоваться и в других областях медицины, например, в общих отделениях, где персонал не проходил адекватного обучения по использованию пульсоксиметрии. Этот метод имеет свои недостатки и ограничения, а в руках необученного персонала возможны ситуации, угрожающие безопасности больного. Данная статья предназначена как раз для начинающего пользователя пульсоксиметрии.
Пульсоксиметр измеряет насыщение артериального гемоглобина кислородом. Используемая технология сложна, но имеет два основных физических принципа. Во первых, поглощение гемоглобином света двух различных по длине волн меняется в зависимости от насыщения его кислородом. Во-вторых, световой сигнал, проходя через ткани, становится пульсирующим из-за изменения объема артериального русла при каждом сокращении сердца. Этот компонент может быть отделен микропроцессором от непульсирующего, идущего от вен, капилляров и тканей.
На работу пульсоксиметра влияют многие факторы. Это могут быть внешний свет, дрожь, патологический гемоглобин, частота и ритм пульса, вазоконстрикция и работа сердца. Пульсоксиметр не позволяет судить о качестве вентиляции, а показывает только степень оксигенации, что может дать ложное чувство безопасности при ингаляции кислорода. Например, возможна задержка появления симптомов гипоксии при обструкции дыхательных путей. И все же оксиметрия является очень полезным видом мониторинга кардиореспираторной системы, повышающим безопасность больного.
1. Насыщение гемоглобина артериальной крови кислородом – среднее количество кислорода, свзанное с каждой молекулой гемоглобина. Данные выдаются в виде процента насыщения и звукового сигнала, высота которого изменяется в зависимости от сатурации.
2. Частота пульса – удары в минуту в среднем за 5-20 секунд.
О систолическом артериальном давлении можно судить по появлению волны на плетизмограмме при сдувании манжетки для неинвазивного измерения давления.
Принципы современной пульсоксиметрии
Кислород транспортируется кровотоком главным образом в связанном с гемоглобином виде. Одна молекула гемоглобина может перенести 4 молекулы кислорода и в этом случае она будет насыщена на 100%. Средний процент насыщения популяции молекул гемоглобина в определенном объеме крови и является кислородной сатурацией крови. Очень небольшое количество кислорода переносится растворенным в крови, однако пульсоксиметром не измеряется.
Отношение между парциальным давлением кислорода в артериальной крови (РаО 2 ) и сатурацией отражается в кривой диссоциации гемоглобина (рис. 1). Сигмовидная форма кривой отражает разгрузку кислорода в периферических тканях, где РаО 2 низкий. Кривая может сдвигаться влево или право при различных состояниях, например, после гемотрансфузии.
Пульсоксиметр состоит из периферического датчика, микропроцессора, дисплея, показывающего кривую пульса, значение сатурации и частоты пульса. Большинство аппаратов имеют звуковой сигнал определенного тона, высота которого пропорциональна сатурации, что очень полезно, если не виден дисплей пульсоксиметра. Датчик устанавливается в периферических отделах организма, например, на пальцах, мочке уха или крыле носа. В датчике находятся два светодиода, один из которых излучает видимый свет красного спектра (660 нм), другой – в инфракрасном спектре (940 нм). Свет проходит через ткани к фотодетектору, при этом часть излучения поглощается кровью и мягкими тканями в зависимости от концентрации в них гемоглобина. Количество поглощенного света каждой из длин волн зависит от степени оксигенации гемоглобина в тканях.
Микропроцессор способен выделить из спектра поглощения пульсовой компонент крови, т.е. отделить компонент артериальной крови от постоянного компонента венозной или капиллярной крови. Микропроцессоры последнего поколения способны уменьшить влияние рассеивания света на работу пульсоксиметра. Многократное разделение сигнала во времени выполняется с помощью цикличной работы светодиодов: включается красный, затем инфракрасный, затем оба отключаются, и так много раз в секунду, что позволяет устранить фоновый «шум». Новая возможность микропроцессоров это квадратичное многократное разделение, при котором красный и инфракрасный сигналы разделяются по фазам, а затем вновь комбинируются. При таком варианте могут быть устранены помехи от движения или электромагнитного излучения, т.к. они не могут возникать в одну и ту же фазу двух сигналов светодиодов.
Сатурация вычисляется в среднем за 5-20 секунд. Частота пульса рассчитывается по числу циклов светодиодов и уверенным пульсирующим сигналам за определенный промежуток времени.
Отраженная пульсоксиметрия использует отраженный свет, поэтому может применяться проксимальнее (например, на предплечье или передней брюшной стенке), однако в этом случае будет трудно зафиксировать датчик. Принцип работы у такого пульсоксиметра тот же, что и у трансмиссионного.
Практические советы по использованию пульсоксиметрии:
§ пульсоксиметр необходимо держать постоянно включенным в электрическую сеть для зарядки батарей;
§ включите пульсоксиметр и подождите, пока он произведет самотестирование;
§ выберите необходимый датчик, подходящий по размерам и для выбранных условий установки. Ногтевые фаланги должны быть чистыми (удалите лак);
§ поместите датчик на выбранный палец, избегая избыточного давления;
§ подождите несколько секунд, пока пульсоксиметр определит пульс и вычислит сатурацию;
§ посмотрите на кривую пульсовой волны. Без нее любые значения малозначимы;
§ посмотрите на появившиеся цифры пульса и сатурации. Будьте осторожны с их оценкой при быстром изменении их значений (например, 99% внезапно меняется на 85%). Это физиологически невозможно;
§ если сомневаетесь, оцените больного клинически, а не полагайтесь на машину;
Тревоги:
§ если звучит сигнал тревоги «низкая кислородная сатурация», проверьте сознание больного (если оно исходно было). Проверьте проходимость дыхательных путей и адекватность дыхания больного. Поднимите подбородок или воспользуйтесь другими методами восстановления проходимости дыхательных путей. Дайте кислород. Позовите на помощь.
§ Если звучит сигнал тревоги «не определяется пульс», посмотрите на кривую пульсовой волны на дисплее пульсоксиметра. Нащупайте пульс на центральной артерии. При отсутствии пульса зовите на помощь, начинайте комплекс сердечно-легочной реанимации. Если пульс есть, поменяйте положение датчика.
§ На большинстве пульсоксиметров вы можете поменять пределы тревог сатурации и частоты пульса по своему усмотрению. Однако не меняйте их только для того, чтобы сигнал тревоги замолчал – он может рассказать кое-что важное!
Использование пульсоксиметрии
§ В «полевых условиях» наилучшим является простой портативный монитор типа «все в одном», отслеживающий сатурацию, частоту пульса и регулярность ритма.
§ Безопасный неинвазивный монитор кардио-респираторного статуса критических больных в отделении интенсивной терапии, а также при всех видах анестезии. Может использоваться при эндоскопии, когда больным проводится седация мидазоламом. Пульсоксиметрия диагностирует цианоз надежнее самого лучшего доктора.
§ Во время транспортировки больного, особенно в шумных условиях, например, в самолете, вертолете. Звуковой сигнал и тревога могут быть не услышаны, однако кривая пульсовой волны и значение сатурации дают общую информацию о кардио-респираторном статусе.
§ Для оценки жизнеспособности конечностей после пластических и ортопедических операций, протезирования сосудов. Пульсоксиметрия требует пульсирующего сигнала, и таким образом помогает определить, получает ли конечность кровь.
§ Помогает уменьшить частоту взятия крови для исследования газового состава у больных в отделении интенсивной терапии, особенно в педиатрической практике.
§ Помогает ограничить у недоношенных младенцев вероятность развития повреждения легких и сетчатки кислородом (сатурацию поддерживают на уровне 90%). Хотя пульсоксиметры и калибруются по гемоглобину взрослых ( HbA ), спектр поглощения HbA и HbF в большинстве случаев идентичен, что делает методику столь же надежной и у младенцев.
§ Во время торакальной анестезии, когда одно из легких коллабируется, помогает определить эффективность оксигенации в оставшемся легком.
§ Оксиметрия плода – развивающаяся методика. Используется отраженная оксиметрия, светодиоды с длиной волн 735 нм и 900 нм. Датчик помещается над виском или щекой плода. Датчик должен быть стерилизуемым. Его трудно закрепить, данные не стабильны по физиологическим и техническим причинам.
Ограничение пульсоксиметрии:
§ Это не монитор вентиляции . По последним данным обращается внимание на ложное чувство безопасности, создаваемое у анестезиолога пульсоксиметрами. Пожилая женщина в блоке пробуждения получала кислород через маску. Она стала прогрессивно загружаться, несмотря на то, что сатурация была у нее 96%. Причина была в том, что частота дыхания и минутный объем вентиляции были низкие из-за остаточного нейромышечного блока, а в выдыхаемом воздухе концентрация кислорода была очень высокой. В конце концов, концентрация углекислоты в артериальной крови достигла 280 mmHg (в норме 40), в связи с чем больная была переведена в отделение реанимации и находилась в течение 24 часов на ИВЛ. Таким образом, пульсоксиметрия дала хорошую оценку оксигенации, но не дала прямой информации о прогрессирующих нарушениях дыхания.
§ Критические больные . У критических больных эффективность метода мала, так как перфузия тканей у них плохая и пульсоксиметр не может определить пульсирующий сигнал.
§ Наличие пульсовой волны . Если нет видимой пульсовой волны на пульсоксиметре, любые цифры процента сатурации малозначимы.
§ Неточность .
§ Яркий внешний свет, дрожь, движения могут создавать пульсобразную кривую и значения сатурации без пульса.
§ Анормальные типы гемоглобина (например, метгемоглобин при передозировке прилокаина) могут давать значения сатурации на уровне 85%.
§ Карбоксигемоглобин, появляющийся при отравлении угарным газом, может давать значение сатурации около 100%. Пульсоксиметр дает ложные значения при этой патологии, поэтому не должен использоваться.
§ Красители, включая лак для ногтей, могут спровоцировать заниженное значение сатурации.
§ Вазоконстрикция и гипотермия вызывают ослабление перфузии тканей и ухудшают регистрацию сигнала.
§ Трикуспидальная регургитация вызывает венозную пульсацию и пульсоксиметр может фиксировать венозную сатурацию.
§ Значение сатурации ниже 70% не точное, т.к. нет контрольных значений для сравнения.
§ Нарушение ритма сердца может нарушать восприятие пульсоксиметром пульсового сигнала.
NB ! Возраст, пол, анемия, желтуха и кожа темного цвета практически не влияют на работу пульсоксиметра.
§ Запаздывающий монитор . Это значит, что парциальное давление кислорода в крови может снижаться гораздо быстрее, чем начнет снижаться сатурация. Если здоровый взрослый пациент будет дышать 100% кислородом в течение минуты, а затем вентиляция прекратится по каким-либо причинам, может пройти несколько минут, прежде чем сатурация начнет снижаться. Пульсоксиметр в этих условиях предупредит о потенциально фатальном осложнении лишь через несколько минут после того, как оно случилось. Поэтому пульсоксиметр называют «часовым, стоящим на краю пропасти десатурации». Объяснение этого факта находится в сигмовидной форме кривой диссоциации оксигемоглобина (рис. 1).
§ Задержка реакции связана с тем, что сигнал усредненный. Это значит, что существует задержка 5-20 секунд между тем, как реальная кислородная сатурация начинает падать и изменяются значения на дисплее пульсоксиметра.
§ Безопасность больного. Имеются одно или два сообщения об ожогах и повреждении избыточным давлением при использовании пульсоксиметров. Это связано с тем, что в ранних моделях в датчиках применялся нагреватель для улучшения местной тканевой перфузии. Датчик должен быть правильного размера и не должен оказывать избыточного давления. Сейчас появились датчики для педиатрии.
Особо нужно остановиться на правильном положении 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. Этот эффект может быть связан с непостоянным кровотоком через пульсирующие кожные венулы. Обратите внимание, что форма волны при этом может быть нормальной, т.к. измерение проводится только по одной из длин волн.
Альтернативы пульсоксиметрии?
§ СО-оксиметрия является золотым стандартом и классическим методом калибровки пульсоксиметра. СО-оксиметр вычисляет фактическую концентрацию гемоглобина, деоксигемоглобина, карбоксигемоглобина, метгемоглобина в пробе крови, а затем вычисляет фактическую кислородную сатурацию. СО-оксиметры более точны, чем пульсоксиметры (в пределах 1%). Однако они дают сатурацию в определенный момент («снимок»), громоздки, дороги и требуют забора пробы артериальной крови. Им необходимо постоянное обслуживание.
§ Анализ газов крови – требует инвазивного взятия образца артериальной крови больного. Он дает «полную картину», включающую парциальное давление кислорода и углекислоты в артериальной крови, ее рН, актуальный бикарбонат и его дефицит, стандартизованную концентрацию бикарбоната. Множество газовых анализаторов вычисляют сатурацию, которая менее точна, чем вычисляемая пульсоксиметрами.
В заключение
§ Пульсоксиметр дает неинвазивную оценку насыщения артериального гемоглобина кислородом.
§ Используется в анестезиологии, блоке пробуждения, интенсивной терапии (включая неонатальную), при транспортировке больного.
§ Используются два принципа:
- раздельное поглощение света гемоглобином и оксигемоглобином;
- выделение из сигнала пульсирующего компонента.
§ Не дает прямых указаний на вентиляцию больного, только на его оксигенацию.
§ Запаздывающий монитор – существует время задержки между началом потенциальной гипоксии и реакцией пульсоксиметра.
§ Неточность при сильном внешнем свете, дрожи, вазоконстрикции, патологическом гемоглобине, изменении пульса и ритма.
§ В новых микропроцессорах обработка сигнала улучшается.
Литература
1.Stoneham MD,Saville GM,Wilson IH.Knowledge about pulse oximetry among medical and nursing staff.Lancet 1994:334:1339-1342.
2.Moyle JTB.Pulse oximetry.Principles and Practice Series.Editors:Hahn CEW and Adams AP.BMJ Publishing,London,1994.
3.Davidson JAH,Hosie HE.Limitations of pulse oximetry:respiratory insufficiency -a failure of detection.BMJ 1993;307:372-373.
4.Hutton P,Clutton-Brock T.The benefits and pitfalls of pulseoximetry.BMJ 1993;307:457-458
Пульсоксиметр – это прибор, измеряющий частоту пульса и насыщение крови кислородом . Этот прибор обычно закрепляется одном из пальцев руки. Пульсоксиметры обычно применяют для контроля лечения больных с дыхательной недостаточностью дома. Существует два вида пульсоксиметров - для одноразового применения и постоянного использования.
Известно, что главной задачей красных кровяных телец – гемоглобина – является снабжение кислородом всех тканей и органов нашего организма. Насыщение кислородом на 100 % достигается в том случае, если одна активная молекула гемоглобина присоединяет к себе четыре молекулы кислорода.
Небольшой прибор пульсоксиметр довольно прост в использовании, но при работе с ним необходимо следовать определенным правилам. После того, как прибор включается, необходимо выждать некоторе время для его самотестирования, затем следует выбрать датчик для конкретной задачи. Соответствующий датчик крепится на пальце, не сдавливая его. Для избежания сильного давления нужно правильно подбирать датчик, подходящий по размеру. Современные виды датчиков позволяют сделать это без труда, а сейчас появились даже специальные датчики для маленьких детей.
Женщинам рекомендуется удалить лак для ногтей перед началом процедуры, так как наличие лака может искажать показатели. Через короткий промежуток времени прибор покажет насыщение кислородом пульс.
Разные пульсоксиметры используются для различных условий. Например, если необходима постоянная проверка частоты пульса в повседневной жизни, пациентам необходим простой портативный монитор.
В больницах применяют монитор кардио-респираторного статуса пациентов в критическом состоянии, также пульсоксиметр использоваться при эндоскопии, это позволяет безошибочно выявить цианоз, пульсоксиметр позволяет уменьшить частоту забора крови для анализов, что немаловажно при лечении детей или в отделении интенсивной терапии. Постоянный контроль за кислородом в крови позволяет значительно снизить возможность формирования патологий сетчатки глаз и легких у недоношенных детей. Если при торакальной анестезии происходит коллабирование одного из легких, пуьсоксиметрися позволяет установить эффективность оксигенации во втором легком. Пульсоксиметр также необходим при перевозке больного в тяжелом состоянии, помогает оценить жизнеспособность конечности после операции – наличие пульса позволяет определить, попадает ли кровь в данную конечность. Одним из самых перспективных направлений в настоящее время является пульсоксиметрия плода.
Уважаемые коллеги, данной публикацией я открываю цикл статей, посвященных мониторингу жизненно-важных функция в условиях СМП. Первая статья будет посвящена пульсоксиметрии.
Состоявшееся в последнее время некоторое переоснащение СМП привело к появлению и в нашей стране на оснащении бригад скорой помощи пульсоксиметров, что не может не радовать, так как работники догоспитального этапа получили в руки прибор, который (при умелом его использовании) позволяет существенно улучшить качество оказываемой ими помощи. О том, что такое пульсоксиметрия и как можно использовать данные, полученные на экране пульсоксиметра, в лечении пациентов, мы и поговорим.
Итак, в основу метода пульсоксиметрии положено измерение поглощения света определенной длины волны гемоглобином крови. Гемоглобин служит своего рода фильтром, причем "цвет" фильтра зависит от количества кислорода, связанного с гемоглобином, или, иными словами, от процентного содержания оксигемоглобина, а "толщину" фильтра определяет пульсация артериол: каждая пульсовая волна увеличивает количество крови в артериях и артериолах. Таким образом, применение пульсоксиметрии позволяет определить сразу три диагностических параметра: степень насыщения гемоглобина крови кислородом, частоту пульса и его "объемную" амплитуду.
История метода
История пульсоксиметрии берет свое начало с 1874 года, когда некий Вирордт обнаружил, что поток красного света, проходя через кисть, ослабевает после наложения жгута. В 30-60-х годах нашего века предпринимается множество попыток создать устройство для быстрого выявления гипоксемии, но приборы были громоздкими и неудобными, а компактных электронных схем не существовало (микропроцессоры появились гораздо позже), свет нужных длин волн получали с помощью светофильтров, установленных в датчике, да и процедуры калибровки были слишком сложны для повседневной работы.
В 1972 году Такуо Аояги (на фото), инженер японской корпорации NIHON KOHDEN, изучавший неинвазивный метод измерения сердечного выброса, обнаружил, что по колебаниям абсорбции света, вызванной пульсацией артериол, можно рассчитать оксигенацию именно артериальной крови. Вскорости был выпущен и первый пульсоксиметр (модель OLV-5100). Этот прибор не нуждался в калибровках, но в качестве источника света в нем по-прежнему использовалась система светофильтров. Скотт Вилбер впервые употребил для калибровки монитора и обработки данных микропроцессор, а также запатентовал собственный алгоритм расчета сатурации. Объединение принципа Т. Аояги и полупроводниковых технологий позволило С. Вилберу создать первый пульсоксиметр современного образца.
Договоримся о терминах
Уважаемые коллеги, всем хорошо известно выражение: «ясная мысль ясно излагается». В свете этого мне бы хотелось, чтобы вы раз и навсегда усвоили для себя значение и обозначение определенных терминов, имеющих самое непосредственное отношение к обсуждаемой тематике. Дело в том, что периодически встречающееся среди коллег употребление терминов вроде «сатурация кислорода», как привило, констатирует непонимание не только основ метода, но и принципов внешнего и внутреннего дыхания.
Итак, рассмотрим термины и их обозначения.
SAT - сатурация (насыщение); НЬО2 - процентное содержание НЬО2 от общего количества гемоглобина; SаO2 - насыщение артериальной крови кислородом; SpO2 - насыщение артериальной крови кислородом, измеренное методом пульсоксиметрии.
Последнее обозначение - наиболее употребляемое и самое корректное, поскольку предполагает, что результат измерения зависит от особенностей метода. Например, SpO2 при наличии в крови карбоксигемоглобина будет выше истинной величины SaO2, измеренной лабораторным методом, но об этом мы поговорим ниже.
Принцип метода
В основе метода, как, наверное, уже всем стало понятно, лежит спектрофотометрия, т. е. дифференциация молекул по спектру поглощения света. С точки зрения физики пульсоксиметрия представляет собой оксиметрию, основанную на изменении спектра поглощения электромагнитной (световой) энергии при изменении процентного содержания оксигемоглобина.
Датчик пульсоксиметра представляет собой комбинацию двух светодиодов, один из которых излучает красный цвет, а второй дает невидимое глазу инфракрасное излучение. На противоположной части датчика находится фотодетектор, определяющий интенсивность падающего на него светового потока. 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.
Напомню, что гемоглобин — это 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 Нb, MetHb и пр.).
Оксигемоглобин — полностью оксигенированный гемоглобин, каждая молекула которого содержит четыре молекулы кислорода (О2). Он обозначается как НbО2 и имеет совершенно другой спектр поглощения светового излучения.
Дезоксигемоглобин — гемоглобин, не содержащий кислорода. Называется также восстановленным, или редуцированным, гемоглобином и обозначается Нb.
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 же, в отличие от тканей, — это цветной фильтр, причем на цвет фильтра влияет, как уже подчеркивалось, степень насыщения гемоглобина кислородом. Дезоксигемоглобин, имеющий темно-вишневый цвет, интенсивно поглощает красный свет и слабо задерживает инфракрасный. А вот оксигемоглобин хорошо рассеивает красный свет (и потому сам имеет красный цвет), но интенсивно поглощает инфракрасное излучение. Спектры абсорбции света Hb и HbO2 хорошо показаны на рисунке:
Становится понятным, какой же поток пройдет через оксигенированную кровь. 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, прибором рассчитываются процентное содержание в крови оксигемоглобина. При этом учитываются показатели только пульсирующего кровотока, так как нас интересует насыщение кислородом именно артериальной крови. В современных моделях пульсоксиметров пульсация артериол выводится на дисплей в виде кривой. Поскольку эта кривая отражает колебания объема артериального русла, измеренные фотометрическим методом, она называется фотоплетизмограммой (ФПГ).
При использовании пульсоксиметрии следует всегда иметь в виду, что информация о снижении или повышении SаО2 отражается на дисплее с некоторой задержкой; в отдельных случаях она составляет несколько десятков секунд. Главная причина задержки заключается в том, что датчик монитора измеряет сатурацию на самой периферии кровеносного русла, да в к тому же нередко устанавливается на самых удаленных от центра частях тела — пальцах. В норме кровь очередного ударного объема достигает пальцевого датчика через 3-5 сек, а ушного - через 2-3 сек после сердечного сокращения, но в отдельных случаях (централизация) этот интервал может увеличиваться до 20-30 сек, а иногда и до 1-1,5 мин. Становится понятным, почему при критических состояниях ушной датчик более предпочтителен, нежели пальцевой.
Следует также помнить, что пульсоксиметр показывает усредненные параметры за некоторый период наблюдения. В разных моделях этот период составляет от 3 до 20 сек или от 2 до 20 циклов. В простейших моделях интервал обновления данных задается жестко и обычно равняется 5 с. Таким образом, время реакции числового дисплея монитора на внезапное изменение сатурации складывается из времени кровотока на участке "сердце-палец" и интервала обновления данных на дисплее, а практически означает, что уровень сатурации отражается на дисплее с задержкой в пределах от 10 сек до 1,5 мин.
Погрешности
Понятно, что уже сам принцип и его техническая реализация в пульсоксиметрии закладывают основу для появления всяческих погрешностей, которые могут служить причиной ошибочных выводов специалиста, использующего данный вид мониторинга. Самая частая склонность к артефактам отмечается (и это понятно) у недорогих моделей, не имеющих специальных систем защиты от помех. Поэтому критически относитесь к показаниям вашего прибора, купленного по нацпроекту, если его производитель не внушает серьезного доверия.
Итак, рассмотрим основные виды погрешностей.
1. Погрешности, связанные с освещением.
Внешнее освещение
Ксеноновые лампы
2. Погрешности вследствие электронаводки
Источники электромагнитного излучения (мониторы, ЭКС, аппараты ИВЛ, дефибрилляторы и т. д.)
Электрохирургические инструменты (малоактуально для СМП)
3. Погрешности, порожденные низкой амплитудой ФПГ. Способность пульсоксиметра выделять полезный сигнал для расчета SpO2 зависит от объема пульсаций, то есть от амплитуды ФПГ. При ослаблении периферического кровотока монитор вынужден прибегать к значительному усилению электрического сигнала, но при этом неизбежно нарастает и фоновый шум фотодетектора. При критическом снижении амплитуды ФПГ соотношение сигнал/шум становится настолько низким, что сказывается на точности расчета SpO2. Пульсоксиметры разных фирм ведут себя в этой ситуации неодинаково. "Честные" модели либо прекращают индикацию SpO2, либо предупреждают на дисплее, что не ручаются за точность данных. Остальные же не моргнув глазом показывают величину, рассчитанную зачастую не из сигнала, а из шума. Я думаю, что практически каждый реаниматолог или врач СМП видел, как отечественные модели показывают 100%-ю SpO2 при проведении закрытого массажа сердца, что не может не вызывать улыбку. Грусть вызывают лишь попытки некоторых коллег интерпретировать это как свидетельство качества проводимого массажа.
4. Концентрация гемоглобина в крови может также являться источником погрешностей. При глубокой анемии, сочетающейся с расстройствами периферического кровотока, точность измерения Sp02 уменьшается на несколько процентов. Причина снижения точности здесь понятна: именно гемоглобин является носителем исходной информации для пульсоксиметра. Естественно, в свете этого заявления некоторых коллег о том, что «при анемии снижается сатурация», не выдерживают никакой критики, так как никакой линейной зависимости между сатурацией и снижением концентрации гемоглобина не существует.
В книге очень уважаемого мной И. Шурыгина «Мониторинг дыхания» описан простой способ проверки прибора. Суть его в следующем. Зафиксируйте датчик на своем пальце, положите руку на стол и включите пульсоксиметр. На дисплее высветятся значения SрО2 и частоты пульса, измеренные в идеальных условиях. Запомните их, встаньте и поднимите руку с датчиком вверх. В результате кровенаполнение тканей пальца и амплитуда пульсаций резко уменьшатся. Пульсоксиметру потребуется несколько секунд для того, чтобы подобрать интенсивность свечения фотодиодов и новый коэффициент усиления сигнала и заново рассчитать сатурацию и частоту пульса. Данные параметры не должны отличаться от исходных: поднятие руки никак не влияет на оксигенацию крови в легких. Если пульсоксиметр показывает другие значения или вообще прекращает работать, значит, он непригоден для мониторинга больных с тяжелыми расстройствами кровообращения.
5. Погрешности вследствие движений пациента. Самая частая причина ошибок пульсоксиметра. Она очень актуальна именно для СМП, так как в полной мере проявляется при транспортировке. Умение модели пульсоксиметра определять эти артефакты и бороться с ними во многом определяется качеством прибора. Для исключения данных помех и правильной интерпретации показателей монитора крайне важно, чтобы пульсоксиметр отображал ФПГ, по которой можно судить о наличии обсуждаемых артефактов:
Разумеется, частота пульса, сатурация и амплитуда ФПГ, рассчитанные в таких условиях, совершенно неинформативны.
Таким образом, напрашивается неутешительный вывод, что дешевый прибор, да еще и без монитора, способен работать только в идеальных условиях и непригоден для СМП. Во всяком случае, к его показателям следует относиться очень и очень осмотрительно.
6. Погрешности вследствие наличия дополнительных фракций гемоглобина в крови. К этим фракциям принадлежат дисгемоглобины (карбокси- и метгемоглобин), а также фетальный гемоглобин.
При отравлении угарным газом или у больных с недавно полученными ожогами пламенем карбоксигемоглобин может составлять десятки процентов от общего количества гемоглобина. СОНЬ поглощает свет почти так же, как и НЬО2, поэтому вместо насыщения гемоглобина кислородом пульсоксиметр у таких пациентов показывает сумму процентных концентраций СОНЬ и НЬОа. Например, если SаО2 = 65 %, а СОНЬ = 25 %, пульсоксиметр высветит на дисплее величину SpO2, близкую к 90 %. Таким образом, при карбоксигемоглобинемии пульсоксиметр завышает степень насыщения гемоглобина кислородом.
MetHb поглощает красный и инфракрасный свет так же, как и гемоглобин, насыщенный кислородом на 85 %. При умеренной метгемоглобинемии пульсоксиметр занижает SpO2, а при выраженной метгемоглобинемии показывает величину, близкую к 85 %, которая почти не зависит от колебаний SaO2. Об этом следует помнить при активном применении нитратов у пациента.
Наличие в крови фетального гемоглобина не отражается на показателях пульсоксиметра.
Лак для ногтей практически не искажает показания пульсоксиметра. В литературе имеются данные о том, что синий лак может избирательно ослаблять излучение одного из светодиодов (660 нм), что приводит к артефактному занижению SpO2, но практического подтверждения они пока не получили.
Пульсоксиметрия в диагностике
Вначале следует уяснить для себя одну очень важную вещь: пульсоксиметрия не является показателем вентиляции, а характеризует только оксигенацию. Больной (особенно после преоксигенации) может не дышать несколько минут до того, как SpO2 начнет падать. Из этого следует, что пульсоксиметр надежнее всего диагностирует истинную (т. н. «гипоксическую») гипоксию, т. е. гипоксию, связанную со снижением концентрации кислорода в оттекающей от легких крови.
Нормальная величина SpO2 находится в диапазоне 94-98 %, причем у пациентов молодого и среднего возраста, не имеющих легочной патологии, преобладают значения сатурации 96-98 %, а у пожилых больных чаще встречается Sp02 94-96 %, что обусловлено возрастными изменениями в легких. Остерегайтесь пульсоксиметров, которые оптимистично пишут вам сатурацию 100% при дыхании пациента атмосферным воздухом — как правило, это недорогие приборы невысокого качества.
Гипоксемия. До появления пульсоксиметрии главным признаком гипоксемии считался цианоз. Интенсивность цианоза зависит от количества восстановленного гемоглобина в крови и от объема сосудистого ложа (в самой емкой, венозной его части). Поэтому при выраженной анемии или вазоконстрикции оценка цианоза затруднена. Существуют две главные причины цианоза: артериальная гипоксемия и ухудшение периферического кровотока. Они могут сочетаться. Считается, что когда SpO2 опускается до 90 %, увидеть цианоз удается лишь в половине случаев. Даже десатурация артериальной крови до 85 % (РаО2 = 50 мм рт. ст.), что расценивается как серьезная гипоксемия, требующая коррекции, далеко не всегда сопровождается развитием цианоза. В этом можно убедиться, сопоставляя Sp02 и внешний вид больных. В этой ситуации значение пульсоксиметра велико. Именно его широкое применение рассеяло иллюзии специалистов экстремальной медицины относительно нормальной оксигенации пациентов. Мониторинг показал, что эпизоды гипоксемии в возникают в 20 (!) раз чаще, чем обнаруживаются при обычном (без применения пульсоксиметрии) наблюдении за больным. Описано немало случаев, когда опытные врачи не могли распознать цианоз у пациентов с глубочайшей артериальной десатурацией, замаскированной анемией или вазоконстрикцией. Не случайно с внедрением пульсоксиметров в операционных и палатах интенсивной терапии резко сократилась частота эпизодов недиагностированной или несвоевременно обнаруженной гипоксемии.
Ухудшение перфузии периферии сопровождается возникновением акроцианоза. При отсутствии легочной патологии пульсоксиметр в такой ситуации показывает нормальный уровень SpO2, но из уменьшенного объема хорошо оксигенированной артериальной крови, притекающей к тканям кожи, последние извлекают прежнее количество кислорода. К пульсоксиметрическим признакам нарушения перфузии тканей относится уменьшение амплитуды фотоплетизмограммы, что позволяет распознать это состояние.
Итак, становится понятным, что в случае гипоксемии пульсоксиметр покажет снижение SpO2, при этом, в зависимости от состояния периферического кровообращения, амплитуда ФПГ может быть нормальной, повышенной или сниженной. При этом оценка обсуждаемых показателей в динамике может быть гораздо информативнее их однократного измерения.
Я намеренно сейчас немного уйду в сторону от обсуждаемого вопроса, поскольку рядом с нашей темой стоит одна проблема, которую мне бы очень хотелось обсудить.
Увеличение концентрации кислорода во вдыхаемой (или вдуваемой — при ИВЛ) газовой смеси - универсальный способ коррекции артериальной гипоксемии. У большинства пациентов одной только оксигенотерапии достаточно для того, чтобы нормализовать или хотя бы повысить Sр02. Однако, руководствуясь принципом: «Если больной дышит плохо, пусть он плохо дышит кислородом», полезно помнить следующие вещи:
беспричинной гипоксемии не бывает;
кислород ликвидирует гипоксемию, но не причину, ее породившую, создавая иллюзию относительного благополучия;
к кислороду необходимо относиться так же, как к любому другому медицинскому препарату - его нужно применять по определенным показаниям, в определенных дозах и помнить, что он обладает весьма опасными побочными эффектами;
концентрация кислорода в дыхательной смеси должна быть той минимальной, которая достаточна для коррекции гипоксемии, т. е. не стоит ставить всем налево и направо 8-10 л/мин;
предельная безопасная для длительного использования концентрация кислорода в дыхательной смеси, по последним данным, равна 40 %;
токсическое влияние высоких концентраций кислорода на легкие не имеет специфических проявлений и всплывает в виде ателектазов, гнойного трахеобронхита или респираторного дистресс-синдрома, которые в дальнейшем соотносят с чем угодно, но не с оксигенотерапией;
перед началом оксигенотерапии задайте себе вопрос — «не нуждается ли пациент в ИВЛ?»;
у пациентов с хронической легочной патологией имеется адаптация к более низкому уровню сатурации, поэтому попытка «нормализовать» SpO2 с помощью оксигенотерапии у таких пациентов может привести к угнетению спонтанного дыхания и развитию апноэ;
и наконец, к кислороду в полной мере относится золотое правило интенсивной терапии: лучший лист назначений - не тот, к которому нечего добавить, а тот, из которого нечего вычеркнуть. Это же правило в полной мере относится и к помощи, оказываемой на догоспитальном этапе. Например, вводить пациенту с ЖКК этамзилат лишь на основании представлений врача о том, что он «не навредит» - непрофессионально.
Гиповолемия. Как известно, гиповолемия — это несоответствие объема циркулирующей крови емкости сосудистого русла. Ее классическим примером является травматический шок. Пульсоксиметрия не принадлежит к точным методам мониторинга гемодинамики, однако нарушения системного и легочного кровообращения, вызванные гиповолемией, приводят к типичным изменениям пульсоксиметрических показателей, которые дополняют общую клиническую картину.
Итак, чем же проявляется гиповолемия?
Снижение SpO2, обусловленное выраженной неравномерностью легочного кровотока. Этот признак очень типичен для гиповолемии, но может быть выявлен только у больных, дышащих воздухом или смесью N2O : О2 с высоким содержанием закиси азота. При дыхании кислородом в концентрации 30% и выше, этот признак выявлен не будет!
Тахикардия - компенсаторная реакция, направленная на поддержание сердечного выброса. Здесь все понятно.
Снижение амплитуды фотоплетизмограммы, вплоть до прекращения ее показа вообще, в результате периферического артериолоспазма и уменьшения ударного объема (на ранних стадиях шока, до пареза прекапилляров вследствие лактат-ацидоза). В свою очередь увеличение амплитуды ФПГ на фоне интенсивной терапии свидетельствует о восстановлении периферического кровотока.
Дыхательные волны на фотоплетизмограмме (см. рисунок) - колебания высоты волн ФПГ, синхронные с дыханием. Данный признак очень чувствителен и зачастую появляется раньше остальных. Дыхательные волны отражают возросшую чувствительность венозного возврата к колебаниям внутригрудного давления.
Пульсоксиметрия при интубации трахеи. Использование пульсоксиметрии поистине бесценно в процессе проведения интубации трахеи, причем пульсоксиметр реагирует на гипоксемию значительно раньше, чем выявляются ее клинические признаки.
В процессе преоксигенации SpO2 быстро поднимается до 100% (при отсутствии РДСВ и другой тяжелой легочной патологии) за счет замещения азота кислородом в легких. Однако само по себе поднятие сатурации до максимальных значений не может служить критерием качества преоксигенации по причинам, указанным выше.
Вводный наркоз способствует исчезновению негативного эмоционального фона пациента. Некоторые препараты, используемые для индукции, оказывают вазодилатирующее действие (тиопентал, пропофол и отчасти кетамин). Поэтому во время вводного наркоза происходит увеличение амплитуды ФПГ.
Ларингоскопия и интубация трахеи сопровождаются механическим раздражением мощных рефлексогенных зон и возбуждением симпатической системы, которое проявляется вазоспазмом, артериальной гипертензией, тахикардией и, довольно часто, транзиторными нарушениями ритма сердца. В такие минуты внимание медика полностью сосредоточено на выполняемых действиях, но при просмотре трендов, хранящихся в памяти пульсоксиметра, нередко обнаруживается снижение амплитуды ФПГ и постепенное ее восстановление после завершения манипуляции.
При затянувшейся интубации трахеи пульсоксиметр дает возможность контролировать допустимую продолжительность этой манипуляции по уровню SpO2, для чего нужно установить минимальное время обновления данных на дисплее монитора (режим "fast response"), чтобы сократить промежуток от момента возникновения гипоксемии до ее регистрации монитором. Но даже несмотря на это необходимо помнить, что показания пульсоксиметра запаздывают. Снижение SpO2 ниже 90% однозначно требует прекращения попыток интубации и возобновления оксигенации пациента.
В отсутствие капнографа данные пульсоксиметрии могут служить относительным подтверждением правильного нахождения эндотрахеальной трубки. Здесь также необходимо помнить, что показатели SpO2 будут запаздывать. При появлении четкой тенденции к снижению SpO2 следует исключить нахождение трубки в пищеводе и, при необходимости, переинтубировать пациента .
Заключение
Каждый эпизод снижения Sp02 имеет свою причину и должен побуждать работника экстренной медицинской помощи не только к коррекции самой гипоксемии (этого зачастую нетрудно достичь обычной ингаляцией кислорода), но также к выявлению и устранению вызвавших ее расстройств. Каждый клинический случай имеет свой набор наиболее вероятных причин артериальной гипоксемии; внимательная оценка состояния больного помогает обнаружить именно ту, которая привела к десатурации. Старайтесь объяснить хотя бы для себя причину и динамику снижения или повышения сатурации в каждом клиническом случае — это быстро научит вас использовать диагностические возможности метода в полной мере.
Умение распознавать причину артериальной гипоксемии или изменения амплитуды пульсовой волны во многих случаях приносит большую пользу. Пульсоксиметрия - самый распространенный метод мониторинга на СМП и в отделениях интенсивной терапии, и уменьшение SpO2 нередко оказывается единственным ранним сигналом неблагополучия. Ориентируясь на показания пульсоксиметра, можно, к примеру, своевременно увеличить темп инфузионной терапии, исправить положение интубационной трубки, удалить катетером накопившуюся мокроту, заподозрить развитие пневмо- или гемоторакса. Положительная динамика сатурации после ликвидации нарушения подтверждает истинность вашего предположения.
Умение находить связь между колебаниями показателей на дисплее пульсоксиметра и динамикой в состоянии пациента должно стать привычкой, которую, однако, нужно развивать. Незначительные интеллектуальные затраты на приобретение этого навыка окупаются очень быстро. Кроме того, данный метод мониторинга при четком понимании его основ достаточно быстро осваивается.
Следует учесть, что пульсоксиметрия начинается не с подключения датчика к пациенту, а с грамотного выбора модели монитора. Надежность, способность улавливать сигнал даже при выраженных нарушениях периферического кровотока, удобное и четкое представление данных на дисплее, наличие алгоритмов коррекции артефактов (крайне важно для СМП), большой объем и хорошая организация памяти, несложная и интуитивно понятная система управления монитором - вот далеко не полный список требований к модели, которая в руках понимающего специалиста позволяет реализовать разнообразные возможности метода, которые были рассмотрены в статье.
Литература
Зислин Б. Д., Чистяков А. В. Мониторинг дыхания и гемодинамики при критических состояниях.
Кривский Л.Л. Капнография и пульсоксиметрия.
Шурыгин И. А. Мониторинг дыхания.
Andrew Griffiths , Tim Lowes, Jeremy Henning . Pre-Hospital Anesthesia Handbook.
M.R. Pinsky D. Payen (Eds.) . Functional Hemodynamic Monitoring
Данный аппарат предназначен для клинического контроля пациентов, имеющих заболевания сердечнососудистой системы, дыхательной системы, а также больных после инфаркта миокарда и инсульта. Еще одно предназначение пульсоксиметра – это контроль состояния здоровья спортсменов, испытывающих повышенную физическую нагрузку.
Пульсоксиметры активно задействованы в пульмонологии, анестезиологии, терапии. Кроме того, аппараты могут быть использованы врачами скорой помощи, а также пациент может пользоваться пульсоксиметром самостоятельно, в домашних условиях. Сейчас промышленностью выпускаются пульсоксиметры двух видов. Первая разновидность – это пульсоксиметры стационарного назначения. Такое устройство наделено довольно точным измерением сатурации, и предназначено для более длительного контроля над состоянием больного.
Благодаря таким приборам, полученная информация является более развернутой. К примеру, на графический экран выводится пульсовая фотоплетизмограмма, то есть, форма объемной пульсовой волны. Также отображается кровоток на участке тела, где произведена установка датчика. Местом закрепления датчика является палец пациента, можно для этой цели использовать мочку уха.
В настоящее время максимально практичными, и к тому же универсальными пульсоксиметрами считаются устройства, с помощью которых можно передавать измеряемые данные на компьютер, с использованием системы Bluetooth. На пациенте размещается легкий датчик, имеющий передающее устройство. К тому же, имеется возможность получения качественной картины на персональном компьютере, поэтому оценить состояние здоровья специалисту легче.
Вторым вариантом является портативный пульсоксиметр, отличающийся удобством, незначительным весом, маленькими габаритами. С учетом своих небольших размеров, аппарат можно взять на работу, или использовать в местах отдыха, загородных поездках, и прочее. Имея такой аппарат, мониторинг можно осуществлять дома в удобное для пациента время. Устройство имеет миниатюрный размер, крепление производится на пальце, подходи для этого и ушная мочка. Чтобы использовать пульсоксиметр, специальных медицинских знаний не требуется, поэтому с задачей легко справится не только взрослый человек, но и ребенок.
Выбирая пульсоксиметр, необходимо обратить внимание на ряд основных технических характеристик. Это скорость перехода аппарата в рабочий режим, отчетливое изображение результата. В это входит формат цифр, наличие цветного дисплея, изменение ракурса во время просмотра, яркость экрана. Естественно, точность имеет первостепенное значение. Среди прочих важных факторов можно назвать ударную стойкость и энергетическую экономичность.
Важной деталью считается конструкция самого датчика – одноразовая наклейка, чехол, прищепка. По мнению специалистов, перед окончательным выбором пользователю следует примерить различные виды.
Разнообразие приборов медицинского предназначения на современном рынке приводит к тому, что некоторые покупатели откровенно не понимают принцип работы того или иного аппарата. Речь идет о пульсоксиметре и о принципе его работы. На территории нашего государства данный прибор появился относительно недавно, но уже успел себя зарекомендовать в среде медицинских работников, да и простых обывателей, которые ценят здоровье.
Принцип работы пульсоксиметра направлен на определение количественного показателя кислорода в артериальной крови, и измерение пульса. Всем нам известно, что человеческое тело не сможет прожить без этого полезного химического элемента и пяти минут. Нехватка кислорода часто ведет к гипоксии, при которой происходят непоправимые изменения в мозгу, в результате которых человек может даже впасть в коматозное состояние.
До недавнего часа для определения степени проникновения кислорода в кровь и ко всем клеточкам организма, необходимо было сдать ряд анализов. Медики, работающие на скорой помощи, были вынуждены использовать старые способы диагностики, например, зеркало, которое подносили к носовой или ротовой полости бессознательного человека. По следу на зеркале и по ощупыванию пульса выявляли, есть у человека дыхание или отсутствует. Такие манипуляции требовали затраты времени, и поэтому больные не выживали, так как до терапии попросту не доходило дело.
С того момента как начали использовать пульсоксиметр, ситуация кардинально переменилась. Прибор прост в использовании, имеет компактные размеры, дополнительные функции и различную частоту применения. Достаточно включить пульсоксиметр, закрепить датчик на пальце руки или мочке уха, выждать пару секунд и ознакомиться с результатом. Полученный показатель указывает на то, какой уровень интенсивности работы сердца, достаточен ли он для полноценного функционирования организма или требуется срочная кислородотерапия.
Сфера применения пульсоксиметров достаточно обширна, но, как правило, незаменимы они именно в каретах скорой помощи, операционных, реанимациях и отделениях интенсивной терапии. Пригодится прибор для беременных женщин, которым особенно важно не допустить кислородной недостаточности, которая является основной причиной возникновения гипоксии у плода. Людям с заболеваниями органов дыхания также рекомендовано приобретение пульсоксиметра.
