Как работает пульсоксиметр при коронавирусе?

Пандемия Коронавируса поставила новые вызовы перед медиками всего мира. Легкие человека при коронавирусе находятся под ударом.

Что такое пульсоксиметр?

Пульсоксиметр (англ. pulse oximeter) — медицинский контрольно-диагностический прибор для неинвазивного (без забора крови) определения уровня сатурации крови, а также ЧСС (пульса) у взрослых и детей. Использование возможно в домашних или в больничных условиях (включая клиническое использование в терапии/хирургии, при анестезии или интенсивной терапии).

Пульсоксиметр — один из контрольно-диагностических приборов, которые помогают в домашних условиях распознать возможные легочные патологии, вызванные в том числе и коронавирусом.

Почему при коронавирусе важно знать уровень кислорода в крови?

Одним из важных критериев, по которому врачи принимают решение о госпитализации пациента при Covid-19 — показатель насыщения крови кислородом (сатурация). Сатурация отражает степень дыхательной недостаточности.

Пульсоксиметр на запястье

При поражении легких коронавирусной инфекцией и последовавшей пневмонией, может произойти нарушение поступления кислорода в кровь. Следовательно, при бессимптомном коронавирусе можно вовремя диагностировать поражение легких по падению уровня кислорода. Для этого полезно иметь при себе пульсоксиметр.

При недостатке кислорода человек начинает неосознанно дышать глубже и быстрее. Это вызывает еще большее воспаление и усугубляет пневмонию, при которой уровень кислорода упадет еще больше. На лицо эффект снежного кома. Лучше купить пульсоксиметр, чем постоянно ходить на КТ или пить антибиотики.

На какие показатели нужно обратить внимание при коронавирусной болезни?

Пропустить сатурацию 93% легко. Пациенты не чувствуют одышки субъективно, зато имеют выраженную слабость, и она является аналогом одышки. Сатурация 93% может не сопровождаться возбуждением и тревогой. Часто при этом пациент просто не может встать и дойти до компьютера, телефона, туалета; испытывает повышенную сонливость.

Оксана Станевич — инфекционист Центра по лечению COVID-19 Первого СПбГМУ им. И. П. Павлова

Повод для повторного вызова врача у пациентов младше 60 лет:

• лихорадка выше 38 °C;
• продолжающаяся слабость;
• падение сатурации на 5—9 день болезни до 95% и ниже при изначальной сатурации 98—99%.

Пациенты старше 60 лет изначально в группе риска, поэтому можно не ориентироваться на сатурацию, а принимать во внимание только лихорадку, слабость. Если наблюдаются эти признаки, вызывать врача нужно, даже если сатурация 95—96%.

Преимущества пульсоксиметра при коронавирусе

При использовании пульсоксиметра диагностика производится неинвазивно, а результат измерений известен менее чем за минуту. В организме здорового человека содержание кислорода в крови должно находиться на отметке выше 95%. Значение менее 92% уже говорит о дыхательной недостаточности.

Человек с отклонениями от нормы должен задуматься о возможных тяжелых формах заболевания и обратиться к медикам.

Почему важно знать уровень кислорода в крови в период пандемии?

Один из двух параметров, которые определяет пульсоксиметр, — это насыщение крови кислородом.

Уровень насыщения крови кислородом — это один из показателей, по которому можно определить наличие коронавируса в организме человека. CoViD поражает лёгкие. При пневмонии в них нарушается переход кислорода из воздуха в кровь. Соответственно, падает уровень гемоглобина.

Именно этот процесс и фиксирует пульсоксиметр. Он определяет, нужна ли пациенту искусственная вентиляция лёгких. Уровень кислорода в крови учитывают, когда решают, требуется ли пациенту госпитализация.

Пульсоксиметр — это медицинский прибор. Он элементарно прост в использовании, и его можно найти в любой аптеке. Это прищепка, которая надевается на палец и через 10–20 секунд показывает уровень кислорода в крови и пульс.

Алгоритм действий следующий: пристёгиваете датчик к пальцу, сидите неподвижно, измеряете содержание кислорода в крови. Прибор определит среднее значение насыщения за это время.

Как работает пульсоксиметр?

В составе красных кровяных клеток есть белок гемоглобин. Он переносит кислород. Количество гемоглобина c кислородом в венах и артериях разное — в артериях больше. Чем его больше, тем более яркая кровь. Пульсоксиметр определяет эту самую яркость и позволяет определить уровень гемоглобина в артериальной крови.

Цифра выражается в процентах, она показывает, какое количество кислорода переносит гемоглобин. Если пульсоксиметр показывает 98%, это значит, что 98% гемоглобина переносит кислород, а 2% — нет.

— До пандемии пульсоксиметр применялся преимущественно анестезиологами. Во время операции врачу нужно знать содержание кислорода в крови, чтобы держать состояние пациента стабильным, — рассказал сердечно-сосудистый хирург Владимир Хорошев.

Какова норма уровня кислорода в крови?

Существует три стадии:

• 95–100% — норма.
• 94% — нужна консультация врача. Возможно, у пациента гипоксия.
• Ниже 90% — критическое состояние, требуется экстренная медицинская помощь.

Есть ли смысл покупать пульсоксиметр?

Врачи рекомендуют покупать его. Он должен быть в доме — как градусник и весы. За уровнем кислорода в крови нужно следить, чтобы быть уверенным в состоянии своего здоровья.

Есть три основные причины купить пульсоксиметр в пандемию:

1. Чтобы не паниковать лишний раз. Ощущение заложенности в грудной клетке и одышка далеко не всегда связаны с коронавирусом. Усталость, более лёгкие заболевания также могут приводить к подобным ощущениям. Если уровень кислорода в крови выше 95%, можно не переживать за здоровье.

2. Чтобы определить болезнь на ранней стадии. Человек чувствует дискомфорт, но не придаёт ему значения. В этом случае низкий уровень кислорода позволит насторожиться и вызвать врача, чтобы быть уверенным в состоянии здоровья.

3. Чтобы помочь врачу. С данными о температуре, пульсе и насыщении крови кислородом ему проще определить ваше состояние, даже при консультации по телефону.

Какой пульсоксиметр выбрать?

Любой. Это медицинские приборы, соответствующие всем необходимым стандартам для точного определения состояния пациента.

— Аптечные пульсоксиметры безукоризненно точно показывают содержание кислорода в крови. Это те же приборы, которые применяют врачи, — пояснил Владимир Хорошев.

Пульсоксиметры подорожали?

Да, но несущественно. В «Авито» сообщили Лайфу, что москвичи активно ищут пульсоксиметры. Так, в октябре спрос на них увеличился в 3,7 раза по сравнению с сентябрём. При этом они подорожали на 21%: их стоимость составила 1800 рублей.

На «Яндекс.Маркете» цены также возросли — примерно на 20%. Впрочем, не на всё. Лайф изучил динамику цен самых популярных моделей. Цена на пульсоксиметр Armed YX200 даже снизилась — в октябре этого года он стоил в среднем 3655 рублей, а в ноябре — 3500 рублей. А на CONTEC CMS50D цена повысилась — с 4028 до 4690 рублей. На Choicemmed MD300C22 также поднялась — с 4260 до 4964 рублей.

Умные часы и фитнес-трекеры тоже замеряют уровень кислорода в крови. Ими можно пользоваться?

Нет. Их производители постоянно подчёркивают, что эти аксессуары не являются медицинскими приборами, показатели уровня кислорода в крови, полученные умными часами, приблизительные. Врачами они не воспринимаются как значимый фактор при диагностике.

Мы протестировали Apple Watch Series 6 с пульсоксиметром. Показатель уровня кислорода в крови меняется от множества факторов. В частности, от положения часов. Если спустить их с лучевой кости на изгиб запястья, уровень снизится. Ослабить ремешок — тоже. Затянуть — показатель сильно повысится. Надёжнее приобрести медицинский прибор по цене в десять раз дешевле и быть в нём уверенным.

Больше о гаджетах, технологиях и приложениях — в нашем Telegram-канале.

Пульсоксиметр – это похожий на прищепку прибор для измерения сатурации (SpO2 – процента гемоглобина, насыщенного кислородом, по отношению ко всему гемоглобину в крови). Назначение медицинского изделия – измерение пульса, выявление дыхательной недостаточности, возникающей вследствие хронических заболеваний, поражений и пороков развития органов и систем. Её причинами могут стать болезни лёгких (туберкулёз, саркоидоз, бронхиальная астма, пневмония и пр.), сердечно-сосудистой системы (тахикардия, инфаркт, гипертензия и т. д.), центральной нервной системы и пр. Снижение SpO2 может быть признаком коронавирусной инфекции, частым осложнением которой выступает пневмония. Пульсоксиметр позволяет распознать опасность и вовремя определить пациента в больницу.

Способы определения сатурации

Снабжение организма кислородом связано со способностью гемоглобина крови связывать его. Причиной дыхательной недостаточности во многих случаях является снижение этой способности. Сатурация не измеряет насыщение крови кислородом. Она определяет процент гемоглобина, связанного с кислородом, в артериальной крови.

Способами точного определения уровня насыщения кислородом крови являются:

• Газовый анализ;
• Пульсоксиметрия.

Первый требует специальной подготовки: забор крови осуществляют из прокола. Результаты получают в течение, как минимум, дня. Его опасно делать людям, страдающим нарушением свёртываемости крови, остановить кровотечение даже из небольшого прокола у которых бывает сложно. Однако в клинических условиях он иногда предпочтительнее, так как даёт более полную картину состава крови и жизненных показателей пациента (pH, углекислый газ, парциальное давление, бикарбонаты и т. д.).

Основное, для чего предназначен пульсоксиметр – это анализ уровня сатурации без необходимости прокола. Прибор надевается на палец наподобие прищепки и выдаёт точные результаты в течение нескольких секунд.

К его плюсам относятся:

• Одновременное определение частоты пульса;
• Возможность проведения длительного мониторинга.

Последнее особенно важно в работе врачей скорой помощи, которым на месте необходимо диагностировать болезнь и у которых нет сложного оборудования. Прибор решает две задачи, выступая основным монитором показателей больного в течение длительного времени.

В период пандемии устройство стало особенно важно и должно быть в наборе любого врача, работающего по вызову, так как одним из признаков COVID-19 является дыхательная недостаточность из-за малого насыщения крови кислородом.

Уровень сатурации как свидетельство дыхательной недостаточности при COVID-19

Пульсоксиметр выявляет показатели нормы и отклонений SpO2 у взрослых:

• Для здоровых людей значение должно составлять от 95% до 100%;
• Снижение SpO2 до 94% является рекомендацией к обследованию;
• При уровне 93% обычно производится госпитализация в стационар;
• 90% и меньше – признак гипоксии и показание для экстренного лечения.

С точки зрения коронавирусной инфекции, SpO2 интерпретируются таким образом:

• Лёгкое течение болезни обычно на него не влияет;
• Среднее характеризуется значениями 94% – 95%;
• Тяжёлое состояние – 93% – 90%.

У детей (на уровне моря) наблюдается отклонение сатурации в 1%, то есть норма составляет 94% – 100%. У новорождённых в первый час она может быть около 90%.

В основе работы устройства лежит оксиметрия – сравнение количества HbO2 (насыщенного кислородом гемоглобина) с RHb (не насыщенным кислородом гемоглобина) артериальной крови. Это становится возможным благодаря различию в способности светопоглощения HbO2 и RHb.

Принцип действия медицинского пульсоксиметра заключается в том, что он анализирует соотношение потоков красного (R) и инфракрасного (IR) излучения, дошедших до приёмника, и на основе этого выдаёт довольно точную сатурацию.

Принцип оксиметрии основан на том, что:

• RHb (гемоглобин, не содержащий кислород) поглощает красный свет, слабо задерживает инфракрасный;
• HbO2 (гемоглобин, 1 молекула которого содержит 4 молекулы кислорода) поглощает инфракрасный свет, слабо задерживает красный;
• Фотодетектором (приёмником) прибора оценивается соотношение R и IR после прохождения света от источника через участок ткани (например, палец).

В результате по соотношению красного и инфракрасного излучения определить процент гемоглобина, обогащённого кислородом.

На дисплее пульсоксиметра видна кривая – фотоплетизмограмма (ФПГ). Она появляется благодаря фиксации пульсации артерий и артериол и позволяет выявить ЧСС, а также оценить периферический кровоток.

Пульсоксиметр работает по сложным алгоритмам, учитывающим множество нюансов, например слои тканей, которые просвечивает излучение, включая кровь, остающуюся в артериолах к концу каждой пульсации; фоновое, текущее излучение и т. д.

Фотодетектор фиксирует различие между фоновым и текущим излучениями на пике пульсовой волны, и на его основе рассчитывается SpO2 – степень насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом.

В результате небольшой прибор, без необходимости прокола тканей и забора крови, позволяет в любое время получить данные о:

• Сатурации;
• ЧСС (пульсе);
• Периферическом кровотоке.

Большинство современных пульсоксиметров действуют именно по такой схеме. Они могут быть разных размеров, надеваются на мочку уха или палец пациента, но строение одинаково: каждый имеет источник излучения на одной стороне и датчик на другой.

Виды и применение пульсоксиметров

На рынке представлен большой выбор приборов разных размеров и видов. Не все они одинаковы и в равной степени точны. Одни предназначены для одновременного замера, другие – для мониторинга. Есть стационарные модели для лечебных учреждений, портативные для домашнего использования и врачей скорой помощи. Одни крепятся на мочку уха, другие на палец.

Разные типы пульсоксиметров

Прищепки – они надеваются на палец и обеспечивают однократное измерение сатурации. Питание от сменных батареек позволяет брать их на выезд. Хотя приборы уступают газовому анализу крови, но в пределах значений SpO2 90% – 100% они дают точные результаты. Этого достаточно для определения состояния пациента врачом и самодиагностики. Проверьте наличие у медицинского изделия Регистрационного удостоверения.

Устройства круглосуточного мониторинга – внешне выглядят почти как приборы первой группы, но от пульсоксиметра отходит шнур, соединённый с браслетом с монитором. Чаще всего применяются для мониторинга маломобильных и немобильных пациентов. Питание прибора осуществляется от сети, аккумулятор может выдержать до 500 перезарядок. Эти устройства дают довольно точные показания. Они также должны быть зарегистрированы.

Фитнес-трекеры и умные часы порой тоже называют пульсоксиметрами. Однако, пользуясь ими, нужно осознавать, что принцип их работы отличается от оксиметрии: излучение проходит не через ткани насквозь, а отражаясь от артерий и артериол и «возвращаясь» на датчики, передающие его в приложение. Результатов научного тестирования, доказывающих достоверность показаний фитнес-трекеров и умных часов, пока нет. Причислять их к медицинским приборам преждевременно, так как в этом качестве ни одни из них не зарегистрированы.

Как мерить сатурацию пульсоксиметром

Измерение уровня сатурации портативными приборами возможно в ЛПУ, в местах скопления людей, на производствах, проходных и т. д. Требования к недопущению распространения коронавирусной инфекции жёсткие, поэтому они применяются практически повсеместно.

Кроме того, люди с хроническими заболеваниями должны знать, как правильно пользоваться пульсоксиметром в домашних условиях.

Это не требует специальных навыков:

• Нужно положить расслабленную руку на стол или кровать (если пациент лежит);
• Устройство в виде прищепки легко закрепляется. При этом датчик должен быть у основания ногтя;
• Во время снятия показаний нельзя совершать резкие движения, лучше вообще не шевелиться, не разговаривать;
• Об окончании единовременного замера свидетельствует звуковой сигнал.

Уровень SpO2 у человека меняется в течение суток, поэтому показания лучше снимать, как минимум, два раза. Необходимо проводить замеры на одном и том же пальце, чтобы не было разницы.

Утреннее измерение показывают сатурацию в состоянии покоя. Его лучше делать сразу по пробуждении. Можно повторить замер несколько раз для получения динамики.