Методики определения насыщения крови кислородом

Одним из важных процессов в организме является насыщение кислородом крови. Кислород, поступающий в легкие, насыщает кровь, которая затем переносит его в различные органы и системы при помощи гемоглобина.

Гемоглобин содержится в красных форменных элементах кровяных клеток — эритроцитах. Степень насыщения кислородом напрямую отражает его уровень. В медицине этот процесс называют сатурация. У здорового человека почти весь гемоглобин связан с кислородом, норма составляет 96-99%.

Процентное отражение насыщенности крови кислородом называется — индексом сатурации. Если этот показатель падает ниже 95%, то можно говорить о каких-либо нарушениях в работе дыхательной и сердечно-сосудистой систем. К тому же снижение этого показателя может свидетельствовать о наличии анемии, то есть дефицита железа. При хронических заболеваниях органов дыхания и сердца снижение сатурации говорит о тяжелом течении заболевания. Лицам, имеющим, заболевания легких и бронхит, необходимо обращать пристальное внимание на уровень насыщения крови кислородом. На это влияют внешние факторы окружающей среды.

В больших городах и вблизи заводов и фабрик содержание кислорода в атмосфере бывает существенно снижено. Это вынуждает дышать более поверхностно и недостаток кислорода становится еще большим. Потребности многих людей в кислороде не удовлетворяются, поэтому в настоящее время заболевания дыхательной системы и сердца являются очень распространенными. Астма, болезни легких — это результат плохой насыщенности кислородом организма.

Норма в соотношении кислорода и углекислого газа определяется вентиляцией и кровотоком. Если углекислого газа больше, то организм не насыщается в достаточной степени. Это состояние характеризуется повышенной утомляемостью, неспособностью сконцентрироваться на чем-либо. При преобладании кислорода в этом равновесии можно судить о достаточной насыщенности, а иногда возникает избыточное насыщение кислородом. В таком случае человек чувствует себя не очень хорошо. Может разболеться голова, возникает сонливость и утомление. Обычно перенасыщение кислородом возникает после длительного пребывания на природе, особенно это состояние часто возникает у тех, кто живет при постоянном кислородном голодании.

Постоянные отклонения в ту или другую сторону одинаково негативно сказываются на здоровье. От того, насколько кровь в организме насыщенна кислородом, зависит образ жизни человека, и наоборот, от образа жизни зависит насыщенность кислородом систем и органов. Малоподвижная жизнь, редкое пребывание на природе, отсутствие пеших прогулок — все это причины сатурации.

Как определяют индекс сатурации

Сатурация определяется в процентном содержании и отражает насыщенность крови кислородом. Метод определения сатурации называется пульсоксиметрией. Соответственно прибор, ее измеряющий — пульсоксиметр. Сначала аппарат использовали только в палатах интенсивной терапии, а затем он стал общедоступным и успешно применяется даже в домашних условиях. Принцип работы прибора не требует забора крови или еще каких-то неприятных процедур. Для измерения степени насыщенности нужно приложить прибор к уху или подушечке пальца. Встроенный в него процессор обрабатывает данные и показывает уровень сатурации. Но в использовании пульсоксиметра есть несколько особенностей. В организме человека присутствуют два вида гемоглобина — восстановленный и оксигемоглобин. Второй насыщает кислородом ткани организма. Пульсоксиметр должен определить эти разновидности. Определение происходит при помощи встроенных светодиодов, которые испускают волны разной длины и определяют вид гемоглобина.

Причины снижения индекса сатурации

Недостаточное насыщение крови кислородом может возникать по разным причинам. Наиболее распространенные из них:

• недостаточное количество гемоглобина в крови либо понижение его чувствительности к кислороду;
• нарушение вентиляционной способности легких, например отеки;
• нарушена механика дыхания: апноэ или диспноэ;
• недостаток поступающей в малый круг кровообращения крови;
• пороки сердца;
• пребывание в высокогорной местности;
• нарушение циркуляции в большом круге.

В связи с причинами снижения насыщенности крови появляются симптомы этого состояния:

• головокружение;
• слабость, вялость;
• одышка;
• снижение АД.

Наличие таких признаков может свидетельствовать о существенном недостатке кислорода в крови и о возможных патологических процессах, начинающихся в организме. При запущенных формах сатурации может наступить геморрагический шок. Последствия такого состояния могут быть весьма серьезными для организма.

Как насытить кровь кислородом

При насыщении кислородом крови улучшается работа всех систем и органов, ускоряются процессы метаболизма и обмена в клетках и тканях, улучшается и самочувствие человека. Важно, чтобы было достаточное содержание кислорода, так как его дефицит негативно влияет на работу центральной нервной системы, мозга и других систем. Причем значение имеет не содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, а парциальное давление кислорода. Переход кислорода из легких в кровь, а из нее в тканевую жидкость происходит под влиянием этого давления. Парциальное давление уменьшается при увеличении высоты местности по отношению к уровню моря. То есть в высокогорных районах парциальное давление существенно снижается, и возникает недостаток кислорода.

Среди методов насыщения крови кислородом существуют как простые и вполне доступные каждому, так и медицинские методы.

1. Физические упражнения. При их выполнении кровь активно насыщается кислородом. Особенно хорошо подходит бег трусцой. Он заставляет легкие работать и ускоряет обмен кислорода и помогает повысить его уровень. К тому же такие нагрузки повышают жизненную емкость легких, от которой зависит насыщение крови.
2. Кислородные коктейли. Эта процедура стала весьма популярной и доступна каждому. Но прием кислородных коктейлей — всего лишь приятная процедура, и насытить кровь кислородом она не поможет. Через желудочно-кишечный тракт кислород не может всасываться в кровь.
3. Дыхательная гимнастика. Это один из главных методов, позволяющих увеличить насыщенность крови. Самое популярное упражнение из этого комплекса — короткий вдох через нос и длинный выдох через рот. В результате кровь насыщается кислородом, а концентрация углекислого газа снижается. Дыхательная гимнастика показана и при заболеваниях, связанных с дыхательной системой, когда физические упражнения могут быть запрещены или существенно ограничены.
4. Прогулки на свежем воздухе помогут повысить уровень кислорода. Нужно гулять хотя бы два часа в день, во время прогулок нужно постараться находиться подальше от проезжей части. Прогулки лучше осуществлять в парках, где много деревьев и нет машин. В сочетании можно делать дыхательную гимнастику.
5. Оксигенация. Этот метод применяют для лечения острой дыхательной недостаточности. Оксигенацией называют инвазивный экстракорпоральный метод насыщения крови. Его применяют в медицине. Используется в неонатологии, в кардиологии для того, чтобы поддерживать жизнь организма при операциях. Но при лечении оксигенацией есть противопоказания — это эпилепсия, гипертония и клаустрофобия.

Для того чтобы насытить свой организм кислородом и не испытывать его недостатка, необходимо вести активный образ жизни и находить время для прогулок и занятий спортом.

Причем во время физической активности насыщаться будет и головной мозг, а это способствует улучшению памяти, работоспособности и сообразительности. При таком режиме жизни не только организм будет насыщаться кислородом, но и улучшится настроение и общее самочувствие человека.

Как проверить насколько насыщенная у человека кровь кислородом. Есть один простой метод. Для этого нужно задержать дыхание и отсчитать, сколько времени человек может не дышать. Если время задержки дыхания приближается к одной минуте, то это норма.

Соавтором этой статьи является Tapan Abrol, MD. Доктор Аброл —специалист по двигательным расстройствам в Медицинской школе Икана в Нью-Йорке. Окончил ординатуру по неврологии в Луисвиллском университете в 2017 году.

Количество источников, использованных в этой статье: 35. Вы найдете их список внизу страницы.

Пульсовая оксиметрия и газометрия крови позволяют определить количество кислорода в вашей крови. [1] У здорового человека нормальный уровень насыщения крови кислородом составляет от 97% до 99%. [2] Пониженное содержание кислорода в крови называется гипоксемией. [3] Врач может назначить вам анализ для определения уровня кислорода в крови при различных заболеваниях, чтобы поставить точный диагноз и назначить подходящее лечение. И пульсовая оксиметрия, и газометрия артериальной крови нашли широкое применение в медицине; последний метод более точен, в то время как первый позволяет отслеживать уровень кислорода в крови в течение определенного периода времени. [4] [5]

Основным показателем здорового функционирования органов и систем организма, является количество, которым насыщается артериальный состав крови молекулами кислорода.

Этот индекс отражается на количестве молекул эритроцитов и его можно определить при помощи методики измерения пульсоксиметрии.

Что такое нсатурация?

Вдыхаемый человеком воздух попадает на первоначальном этапе в легкие, где существует мощная сеть системы капилляров, которая и поглощает из воздуха кислород, необходимый для работы всех систем и органов, а также для процесса метаболизма в организме, и синтезирования в организме молекул и веществ.

Чтобы ионы кислорода были доставлены на место его потребление, в организме предусмотрены для этих целей молекулы эритроцитов, что заполняются молекулами красного пигмента (гемоглобина), который и служит транспортировщиком кислорода по всем клеткам организма.

Одна молекула красного пигмента (гемоглобина) в составе эритроцита способна взять с собой «на борт» 4 молекулы кислорода.

Процесс насыщения молекул гемоглобина в составе эритроцитов, которые содержатся в составе крови — называется процессом сатурация.

Если гемоглобин применяет в работе все свои резервы и набирает по 4 молекулы кислорода на каждую свою молекулу — тогда сатурация отмечается 100,0% в обеспечении жизнедеятельности клеток органов и в работоспособности молекул эритроцитов.

Для нормального функционирования всех органов и клеток систем — достаточно, чтобы был уровень сатурации от 95,0% и выше.

В медицине по сатурации оценивается состояние больного под действием наркоза в период оперативного хирургического вмешательства на организм.

Когда кислорода в крови норма, человек чувствует себя здоровым, если же индекс сатурации начинает падать, то это явный признак развития в организме патологического заболевания. Необходимо сразу сделать диагностику организма на выявления патологии.

Резкое снижение сатурации происходит при заболеваниях системы дыхания и болезней бронхов и легких.

Метод контролирования в крови кислорода — пульсоксиметрия

Контролировать сатурацию в крови необходимо постоянно, особенно людям, которые страдают патологиями системы кровотока и системы кроветворения. Для контроля сатурации придуман прибор для измерения сатурации — пульсоксиметр.

Принцип работы данного прибора пульсоксиметра разработан на основании дифференцированного светового поглощения молекулами гемоглобина и различная при измерении получается световая волна, которая и определяет насыщенность гемоглобина молекулами кислорода.

Прибор пульсоксиметр основан на действии двух по длине волн:

• Волна длинной 660,0 нм — называется красная волна;
• Длина волны 940,0 нм — имеет название инфракрасная волна.

Алгоритм выполнения пульсоксиметрии

Также в приборе пульсоксиметр находится процессор с монитором и фотоприемник, которые:

• Снимают информацию при помощи периферического датчика, имеющего 2 волны для снятия информации сатурации;
• Степень поглощения красных и инфракрасных волн происходит от уровня сатурации в составе крови;
• Поток света, что не востребован кровью, забирает на себя фотоприёмник;
• Данные передаются на процессор, он их обрабатывает, переводит в необходимые проценты и подает на экран монитора.

При методике пульсоксиметрии, сатурация состава крови определяется не дольше, чем за 20 секунд после проведения процедуры.

Виды пульсоксиметра

Пульсоксиметр определяет артериальный компонент при объеме крови во время пульсации.

Данная процедура пульсоксиметрия имеет 2 вида работы:

• Трансмиссионный вид определения сатурации;
• Вид отражённой сатурации.

При трансмиссионном типе анализа применяется волна света, проходящая через ткани организма.

Датчики, которые излучают волну и датчики, принимающие поток световой волны, расположены параллельно один другому. Измеритель для исследования и фотоприемник располагается на пальце, а также можно разместить их, на ухе, или крыле носовой пазухи.

При отражённом типе определения сатурации датчики приема и излучения волны расположены рядом.

Прибор, который основан на рабочем принципе отражения, может снять информацию по насыщению состава крови кислородом с различного участка тела:

• С лицевой части;
• На животе;
• На верхней конечности в районе предплечья;
• На нижней конечности с голени.

Коэффициенты двух видов замера сатурации при пульсоксиметрии — почти одинаковы.

В клиниках применяются стационарные пульсоксиметра, а в домашних условиях можно применять портативные аппараты, которые бывают:

• Определение показаний с помощью прибора, одевающегося на палец;
• Оксипульсометр для детей — можно использовать для определения насыщения кислородом крови у новорожденных;
• Пульсоксиметр запястный.

Перед тем, как использовать портативный тип пульсоксиметра обязательно должна быть изучена инструкция по применению.

Как пользоваться в домашних условиях пульсоксиметром?

После того, как тщательно была изучена инструкция, можно измерить сатурацию и определить, какая насыщенность крови молекулами кислорода:

• Оксиметрия у взрослых (замер содержания кислорода в составе крови) проводится в плохо освещённом помещении;
• При измерении сатурации, человек не должен нервничать;
• Устройство должно быть полностью заряжено, если оно работает от сети, тогда включённым в розетку;
• Датчик аппарата надеть на определенное место, которое указано в инструкции по применению на конкретную модель пульсометра;
• Результат пульсоксиметрии определяется и выдается на дисплей за несколько секунд;
• Для измерения в условиях дома, больной должен знать, сколько должно быть кислорода в составе крови. Если прибор показал слишком низкий индекс, рекомендовано пройти проверку методом пульсоксиметрии в клинике, чтобы знать свои конкретные показатели сатурации.

Показания для замера сатурации по методу пульсоксиметрии

Назначают инструментальный анализ проверки насыщения состава крови молекулами кислорода при следующих состояниях организма и патологиях:

• При недостаточности дыхательной системы и ее органов, независимо от ее этиологии;
• При лечении оксигенотерапией;
• При оперативных вмешательствах в организм;
• В реабилитационный период после операции на сосудах;
• При патологии системы кровотока;
• В период лечения заболеваний, которые связаны с целостностью сосудов;
• При генетических наследственных патологиях системы гемостаза;
• При врождённой патологии разрушения молекул эритроцитов;
• При анемии различной этиологии;
• При развитии ночного апноэ;
• При гипоксии внутренних жизненно важных органов;
• При гипоксии клеток головного мозга;
• При хронической патологии гипоксемия.

Замер сатурации по методу пульсоксиметрии

Измерение сатурации методом пульсоксиметрии ночью

Иногда необходимо применить пульсоксиметрию в ночное время, для того, чтобы в этот временной промежуток замерить уровень сатурации. У человека во время сна может развиваться ночное апноэ, или же другие патологии, при которых есть вероятность возникновения полной остановке дыхания.

Данное состояние очень опасно не только для человеческого организма, но и для жизни больного. Довольно часто такие патологии вызывают летальный исход в процессе сна.

Приступы ночного апноэ, при которых наступает остановка дыхания, может развиваться при следующих патологиях в организме:

• Ожирение;
• Заболевания сердечного органа;
• Недостаточность сердечного типа;
• Заболевание системы кровотока;
• При нарушении кровоснабжения клеток головного мозга кровь;
• При сбое в эндокринной системе;
• Заболеваниях щитовидной железы;
• Патология микседема;
• При артериальной гипертензии;
• Болезни лёгких.

Такое нарушение дыхания в период сна, может свидетельствовать о кислородном голодании органов в то время, когда человек спит. По причине такого кислородного голодания развивается апноэ, которое мешает человеку нормально спать.

Люди, храпящие в момент сна, жалуются на такую симптоматику после ночного отдыха:

• Очень плохой и поверхностный сон;
• Желание поспать днём;
• Раздражительность;
• Слабость организма;
• Боль в голове;
• Учащённое сердцебиение;
• Разбитость всего организма.

Выявить, действительно ли происходит снижение содержание кислорода в составе крови при ночном апноэ — поможет измерение сатурации аппаратом пульсоксиметром.

Алгоритм действия ночной пульсоксиметрии

Компьютерный тип пульсоксиметрия, что проводится в ночное время, занимает большой временной промежуток, при котором постоянно производится контроль сатурации. Кроме сатурации данный тип пульсоксиметрии проверяет и контролирует пульс спящего человека, характер и тип волны пульса.

Прибор пульсоксиметр определяет насыщение крови кислородом более чем 30,0 тысяч раз за весь ночной период сна.

Компьютерная пульсоксиметрия может использоваться и дома, не обязательно, это должна быть палата стационара. В стационарных условиях пульсоксиметрию проводят только в том случае, если состояние пациента такое, что его необходимо лечить в стационаре клиники.

Алгоритм работы пульсоксиметрии в период сна пациента:

• Датчик прибора одевается на запястье, или же на палец одной руки. При компьютерном типе пульсоксиметрии аппарат включается в рабочее состояние автоматически и также автоматически фиксирует всю информацию за исследуемый период времени;
• Пульсиметр на протяжении всего периода времени должен находиться на руке, его нельзя снимать. Каждый раз, когда пациент выходит из состояния сна (просыпается), датчик пульсоксиметра фиксирует данное состояние;
• Прибор с руки снимается только утром, и результаты исследования изучаются лечащим доктором.

Пациент, которому проводится пульсоксиметрия, должен ложиться спать в условиях, сопутствующих комфортному сну:

• Температура в спальне должна быть не менее 20 градусов по Цельсию, а максимальная, не выше 23 градусов;
• Перед сном не принимать снотворные препараты;
• Накануне сна не принимать седативные лекарственные средства;
• На ночь не пить чай, а также кофеиносодержащие напитки;
• Не переедать на ужин и исключить из меню ужина жирную пищу.

Если зафиксированы показатели нормы, тогда необходимо искать этиологию апноэ, но если сатурация при ночном сне снижается ниже чем 88,0%, тогда можно говорить о кислородном голодании в ночной период времени.

Как подготовить организм к исследованию методом пульсоксиметрии?

Метод пульсоксиметрии безопасный и применяется даже в период беременности, и в период грудного вскармливания малыша. Пульсоксиметром замеряют сатурацию у новорождённых детей.

Для того чтобы прибор выдал нормальные показания, необходимо накануне подготовить организм к данной процедуре:

• Не принимать накануне никаких стимуляторов;
• Не принимать в течение последних суток транквилизаторы;
• Не употреблять за 2 суток до процедуры алкогольные напитки;
• Ограничить на пару суток прием седативных препаратов;
• Не курить хотя бы несколько часов до проведения пульсоксиметрии;
• За 2 — 3 часа до манипуляций не кушать;
• Не пользоваться кремом в тех местах, где будет крепиться датчик.

Преимущества методики пульсоксиметрии

Данная методика инструментальной диагностики состава крови имеет много преимуществ:

• Не инвазивный метод определения концентрации в составе крови кислорода, а также частоту и волну пульса;
• Максимально точный способ определения функциональности системы дыхания;
• Применять пульсоксиметрию можно одноразово при профилактическом исследовании, а также длительный период времени при лечении гипоксии;
• Для проведения процедуры не требуется профессиональных медицинских знаний;
• Пульсоксиметрия — это простой, но надёжный способ контроля кислорода в организме.

Пульсоксиметрия

Нормативные показатели сатурации в составе крови и ее отклонения

Метод определения пульсоксиметрии направлен на выявление концентрации кислорода в гемоглобине, а также на установлении частоты и ритмичности пульса. Норма сатурации для детского и взрослого организма идентичны.

Чтобы больному правильно разобраться в показателях сатурации (SpO2), можно перевести эти данные в показатель парциального давления молекул кислорода (PaO2):

сатурация SpO2	парциальное давление PaO мм. рт. ст.
Норма сатурации 95,0% — 98,0%	80,0 — 100,0
0.9	60
0.75	40

При норме в артериальной крови, сатурация венозной крови может составлять 75,0%.

Показатель венозной крови при пульсоксиметрии не столь важен, потому что насыщение клеток организма кислородом происходит при помощи молекул артериальной крови.

Узнайте — что такое венозная кровь

При снижении концентрации кислорода в биологической жидкости до 94,0%, доктор должен принять срочные меры по восстановлению данного показателя, потому что критические цифры развития гипоксии — 90,0%.

Когда низкая концентрация кислорода, то больному необходима экстренная помощь в стационарных условиях.

Показания сатурации при процедуре пульсоксиметрия

• При индексе сатурации меньше, чем 90,0% — необходимо назначение лечения методом оксигенотерапией;
• При SрО2 85,0% и ниже — развивается цианоз клеток тканей;
• При SрО2 90,0% у новорождённых происходит развитие патологии цианоз;
• SрО2 70,0% — это признак тяжелой степени развития анемии;
• Сатурация 80,0% — это признак врождённого порока сердца и развития цианоза;
• Патологию обструкции аортальной дуги можно определить, если SрО2 на руках и на ногах имеет разные показатели;
• При тяжелом состоянии больного, датчик показывает максимально правильный индекс при его установлении на мочку уха.

Основная этиология снижения индекса сатурации — это возникновение в организме патологии артериальная гипоксемия.

Причины развития гипоксемии артериального типа

Гипоксемия может развиваться при таких патологиях и нарушениях в организме:

• При сниженной концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе;
• При нарушении гиповентиляции лёгких — ночное апноэ, временная остановка дыхания;
• При хирургической операции шунтирование;
• При заболевании пневмония;
• Патология обструкция путей дыхательной системы;
• Заболевание коллапс лёгких;
• ТЭЛА;
• Патология фиброз мембраны альвеол и капилляров;
• Ателектазы во множественном виде;
• Патология Тетрада Фало;
• Сердечные пороки;
• Аномальное Строение Сердечного Органа, При Котором Единый Сердечный желудочек.

Осложнения низкой концентрации молекул кислорода в крови

Отсутствие квалифицированного лечения низкого индекса сатурации приводит к гипоксемии, а также к таким патологиям в организме:

• Судорогам всего тела;
• К поражениям клеток головного мозга;
• Снижению индекса артериального давления;
• К гипоксии миокарда;
• Угнетению системы кровотока организма;
• Сердечной аритмии;
• К патологии сосудов лёгких;
• Отёчности лёгких.

При беременности развитие гипоксии приводит к искусственному прерыванию внутриутробного формирования плода.

Если ребенок внутриутробно перенёс гипоксемию, тогда у него наблюдаются отклонения в физическом развитии и в интеллектуальных способностях.

Профилактические мероприятия при гипоксемии

Чтобы не допустить снижение в составе крови сатурации, и предотвратить развитие в организме гипоксемии, необходимо придерживаться простых профилактических мер:

• Своевременно диагностировать патологии дыхательной системы;
• При бронхиальной астме, диагностические проверки должны быть регулярными;
• Систематически проходить диагностику сердечного органа и системы кровеносных сосудов;
• При выявлении патологии, которая может снижать концентрацию кислорода в составе гемоглобина, необходимо начинать незамедлительное лечение;
• Контролировать уровень в организме железа, и не допустить развитие анемии;
• Следить за культурой питания;
• Употреблять в пищу больше свежих фруктов, а также овощей и зелени;
• Систематически для профилактики принимать витамины;
• Не употреблять алкоголь;
• Отказаться от никотиновой зависимости;
• Ежедневные прогулки по свежему воздуху;
• Заняться лечебной гимнастикой дыхательной системы;
• Заняться спортом — пойти в бассейн, или же на беговую дорожку;
• Адекватные физические нагрузки на организм;
• Не находиться в запыленном и задымленном помещении.

Заключение

Метод пульсоксиметрии — это возможность своевременно предотвратить многие патологии в организме, а том числе и патологии, которые приводят к летальному исходу.

Пульсоксиметрия набирает популярность во многих странах, а использование портативного прибора пульсоксиметра, также необходимо для контролирования состояния здоровья, как и применение тонометра при колебаниях артериального давления, и глюкометра при контролировании индекса в крови глюкозы.