Дышите ровно: зачем нужен и как работает пульсоксиметр
Из-за пандемии коронавируса многие узнали о насыщении крови кислородом и что с показателем менее 92% человека ждет госпитализация. Для измерений используют пульсоксиметры (это может быть отдельный прибор или функция в смарт-часах). Разберемся, как они работают.
На чем основан метод пульсоксиметрии
Немного теории. Наша кровь примерно на 55% состоит из плазмы — желтовато-белой жидкости, состоящей из воды, белков, солей, микроэлементов и витаминов. Около 45% занимают эритроциты (красные кровяные тельца), менее одного процента приходится на лейкоциты (белые кровяные тельца) и тромбоциты (кровяные пластинки).
Эритроциты (45% в крови) содержат белок гемоглобин, за который «цепляется» кислород. С его помощью они переносят кислород в ткани и органы. А еще гемоглобин определяет цвет крови: соединение ионов железа в этом белке придает крови красный цвет. В артериях кровь ярко-красного цвета из-за высокого насыщения кислородом. А в венах она оттекает от тканей и органов, в ней меньше кислорода и больше углекислого газа — отсюда и темно-красный цвет.
Существуют вены, которые несут насыщенную кислородом кровь. Например, легочные вены. Но это всё частности.
С теорией покончено, поговорим о принципе работы пульсоксиметра. Диоды с одной стороны устройства просвечивают палец красным и инфракрасным светом, а чувствительный элемент с противоположной стороны улавливает этот свет. Фотодетектор регистрирует изменения цвета крови, который как раз зависит от насыщения кислородом.
Медицинские пульсоксиметры для взрослых чаще всего напоминают прищепку, которую надевают на палец (или ухо), а специальную прищепку для младенцев — на стопу. В среднем пульсоксиметры показывают результат примерно за 10–20 секунд.
После измерения на экране появляются проценты — насыщение гемоглобина кислородом (или сатурация). Если прибор показывает 96% — значит, 96% гемоглобина переносит кислород, а 4% — нет, то есть несет углекислоту.
Кроме того, пульсоксиметр определяет частоту пульса, а некоторые приборы показывают пульсовую волну. Она определяет, правильно ли работает сердечно-сосудистая система.
Как работают пульсоксиметры в умных часах?
В отличие от медицинских пульсоксиметров умные часы не могут просветить запястье, поэтому измеряют отражение света от части тела. Отраженные лучи передают данные лишь в некоторых частях запястья, а изменение положения часов влияет на точность датчика.
Есть ли норма для сатурации?
У здорового человека нормальная сатурация — 95–99% (у курильщика этот показатель может составлять 95–96%). Это означает, что ткани организма не страдают от нехватки кислорода — гипоксии. Если показатель опускается ниже 95% или приближается к 90%, это повод незамедлительно обратиться ко врачу.
Чем опасна гипоксия?
Острая гипоксия, при которой сатурация снижается в течение нескольких минут, в первую очередь угрожает мозгу человека. Длительная нехватка кислорода ухудшает усвоение, становится сложнее запоминать информацию и решать простые задачи. Отсутствие дыхания и сердцебиения в течение пяти-шести минут приводит к необратимым изменениям мозга.
Существует также хроническая гипоксия, которая может развиваться в течение месяцев или даже лет. Если насыщение гемоглобина кислородом снижается в медленном темпе, то организм больного адаптируется к изменениям, и человек не ощущает нехватки кислорода. Например, за два месяца сатурация может измениться на 8% (при некоторых хронических болезнях достигает 88%).
Кстати, мы провели эксперимент и выяснили, что точнее — пульсоксиметр или умные часы.
