Как работают различные виды пульсоксиметров

В период пандемии технология пульсоксиметрии оказалась одной из наиболее востребованных и информативных для мониторинга состояния пациентов с коронавирусной инфекцией. Современные технологии предлагают несколько типов устройств для мониторинга пульсоксиметрии. Они отличаются стоимостью, долговечностью, точностью и разнообразием предоставляемой информации. В этом материале — о принципах работы разных видов пульсоксиметров.

Что такое пульсоксиметрия?

Пульсоксиметрия — быстрый, неинвазивный и непрерывный метод оценки оксигенации. Она позволяет выявлять внезапные изменения в клиническом состоянии пациента. Пульсоксиметрия широко распространена и используется в самых разных клинических ситуациях.

Пульсоксиметрия эффективна для мониторинга состояния больных заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной системы. Пульсоксиметрия является стандартным параметром мониторинга Американского общества анестезиологов для всех видов анестезии. Она также используется для госпитализированных пациентов, которые получают лекарства, которые могут влиять на дыхание (такие как опиоиды). Пульсоксиметрия используется для быстрой диагностики гипоксии различной этиологии. Особенно эффективна пульсоксиметрия во время пандемии COVID-19, когда с ее помощью удается установить потребность в дополнительном кислороде во время сортировки, диагностики и лечения пациентов.

Современные пульсоксиметры измеряют количество красного и инфракрасного света в области пульсирующего кровотока. Поскольку красный свет в основном поглощается дезоксигенированной кровью, а инфракрасный свет - насыщенной кислородом кровью, можно оценить соотношение поглощения. Так как количество поглощенного света изменяется с каждой пульсовой волной, разница измерений между двумя точками пульсовой волны возникает в артериальном кровотоке с более чем несколькими сотнями измерений в секунду. Это сравнивается с исходными значениями. Таким образом появляются данные о сатурации (SaO2) и частоте пульса.

Пульсоксиметры извлекают и отображают SaO2 и частоту сердечных сокращений из формы фотоплетизмографического сигнала (PPG) каждые 3-6 секунд, а некоторые отображают форму сигнала PPG. Одна сторона зонда пульсоксиметра содержит два светоизлучающих диода, которые передают две длины волн света, а другая сторона содержит фотоприемник. Красный свет при 660 нм и ближний инфракрасный свет при 940 нм передаются через ткани (кожу, артерии, капилляры, вены, кости и жир), и свет, который не поглощается, обнаруживается фотоприемником на противоположной стороне.

В настоящее время проводятся исследования, которые позволят пульсоксиметрам также измерять уровни метгемоглобина и карбоксигемоглобина, общего гемоглобина и уровень кислорода выше 100% насыщения.

Оборудование, используемое для пульсоксиметрии, включает в себя блок мониторинга и зонд (датчик). В настоящее время в пульсоксиметрах используются два основных типа зондов — зонды передачи и зонды отражения. Они используются в принципиально разных пульсоксиметрах.

К факторам, которые могут затруднять процесс измерения, относятся лак для ногтей или искусственные ногти, а также внутривенные красители, такие как метиленовый синий и индоцианиновый зеленый, которые могут окрашивать сыворотку крови и влиять на спектр поглощения света и влиять на показания. Дисгемоглобинемии изменяют цвет и спектр поглощения крови и, следовательно, могут привести к ложным показаниям. Световое загрязнение, такое как окружающий свет и свет, излучаемый другими зондами, может вызвать помехи и неточные показания. Поэтому место или зонд должны быть конвергированы.

С помощью передающих зондов излучатель света и датчик помещаются напротив друг друга на пульсирующей ткани, такой как палец или мочка уха. Источники света, используемые для измерения оксигенации тканей, обычно помещаются напротив детектора, окружающего примерно 5-10 мм ткани, содержащей пульсирующий кровоток, например, кончик пальца или мочку уха.

С помощью зондов отражения излучатель света и датчик размещаются бок о бок на плоской поверхности тела. Детектор расположен рядом с источником света на плоской поверхности, такой как лоб. Эту информацию используют, чтобы оценить гемодинамический статус пациента и выявить гипоксемию.

Чаще всего пульсоксиметры классифицируются по тому, в каких условиях применяются. На сегодняшний день существуют следующие виды пульсоксиметров:
 

• Напалечный
  Классический вариант, когда для измерения насыщения крови кислородом пульсоксиметр надевают на палец.
• Наручный
  Такой пульсоксиметр используют спортсмены и люди, следящие за показателями организма: чаще всего он встроен в фитнес-часы.
• Поясной
  Применяется в условиях стационара или у пациентов, которым необходим постоянный мониторинг состояния. Датчик надевается на палец, а основная часть прибора с дисплеем для круглосуточного отображения данных закрепляется на поясе.
• Для новорожденных
  Имеет маленький датчик, который крепится к стопе ребенка и не сдавливает ткани тела.
• Стационарный
  Самый большой и точный из пульсоксиметров. Используется во время операций, в реанимации и при проведении тяжелых процедур. Датчик помещается на палец, но подсоединяется к корпусу размером с небольшую книгу и монитору, куда беспрерывно выводятся данные. Имеют малую погрешность, работают от сети и используются в медицинских учреждениях.