Что такое spo2 на пульсоксиметре
Соотношение SpO2 / FiO2 при поступлении в больницу является показателем раннего развития острого респираторного дистресс-синдрома у пациентов из группы риска
Индекс оксигенации (oxygenation index, OI; PF ratio – PF соотношение; респираторный индекс, PaO2 / FiO2 ) — это параметр, используемый в анестезиологии-реаниматологии и интенсивной терапии для оценки функции обмена кислорода в легких. Расчет индекса оксигенации производят по формуле, как соотношение PaO2 / FiO2 (отношение парциального напряжения кислорода в артериальной крови к фракции кислорода на вдохе). Данный критерий относится к международным шкалам, которые ежедневно используются в рутинной практике анестезиолога. Однако не всегда есть возможность исследования артериальной крови, в данной статье описывается возможность оценки соотношения насыщения кислородом к фракции вдыхаемого кислорода (SpO (2) / FiO (2)) как прогностического маркера в плане развития острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС)
ЦЕЛЬ: Отношение насыщения кислородом к фракции вдыхаемого кислорода (SpO (2) / FiO (2) ) было подтверждено в качестве суррогатного маркера парциального давления кислорода к доле вдыхаемого кислорода у механически вентилируемых пациентов с острым респираторным дистресс-синдромом (ОРДС). Достоверность измерений SpO (2) / FiO (2) при прогнозировании ОРДС не изучалась. Недавно был разработан показатель прогнозирования травм легких (LIPS- Lung Injury Prediction Score), чтобы помочь идентифицировать пациентов с риском развития ОРДС.
МЕТОДЫ: Это был вторичный анализ когорты LIPS-1. Многофакторная логистическая регрессия включала все установленные переменные для LIPS, оценки острой физиологии и хронического здоровья, возраста и сопутствующих состояний, которые могут влиять на SpO (2) / FiO ). Первичным результатом было развитие ОРДС в стационаре. Вторичные исходы включали в себя смертность в больнице, больничный день развития ОРДС и больничный день смерти.
Разбираемся в особенностях технологии контроля насыщения крови кислородом для носимых устройств.
Новая метрика активно ворвалась на рынок носимой электроники в прошлом году, и стала только популярнее в период пандемии. Теперь, практически любое носимое устройство вне зависимости от его стоимости, должно обладать возможностью измерения уровня кислорода в крови. Это может показаться сложным, но PulseOX помогает отслеживать такие состояния как апноэ сна, а также помогает восстанавливаться спортсменам.
Так почему пульсоксиметр в корпусе смарт-часов и трекеров стал так важен? Разбираемся в вопросе далее.
Что такое пульсоксиметр / датчик SpO2?
Когда мы говорим о пульсоксиметрах или пульсоксиметрии, мы углубляемся в сферу медицинских технологий и говорим об устройстве, которое может измерять уровень кислорода или сатурацию кислорода в крови. Раньше эта технология реализовывалась через специальные устройства с зажимом, которые надевались на палец (руки или ноги) или даже на мочку уха.
Оптические датчики SpO2 используют сигналы красного и инфракрасного спектра для определения уровня кислорода, обнаруживая его изменения по цвету крови. Метрика измеряет объем света, проходящего через палец за единицу времени, и передает данные на экран устройства, отображающий процентное содержание кислорода в крови.
Зачем отслеживать кислород в крови?
Процент насыщения кислородом более 95% считается нормальным показателем для здорового человека. Если результат 92% или меньше, возможно, самое время выяснить, связано ли это с еще не обнаруженной проблемой со здоровьем. Институт Джона Хопкинса (John Hopkins Medicine) объясняет, как измерение уровня кислорода с помощью пульсоксиметрии может помочь понять целый ряд проблем, связанных со здоровьем.
Показатель можно использовать, чтобы понять необходимость применения дополнительной кислородной терапии, измерить способность человека справляться с интенсивными физическими нагрузками, а также проверить, испытывает ли пользователь проблемы с дыханием во время сна.
COVID-19 привлек особое внимание к теме насыщения крови кислородом, но есть много менее серьезных причин, чтобы следить за уровнем кислорода в крови. Так спортсмены или люди, проводящие время на большой высоте, могут контролировать уровень кислорода в крови. Однако именно апноэ сна действительно делает SpO2 полезным датчиком. Это заболевание, которое может привести к увеличению риска высокого кровяного давления, ожирения и даже может вызвать сердечный приступ, если его не лечить. И именно здесь могут пригодиться подобные данные от носимых устройств.
По оценкам американских ученых, около 22 миллионов американцев страдают апноэ сна, и большинство даже не подозревают об этом. А в нашей стране подобные исследования вообще не проводились.
Уровень насыщения крови кислородом является ценной информацией для людей, страдающих от астмы, пневмонии, сердечной недостаточности и рака легких.
Эволюция пульсоксиметра
Говорят, что первый прибор контроля насыщения кислородом появился еще в 1930-х годах, когда действительно начались исследования передачи света через кожу.
Только в 1960-х и 70-х годах пульсоксиметры стали превращаться в те медицинские приборы, которые сейчас используются в больницах, и которые можно купить в аптеках. Hewlett Packard была первой компанией, выпустившей ушной оксиметр, который широко использовался в клинических лабораториях сна из-за его огромных размеров. Но именно японский биоинженер Такуо Аояги (Takuo Aoyagi) в начале 1970-х первым разработал неинвазивный способ использования света, проходящего через ухо, а затем создал и привычный нам пульсоксиметр.
С тех пор и до сегодняшнего дня устройства стали меньше и, что особенно важно, дешевле в производстве, что сделало их по-настоящему массовыми.
Носимые устройства с пульсоксиметром, которые можно купить прямо сейчас
Пульсоксиметры начинают применяться в носимых устройствах известных брендов, и используются эти данные по-разному. Началось все с фитнес-трекера Withings Pulse Ox, который измерял уровень кислорода в крови, когда палец прикладывался к датчику на задней панели устройства. Но с тех пор все изменилось, и теперь процесс снятия этих измерений стал намного проще и выполняется с запястья.
Apple Watch Series 6
Компания Apple впервые представила возможность измерения насыщения крови кислородом на модели Series 6, и предлагает возможность ручного измерения «по требованию», а также автоматической записи данных во время сна.
Можно использовать приложение Blood Oxygen для 15-секундного теста SpO2, который регистрируется в приложении Apple Health. При автоматической записи во время сна, смарт-часы можно использовать в качестве системы раннего предупреждения об апноэ сна и других возможных отклонений, чтобы использовать эти данные для обращения к врачу и проведения медицинских исследований.
Различные устройства Fitbit
Fitbit уже давно использует SpO2, и он доступен на всех умных часах: Fitbit Versa, а также на Charge 4 и новых Fitbit Sense.
В отличие от других брендов, SpO2 компании ориентирован не на ручные проверки, а на отслеживание данных о сне. Пользователь получает график расчетного изменения содержания кислорода, который показывает насыщение крови во время сна, используя систему светофора для отображения любых (возможных) событий апноэ.
Устройства Garmin
Компания Garmin оснастила пульсоксиметрами значительную часть своего модельного ряда, в том числе модели Fenix 6X, Fenix 5X, Vivoactive 4 и Forerunner 245/645/945.
Специальный виджет на экране отображает процентное содержание кислорода в крови вместе с данными о наборе высоты, чтобы показать уровни кислорода в крови. Это особенно полезно для тех, кто увлекается пешим туризмом, горными видами спорта и отправляется в большие экспедиции. С помощью данных о наборе высоты можно увидеть, как показания оксиметра меняются относительно роста пользователя.
Однако многие носимые устройства используют Pulse Ox по другой причине: апноэ сна. Мы уже говорили, что им страдают многие люди на планете, но не знают об этом (уровень кислорода в крови падает во время сна). Это может вызвать неблагоприятные последствия для здоровья.
Garmin Vivosmart 4 может регистрировать уровень кислорода в крови во время сна, и это отражается в приложении, в разделе о сне. Однако устройство не предупреждает, в частности, об апноэ во сне, и пользователю нужно самостоятельно просматривать данные. Более того, на многих устройствах Pulse Ox отключен по умолчанию, так как это существенно снижает автономность.
Huawei Watch GT 2
Huawei Watch GT2 обладают датчиком SpO2, как и модели GT2e и GT2 Pro. Однако доступно только ручное измерение, поэтому во время сна считывать показания возможности нет (пока).
Это делает смарт-часы китайского гиганта менее полезным в качестве устройства для мониторинга состояния здоровья, хотя доступна проверка показаний при наборе высоты.
Сатурация при коронавирусе
Сатурация (англ. saturation — «насыщенность») крови кислородом показывает, сколько этого жизненно важного для органов газа на данный момент содержится и циркулирует в крови. Показатель выражается в процентах. Низкая сатурация, в том числе при коронавирусе, указывает на гипоксемию, которая требует срочных действий. Необходимо поднять уровень кислорода в легких и крови, чтобы предотвратить осложнения, а иногда и сохранить пациенту жизнь.
Сатурация крови кислородом измеряется специальным прибором — пульсоксиметром. С помощью этого экспресс-анализа врачи скорой помощи могут получить объективную информацию о состоянии дыхательной и кровеносной системы больного, а также оперативно принять решение о госпитализации и кислородной поддержке. Быстро сделать КТ легких не всегда представляется возможным. Если при COVID-19 у пациента явно снижена сатурация, это с наибольшей вероятностью говорит о вирусном поражении легких — пневмонии.
Измерение сатурации крови кислородом прибором пульсоксиметром позволяет бригадам скорой помощи определить тяжело больных пациентов с вероятно обширным поражением легких, вызванных COVID-19, а также оперативно принять решение о госпитализации и необходимой дополнительной кислородной поддержке.
Если у больного коронавирусом есть такой прибор дома, то он может проводить мониторинг самостоятельно, однако важно понимать, что пульсоксиметрия (измерение сатурации) не заменит визуальной оценки состояния легких (КТ легких), а неправильная интерпретация этого показателя может только напугать пациента, ввести в заблуждение бригаду скорой помощи или стоить больному жизни.
Пациенту с новой коронавирусной инфекцией и медикам нельзя ориентироваться исключительно на показатель сатурации — результат измерения сильно зависит от ряда сторонних факторов: чувствительности прибора, освещения, цвета кожи больного. Между тем, если опираться на этот показатель как на основной (без спирометрии и КТ) велика вероятность неадекватной оценки здоровья человека — при тяжелой пневмонии сатурация может некоторое время держаться в норме, а потом резко упасть. В ночное же время сатурация снижается даже у здорового человека.
В этом материале мы разберем основные вопросы, связанные с сатурацией при коронавирусе.
Что такое сатурация?
Под сатурацией понимается показатель насыщенности крови кислородом, который поступает из легочных альвеол. Вместе с кровью кислород транспортируется к органам и тканям. Снижение сатурации при COVID-19 говорит о гипоксемии, вероятной причиной которой является вирусно-инфекционное поражение легких. Гипотеза может быть подтверждена или опровергнута на компьютерной томографии — в ходе визуальной оценки легких.
Какая норма сатурации у здорового человека?
Нормой для здорового человека считается SpO2 = 95-99 (или 100)%. Норма сатурации крови кислородом зависит от индивидуальных особенностей организма человека, например, от наличия или отсутствия анемии, апноэ, хронических заболеваний дыхательной и сердечно-сосудистой систем, вредных привычек, возраста. Ночью у каждого человека сатурация снижается, причем различия бывают существенными. Например у людей с хроническими заболеваниями дыхательной системе (ХОБЛ, апноэ), адаптировавшихся к постоянной нехватке кислорода, показатель может упасть до 90% (в глубокой фазе сна).*
По наблюдениям медиков, работающих в больницах с тяжелобольными пациентами, которые находятся «на кислороде», наиболее опасное время — с 3 до 7 часов ночи. В это время регистрируется наибольшее количество летальных исходов из-за снижения сатурации, точнее из-за кислородной гипоксемии.
R.E. Gries, L.J. Brooks, Normal oxyhemoglobin saturation during sleep. How low does it go? K. Szabó, F. Ihász, The effect of reduced oxygen saturation during sleep on depression, 2020
Почему при коронавирусе снижается сатурация?
Не у всех пациентов при COVID-19 снижается сатурация, а только при развитии осложнения — вирусной пневмонии. Снижение сатурации говорит о вероятной дыхательной недостаточности. Если коронавирусная инфекция проникла к легочной ткани, а иммунитет человека не может справиться с ней, в легких начинается деструктивный процесс — альвеолярные перегородки (и интерстиций) повреждаются и воспаляются, а сами альвеолы заполняются жидким экссудатом — в норме они заполнены воздухом и являются начальным пунктом транспортировки кислорода к органа, в том числе к сердцу и головному мозгу. Поскольку при коронавирусе повреждение бронхиального дерева не наблюдается, снижение сатурации у пациента может говорить о сокращении функциональных участков легочной ткани.
Если при коронавирусе сатурация ниже 95%, больного могут госпитализировать.
Зачем измеряют сатурацию при коронавирусе?
Сатурацию при коронавирусе измеряют, чтобы быстро выявить опасную для жизни гипоксемию. Таким образом определяют тяжесть заболевания и принимают решение о дальнейших действиях: госпитализация, кислородная поддержка, компьютерная томография.
В зарубежной литературе есть термин «тихая гипоксемия» (Silent Hypoxemia), который появился только недавно, в условиях пандемии COVID-19, когда стало ясно, что довольно большой процент пациентов поступает в больницу с острой нехваткой кислорода, непропорциональной симптомам. Выходит так, что больные могут дышать, не задыхаются, сильный кашель и температура отсутствуют, при этом легкие сильно поражены, сатурация критически низкая, и необходим дополнительный кислород.
Может ли пациент с симптомами коронавируса как-то заподозрить у себя нехватку кислорода в связи с пневмонией? Да.
Симптомы снижения сатурации
Что делать, если упала сатурация?
Не паникуйте из-за снижения сатурации — нормальные жизненные показатели можно быстро восстановить, и даже значение 70% в течение нескольких дней совместимо с жизнью, причем шансы могут быть даже выше, если у пациента, например, хроническая обструктивная болезнь легких, и к низкому уровню кислорода его организм уже адаптировался. Сатурация может падать несколько дней.
Тем не менее, если при коронавирусе сатурация упала до 95%, 93, 90…%, а все измерения произведены верно (важно проверить, чтобы у пульсоксиметра был адекватный уровень заряда батареи, а сам прибор был зарегистрирован как медицинское изделие, а не приобретен у сомнительного производителя) — необходимо вызвать скорую помощь.
Почему данные пульсоксиметрии могут вводить в заблуждение?
Важно понимать, что на результат пульсоксиметрии могут влиять: чувствительность прибора (в т.ч. заряд батареи), освещение, цвет кожи пациента (чем темнее, тем выше будет показатель, что не отражает реального положения дел).
Понятие «норма сатурации» очень условно. Бывает, что пациенты с признаками коронавирусной инфекции и мобильным неинвазивным аппаратом для измерения сатурации начинают паниковать и звонить в скорую, если кислород в крови опускается, например, до 93%. Для этого обратимся к данным таблицы условной нормы:
Когда нужна госпитализация и кислородная поддержка?
Снижение сатурации опасно прежде всего для этих групп пациентов.
Если у госпитализированного пациента сатурация низкая и не поднимается даже с кислородом, то согласно действующим рекомендациям врачей-реаниматологов, больному проводится интубация трахеи.
Можно ли самостоятельно быстро поднять сатурацию?
До приезда скорой помощи и оксигенотерапии больной может принять следующие меры:
1. Сделайте дыхательные упражнения
Сядьте прямо, опустите плечи, выпрямитесь и постарайтесь расслабиться.
Откройте окна и проветрите помещение.
Лежите до 30 минут на животе.
Важно! Пожилым пациентам ввиду индивидуальных анатомических особенностей лежать на животе нельзя — возможно сдавливание дыхательного органа.
Нет данных, что какие-либо медикаменты способны эффективно повысить у больного коронавирусом сатурацию. Однако при отсутствии индивидуальной непереносимости и наличии в домашней аптечке аспирина, допустимо использование этого препарата.
Прием антикоагулянта аспирина ассоциируется со снижением потребности в механической вентиляции легких и в переводе в отделение интенсивной терапии, а также со снижением смертности пациентов, госпитализированных с COVID-19.
В целом, врачи, работавшие с тяжелобольными пациентами, неоднократно отмечали, что оксигенотерапия, а точнее постоянное пребывание пациента «на кислороде» менее эффективно, чем дыхательные упражнения. Больной должен самостоятельно, под контролем медицинского персонала дышать, «разминая» и стимулируя легкие.
Важно!Выполнение популярного упражнения с «надуванием» воздушных шариков не допустимо при поражении легких КТ-2, КТ-3, КТ-4 и особенно у пожилых пациентов, поскольку поврежденный и перерастянутый легочный матрикс может просто не выдержать нагрузки.
Как поднять сатурацию после вирусной пневмонии?
Если и после перенесенного коронавируса сатурация немного снижена, то это нормально — легочной ткани требуется время на восстановление прежней жизненной емкости дыхательного органа. Крайне полезны дыхательная гимнастика (см. комплекс дыхательных упражнений Стрельниковой) и прогулки на свежем воздухе с умеренными физическими нагрузками.
Для предотвращения агрессивного спаечного процесса в легких пациентам с выраженными на КТ фиброзными изменениями; обычно при КТ-4, КТ-3, реже при КТ-2 и очень редко при КТ-1 назначается антиоксидантная терапия пневмофиброза, которая включает диету, обогащенную антиоксидантами, ацетилцистеин, витамины группы Е (если нет аллергии).
Для уточнения диагноза и причин сниженной сатурации, после коронавируса важен КТ-контроль.
Когда еще у человека снижена сатурация?
Как измеряют сатурацию?
Сатурацию измеряют пульсоксиметром. Мобильными приборами оснащены бригады скорой помощи. Приобрести его можно и для домашнего мониторинга. Прибор напоминает прищепку, которая крепится на палец.
В течение минуты датчик со светодиодами считывает данные, а именно цвет крови (гемоглобина), который меняется в зависимости от сатурации, а также специфический пульсирующий световой сигнал, меняющийся в зависимости от изменений артериального давления.
На дисплее пульсоксиметра отображаются две цифры — верхняя показывает процент кислорода в крови, нижняя — пульс.
Сатурацию измеряют в положении сидя или лежа, рука пациента должна лежать на поверхности, а не висеть в воздухе.
В больницах также используются инвазивные приборы, с помощью которых лаборанты определяют газовый состав крови. Для этого осуществляется ее забор из артерии или вены.
Ошибается ли пульсоксиметр?
Да, результат будет ложным или искаженным, если:
Текст подготовил
Котов Максим Анатольевич, главный врач центра КТ «Ами», кандидат медицинских наук, доцент. Стаж 19 лет
Если вы оставили ее с 8:00 до 22:00, мы перезвоним вам для уточнения деталей в течение 15 минут.
Если вы оставили заявку после 22:00, мы перезвоним вам после 8:00.
Как работает пульсоксиметр в носимой электронике: насколько точный и нужен ли он
Разбираемся, что такое датчик SpO2 и стоит ли обращать внимание на уровень кислорода в крови
Осенью прошлого года были представлены смарт-часы Apple Watch 6 с функцией замера кислорода в крови. Несмотря на то, что «яблочные» часы не первые, кто предложил фичу SpO2, их выход стал толчком для производителей носимой электроники внедрять ее. Эта функция ориентирована на широкую аудиторию и особенно актуальна в эпоху коронавирусной пандемии.
Другое дело, что не все понимают, что это за датчик, как работает и что означают цифры на дисплее. Разбираемся, что это за функция и почему все же не стоит игнорировать ее.
Что такое пульсоксиметр
SpO2 — это уровень насыщения кислородом крови. Чем больше кислорода, тем выше показать SpO2. Поэтому вполне логично, что чем выше показатель — тем лучше. А чем ниже — тем больше повода бить тревогу, что с вашим здоровьем не все в порядке. Чтобы вы могли лучше ориентироваться, необходимо знать, что нормальное значение уровня кислорода в крови составляет от 95% до 99%.
Определение уровня кислорода в крови — полезная и значимая функция, которая присутствует в современных смарт-часах и фитнес-браслетах, позволяющая избежать ряда негативных последствий для здоровья. Его измерение назначают не так часто, как, например, в случае с определением уровнем сахара в крови. Но еще это и динамический показатель, который может меняться исходя из различных факторов.
В носимых гаджетах датчик SpO2 работает как пульсометр, который примыкает к запястью. Измерение происходит при помощи волн определенной длины (как правило, инфракрасного света), которые «видят» уровень гемоглобина в кровеносных сосудах. Это красные кровяные тельца, которые содержат кислород и разносят его по всему организму. Его восполнение происходит посредством дыхания.
Насколько точны измерения
Но целый ряд экспертов говорят о том, что носимые устройства с датчиком SpO2 могут доставить больше проблем, чем принести пользы. А все дело в том, что какой бы высокой точностью датчик измерения уровня кислорода в крови не ставили, он не безгрешен и может ошибаться. Ошибки могут быть не критичными и достигать всего нескольких процентов. Но фишка в том, что показатель SpO2 такой, что отклонение от нормы на 3-5% считается опасным, а на 10% и вовсе критическим.
Учитывая то, что на фоне коронавирусной пандемии многие пользователи начнут активно пользоваться этим датчиком, есть вероятность, что он добавит работы врачам, показатели будут противоречивы и пользователи будут введены в заблуждение, а при падении ниже допустимого уровня, побегут к врачам.
Стоит помнить, что встроенный в носимый гаджет пульсоксиметр не является медицинским прибором. Датчик не сертифицируют, и он не получает одобрение в надзорных органах. Его показатели не предназначены для медицинских целей, это не повод начать самолечение и диагностировать заболевание. Это лишь повод обратиться за консультацией к врачу. И не забываем, что даже пальчиковые пульсоксиметры иногда ошибаются, хотя они более точны.
Следим за здоровьем
Но все же не лишним будет все же посредством даже встроенного в носимый гаджет датчика SpO2 следить за уровнем кислорода в крови. Прежде всего, тем, кто активно занимается спортом и тем, кто страдает заболеванием легких. Такие устройства потенциально могут предупредить о наличии проблем со здоровьем, обратить внимание, что не все хорошо. Пригодится эта функция и для выявления симптомов апноэ в крови. Это состояние, когда из-за дефицита кислорода в крови, затрудняется дыхание и человек постоянно просыпается ночью. Носимый гаджет с датчиком SpO2 предупредить о наличии проблем, включая коронавирус, и заставит обратиться за медицинской помощью.
Постоянный мониторинг уровня кислорода в крови позволит собрать необходимые сведения, которые помогут диагностировать серьезные изменения в организме. Они могут сигнализировать о развитии астмы, анемии и прочих расстройствах. Датчик SpO2 вполне может выступить тем, кто заставит обратиться к врачу и эта помощь будет своевременной.