ОКСИГЕМОМЕТРИЯ (лат. oxy[genium] кислород + греч, haima кровь + metreo мерить, измерять) — метод определения степени насыщения крови человека кислородом для оценки эффективности функции внешнего дыхания, основанный на различиях спектров поглощения у оксигемоглобина и восстановленного гемоглобина.
В 1873 г. Фирордт (К. Vierordt) и в 1900 г. Гюфнер (С. G. Hiifner) установили спектральные различия окисленного и восстановленного гемоглобина. Восстановленный гемоглобин в р-рах поглощает проходящий видимый красный свет (с длиной волны в 620—680 нм) во много раз сильнее, чем раствор оксигемоглобина.
С другой стороны, обе эти формы гемоглобина поглощают проходящий инфракрасный свет (длина волны приблизительно 810 нм) в одинаковой степени в так наз. изобести-ческой точке.
При прохождении монохроматического света через слой р-ра свет частично поглощается. Величина этого поглощения подчиняется закону Бугера — Ламберта — Беера: оптическая плотность р-ра (D) прямо пропорциональна концентрации определяемого вещества в р-ре (С), толщине слоя р-ра (L) и коэффициенту поглощения (е), найденному для длины волны, соответствующей длине волны монохроматического света (l), при концентрации (С = 1%) и толщине слоя р-ра (L = 1 см):
D = C*L*e.
Если толщина слоя р-ра и коэффициент поглощения будут постоянны, изменения оптической плотности р-ра будут точно соответствовать изменениям его концентрации.
В 1935 г. Крамер (К. Kramer) доказал, что поглощение проходящего света цельной кровыо, в общем, подчиняется этому закону. В этом же году Маттес (К. Matthes) выявил, что при просвечивании светом живых тканей человека (например, ушной раковины, складки кожи и т. п.) их оптическая плотность зависит также и от кровенаполнения сосудов этих тканей.
Для учета этого явления Маттес предложил использовать метод фотоплетизмометрии, при к-ром на ткани подается свет с длиной волны, соответствующей изобестической точке спектра поглощения гемоглобина. Это позволяет в известной степени исключить влияние концентрации гемоглобина, толщины слоя крови и кровенаполнения на точность измерения.
О. производится с помощью специального спектрофотометра — оксигемометра (оксиметра). Этот прибор определяет величину (С, %) отношения количества оксигемоглобина к имеющемуся в крови гемоглобину, т. е. к сумме восстановленного и оксигенированного гемоглобина:
Существуют методы непрерывной бескровной О. (без взятия проб крови) и О. одномоментной, со взятием отдельных проб крови, а также непрерывные исследования оксигенации в потоке крови.
При регистрации уровня оксигенации крови с помощью специального устройства на диаграммной бумаге записывается оксигемограмма. Оксигемография позволяет документировать и выявлять быстро протекающие изменения оксигенации крови, к-рые не удается заметить при визуальном наблюдении.
Наиболее распространен метод непрерывной бескровной О., при к-ром фотодатчик оксигемометра (оксигемографа) одевается на ушную раковину. В фотодатчике имеются два фотоэлемента: один фотоэлемент рабочий (селеновый), чувствительный к видимому красному свету, а другой компенс ато рн ы й (се рнисто-се ре б р я-ный), чувствительный к инфракрасному свету.
Первый фотоэлемент служит для определения степени оксигенации крови, второй — для компенсации искажений, связанных с пульсовыми изменениями кровенаполнения сосудов ушной раковины. Миниатюрные лампочки фотодатчика просвечивают и нагревают ткани ушной раковины приблизительно до 40°. При этом происходит расширение сосудов, увеличение объемного кровотока через капилляры. Спустя 15— 20 мин. после начала прогрева ушной раковины, когда через ее капилляры начинает протекать кровь, близкая но содержанию кислорода к артериальной крови, приступают к исследованию (снимают показания со шкалы встроенного в прибор миллиамперметра или включают специальное пишущее устройство оксигемографа).
Показатели степени оксигенации крови, определяемые с помощью ушного датчика, являются относительными, и их величина зависит о г исходной установки стрелки миллиамперметра прибора до начала исследования.
я здорового человека в обычных условиях стрелку миллиамперметра ставят на 96—98%, а после двухминутного глубокого вдыхания кислорода — на 100% . При явлениях дыхательной или сердечнососудистой недостаточности исходную установку стрелки производят на основании дополнительного исследования величины оксигенации крови по Ван-Слайку (см. Ван-Слайка методы) или с помощью кювет-ного оксигемометра, к-рый позволяет спектрофотометрически определить степень оксигенации в небольшой порции артериализированной крови, взятой из разогретого в течение 10— 15 мин. в горячей воде пальца или из артерии, под слой вазелинового масла (для избежания контакта исследуемой крови с воздухом). Кровь из-под масла переносят в кювету со стеклянным дном, к-рую располагают над осветителем и фотоэлементом. Свет от осветителя падает на слой крови и, отражаясь, попадает на фотоэлемент.
О., и особенно оксигемографию, применяют во врехмя наркоза, при операциях на грудной клетке, в палатах реанимации и интенсивной терапии.
Так, у больных после операций на грудной клетке О. позволила выявить дыхательную недостаточность в 74,8% всех наблюдений (на основании клин, признаков это осложнение было выявлено лишь в 24%).
О. широко применяют совместно с функц, пробами — пробой с дыханием чистым кислородом, с задержкой дыхания, с дозированной физ. нагрузкой и др., а также в клинической и спортивной медицине, в исследованиях по физиологии дыхания, физиологии труда, при врачебно-трудовой экспертизе, т. е. во всех случаях, когда необходимо выявить эффективность внешнего дыхания и слаженность функций сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
Оксигемометры (оксигемографы) — приборы для измерения (записи) степени насыщения гемоглобина крови кислородом.
Существует 5 типов оксигемомет-ров (оксигемографов): для дробного одномоментного анализа содержания оксигемоглобина в пробе крови (кюветный оксигемометр); для непрерывного определения и графической регистрации количества оксигемоглобина в тканевой капиллярной крови (оксигемометр или оксигемограф с ушным датчиком); комбинированные приборы для определения оксигемоглобина в пробе крови и непрерывного определения ушным датчиком оксигемоглобина в тканевой капиллярной крови; для непрерывного контроля оксигенации потока крови в магистралях аппарата искусственного кровообращения (проточный оксигемометр или оксигемограф); для исследования насыщения гемоглобина кислородом непосредственно в сосудах организма. Перед использованием все приборы калибруются по прилагаемым к ним стандартам.
Первую модель оксигемометра в СССР создали в 1942 г. Е. М. Крепе и М.С. Шииалов.
В 1944 г. ими был разработан первый промышленный образец отечественного оксигемометра.
Кюветный оксигемометр был создан в 1956 г. Определение оксигемоглобина этим прибором занимает 30—40 сек. и требует 0,4 мл крови.
Индикаторный оксигемограф 036М Ленинградского производственного объединения «Красногвардеец» выпускается с 1960 г. и предназначен для наблюдения и автоматической графической записи на бумажной ленте степени насыщения гемоглобина крови кислородом (рис. 1).
Комбинированный оксигемометр 057М с кюветным и ушным датчиками создан в 1960 г.; выпускается Ленинградским производственным объединением «Красногвардеец» (рис. 2), является сочетанием двух приборов. Измерение фототока оксигемометра происходит на одноцветном участке спектра, в результате чего возникают нек-рые погрешности при больших колебаниях концентрации гемоглобина в крови.
Проточный фотооксигемометр ФОГ-1 создан в 1970 г., выпускается Ленинградским производственным объединением «Красногвардеец» (рис. 3). Принцип работы прибора основан на измерении фототока в области спектра 640 нм, характеризующего количество окисленного гемоглобина, и фототока в области спектра 805 нм, характеризующего весь гемоглобин (окисленный и восстановленный). Прибор используется в комплексе с аппаратом искусственного кровообращения для непрерывного контроля за степенью насыщения гемоглобина кислородом, что определяется по показаниям двух измерительных приборов (шкалы А и Б) и с помощью специальной номограммы. Диапазон измерения насыщения гемоглобина кислородом у прибора от 40 до 100% с погрешностью не более 5% .
Фотоэлектрический оксигемометр. В приборе для инвазивного измерения насыщения гемоглобина кислородом в сосудах организма применяют датчики с волоконной оптикой. При этом используется разница коэффициента отражения оксигемоглобина и гемоглобина в красной и инфракрасной областях спектра. В большинстве подобных приборов датчики рассчитаны на диапазон волн длиной 660 и 805 нм.
За рубежом получили довольно широкое распространение фотоэлектрические оксигемометры с цифровой индикацией, например, «In vivo oxymeter ТМ» (США).
Автоматический оксигемометр ОИ-1 со стекловолоконным датчиком для измерений оксигемоглобина непосредственно в сосудах организма разработан в СССР в 1970 г. Принцип действия прибора состоит в том, что импульсы излучения в двух спектральных диапазонах поочередно поступают в кровеносный сосуд по пучку стеклянных световодов (см. Оптика), помещенных в катетер. Излучение, отраженное оксигемоглобином (измененного спектрального состава), отводится другим пучком световодов того же катетера и поступает на фотоэлектрический анализатор. Отраженные сигналы обрабатываются т. о., что напряжение, показываемое на приборе, оказывается пропорциональным кислородному насыщению гемоглобина исследуемой крови. Результат измерений может быть записан на диаграммной ленте электронного потенциометра.
Оксигемометры подобного типа открывают широкие возможности для непрерывного длительного наблюдения за кислородным режимом больных, находящихся в реанимационных отделениях.
Библиография: Балаховский С.
и Балаховский И. С. Методы химического анализа крови, с. 59, М., 1953; Веткин А. Н. и др. Непрерывная регистрация содержания оксигемоглобина при искусственном кровообращении, Мед. техн., № 5, с. 50, 1970; Дембо А. Г. и Крепе E. М. Методы исследования функции внешнего дыхания, в кн.: Физиол. методы в клин, практике, под ред. Д. А. Бирюкова, с. 78, JI., 1966; Крепе E. М. Оксигемометрия, JI., 1959, библиогр.; Кружалова И. А. и д р. Фотоэлектрические океигемометры с волоконной оптикой, Мед. техн., № 12, с. 48, 1971; Морозов П. А. и др. Автоматический оксигемометр со стекловолоконным датчиком, там же, № 5, с. 15, 1970; Cole J. S. а. о. Clinical studies with a solid state fiberoptic oximeter, Amer. J. Cardiol., v. 29, p. 383, 1972.
H. К. Сараджев; А. Б. Карасев, A. А. Писаревский (техн.).
Источник: xn--90aw5c.xn--c1avg
Оксигемометрия —измерение насыщения гемоглобина кислородом в артериальной крови (сатурация). Является наиболее доступным методом мониторинга больных. Метод широко применяется при наблюдениях за пациентами в хирургии, реанимации. Степень насыщения гемоглобина кислородом, выраженная в процентахназывается«коэффициент сатурации». В норме этот показатель в артериальной крови составляет 95-98%.
Оксигемометрсостоит из периферического датчика, микропроцессора, дисплея, показывающего значение сатурации и частоту пульса. Датчик устанавливается на периферических отделах организма, например, на пальцах, мочке уха или крыле носа. В датчике находятся два светодиода, один из которых излучает видимый свет красного спектра (660 нм), другой – в инфракрасном спектре (940 нм). Свет проходит через ткани к фотодетектору, при этом часть излучения поглощается кровью и мягкими тканями в зависимости от концентрации в них гемоглобина. Количество поглощенного света каждой из длин волн зависит от степени насыщения гемоглобина кислородом. Сатурация вычисляется в среднем за 5-20 секунд. Частота пульса рассчитывается по числу циклов светодиодов и уверенным пульсирующим сигналам за определенный промежуток времени.
В протоколе описать принцип метода.
В выводе отметить причины, по которым коэффициент сатурации может быть ниже нормы (причины могут быть связаны с работой системы внешнего дыхания, состоянием периферического кровотока и т.д.)
Учебные задачи:
1. Объясните, почему выдыхаемый воздух, по сравнению с альвеолярным воздухом, имеет более высокое содержание кислорода и более низкое содержание углекислого газа?
2. Как меняется жизненная емкость легких и внетиляционно-перфузионное соотношение в зависимости от положения тела? В каком положении тела (лежа, сидя, стоя) легкие лучше вентилируются, в каком – лучше кровоснабжаются? Почему спирометрию проводят стоя?
3. Два человека одного возраста и телосложения участвуют в забеге на 100 м. в конце дистанции МОД у обоих равен 12 литров. При этом частота дыхания у 1-го 20 в минуту, у второго – 40 в минуту. Кто из них более тренирован?
4. Проведите теоретическое обоснование искусственного дыхания «рот в рот». (вспомните механизмы вдоха и выдоха, состав альвеолярного воздуха, уровень парциального давления кислорода в артериальной крови и коэффициент насыщения гемоглобина кислородом)?
5. Пациентам, выздоравливающим после воспалительных заболеваний легких, врачи рекомендуют надувать воздушные шары. При этом повышается давление внутри бронхов на выдохе. Как эта процедура поможет альвеолярной вентиляции? (Подсказка: после воспаления стенки бронхиол становятся податливыми и спадаются на выдохе при уменьшении объема легких, выход воздуха из альвеол нарушается, это приводит к энфиземе – «раздуванию легких», нарушению газообмена).
6. У больного проникающее ранение грудной клетки с повреждением париетальной плевры. Какие изменения в системе внешнего дыхания наступили, почему? Тактика врача.
7. Почему при пневмотораксе газ в плевральной полости постепенно рассасывается?
8. У больного сужен просвет бронхов. Какие изменения в показателях функции внешнего дыхания будут свидетельствовать об этом? больного сужен просвет бронховазатели внешнего дыханиянию секретыдоха. я?левры.
9. Дыхание воздухом, содержащим большое количество взвешенных частиц, приводит к увеличению секреторной активности эпителия дыхательных путей, а также к ускоренному удалению «запыленного» сурфактанта и истощению биосинтеза нового. Чем это опасно? Как в этой ситуации изменятся показатели внешнего дыхания? Как изменится газообмен?
10. Акушерка говорит, что ребенок родился мертвым. Как патологоанатом может подтвердить это утверждение?
11. При отравлении угарным газом больной почувствовал слабость, быструю утомляемость. Каков механизм подобных изменений? Как при этом меняется кислородная емкость крови?
12. Какие изменения в системах внешнего дыхания, газообмена и транспорта газов кровью наблюдаются у курящего человека? Каковы механизмы изменений?
Источник: studopedia.ru
Суть пульсоксиметрии
Кислород нужен нам для обмена веществ, без него организм не сможет синтезировать АТФ – главное энергетическое вещество. Когда мы делаем вдох, воздух попадает в лёгкие, отсюда через сеть капилляров он транспортируется по всему телу.
Как правило, окружающий воздух состоит на 78% из азота, на 21% из кислорода и 1% остальных смесей. Здоровый организм из такого воздуха может получать достаточное количество кислорода. Но при загрязнении окружающей среды, в промзонах и больших городах состав атмосферы меняется не в лучшую сторону, увеличивается доля углекислого газа и азота. Вследствие этого у людей развивается хроническое кислородное голодание, постоянная усталость, пороки сердечно-сосудистой системы, сонливость и заторможенность.
Также тело не получает нужное количество О2 при болезнях дыхательной системы, кровеносных сосудов и сердца. Причинами этих заболеваний могут быть неправильное питание, храп, малоподвижный образ жизни, вредные привычки. При отсутствии лечения хроническая нехватка кислорода приводит к более серьёзным нарушениям вплоть до смерти. Поэтому в медицине появился раздел пульсоксиметрии, которая посвящена мониторингу насыщения артериальной крови О2. Средний процент насыщения называют индексом сатурации, в норме она равняется 95-98%. При снижении до 94% пациенту назначают лечение, при показателе ниже 91% требуется неотложная медицинская помощь.
Пульсоксиметрия нужна:
- при кислородной терапии;
- после операций;
- во время наркоза;
- для мониторинга при хронических заболеваниях (для профилактики гипоксии);
- в неонатологии для присмотра за недоношенными новорождёнными;
- в акушерстве и педиатрии.
Благодаря техническому прогрессу сегодня пациенты могут измерять сатурацию самостоятельно. Для этого нужно купить портативный пульсоксиметр и научиться им пользоваться.
Как работает пульсоксиметр
Пульсоксиметры бывают нескольких типов:
- стационарные – габаритное оборудование, которое используются в операционных, в отделении интенсивной терапии;
- поясные – портативные аппараты;
- наручные – используются спортсменами (пульсометр);
- напалечные – можно использовать амбулаторно, как и поясные;
- мониторы сна – используются при сбоях дыхательной системы во сне.
Пульсоксиметр – это портативный или стационарный аппарат для измерения индекса сатурации. Он состоит из датчика и монитора. Датчик присоединяют к мочке уха, пальцу или к крылу носа. У датчика есть источник инфракрасного и красного света, эти источники подают два луча, которые проходят через ткань. В зависимости от того, как хорошо гемоглобин насыщен О2, изменяется длина светового луча, которую он поглощает. Детектор регистрирует свет, который остался не поглощённым.
Данные быстро обрабатываются и выводятся на монитор пульсоксиметра. Помимо уровня сатурации, аппарат показывает пульс. Некоторые модели регистрируют данные о сердечном сокращении в виде графика и подают сигнал при гипоксии.
Самыми востребованными считаются портативные аппараты, которые пациенты могут использовать дома, ведь они небольшого размера и дают точные данные о насыщенности кислородом крови.
Все пульсоксиметры обладают памятью, полученные результаты можно перенести на компьютер. Это особенно удобно для тех, кто проводит процедуры замеров дома, полученные данные можно принести доктору для контроля.
Для новорождённых применяют неонатальный пульсоксиметр. Это такое же устройство, как для взрослых, но с датчиком-манжеткой, который изготовлен из мягкого материала, крепится к стопе и не мешает ребёнку. Для детей постарше применяют такие же датчики, как взрослым, но меньшего размера. Также есть портативные экземпляры для детей и взрослых, в которых датчик встроен в монитор, для получения данных нужно только поместить палец в разъём и подождать результата.
При выборе собственного пульсоксиметра обязательно нужно посоветоваться с доктором (терапевт, кардиолог). Врач подскажет, какой именно тип аппарата подходит (одноразовый или многоразовый), какие данные пульса можно считать нормальными, а в каком случае необходимо обратиться к доктору. После приобретения нужно ознакомиться с инструкцией.
Инструкция по применению
Пульсоксиметр легко применять в домашних условиях, это простое и понятное устройство. Его главное преимущество в том, что для получения данных не нужно брать кровь у больного, к примеру, раньше это можно было сделать только в лабораторных условиях. Современные измерительные приборы не требуют инвазивных вмешательств, что делает их более доступными. Они бывают одноразовыми или многоразовыми, последние особенно актуальны для тех пациентов, которые проходят терапию кислородом. Так, человек самостоятельно контролирует уровень О2, и в случае плохих результатов может обратиться к доктору.
Портативные аппараты работают от пары батареек типа АА, некоторые заряжаются от сети. Измерить индекс сатурации и сердечных сокращений можно с помощью близких или самостоятельно, также аппарат применяется для людей в тяжёлом и бессознательном состоянии. Важные правила применения:
- Перед использованием нужно посмотреть на уровень заряда, который отражается на мониторе. Если заряд слишком низкий, данные могут быть искажены. Также датчик лучше протереть от пыли сухой салфеткой.
- После включения устройства оно будет загружаться. Надевать датчик можно спустя 1-2 минуты. Избегайте источников яркого света и электромагнитного излучения, так как это влияет на итоговые показатели.
- Важное условие правильных данных – это неподвижность во время процесса. Это не касается неонатальных датчиков. Пульсоксиметр присоединяется к уху (датчик в виде прищепки), носу или пальцу. Для пальчиковых обязательно нужно, чтобы ноготь и палец были чистыми, без лака, так как это влияет на результат.
- После подключения устройства нужно подождать до 25 секунд, в это время лучше не двигаться.
- На монитор выводятся показания сердцебиения и уровня О2 в крови.
После этого не стоит оставлять прибор включённым, его нужно отключить, сложить и убрать подальше от прямых солнечных лучей и влаги. Мы рассмотрели классический пример использования аппарата, кроме него есть технология измерения сатурации во сне.
Измерение во сне
Ночная пульсоксиметрия нужна при остановках или затруднении дыхания ночью. Такая картина часто встречается при заболеваниях щитовидной железы, ожирении, гипертонии, патологии лёгких и сердца. На фоне таких проблем человек страдает нарушением дыхания во сне, из-за этого на утро ощущается слабость, растерянность, сонливость, плохое настроение, головокружение. Опасность таится в том, что во время сна у таких пациентов может наступить летальный исход.
По описанным симптомам врач подозревает недостаток поступления кислорода во время сна, и для подтверждения подозрений нужен мониторинг.
Проверка степени насыщения О2 ночью происходит с помощью наручных приборов, они используются в стационаре или дома. Такой аппарат состоит из датчика на палец и ремня за запястье, перед сном больной надевает его. Включать устройство не нужно, оно само включается – по 30 000 раз за ночь. Как правило, период проверки длится с 10 часов вечера до 8 часов утра.
Здесь тоже есть свои правила:
- пациент должен спать в комфортных условиях, температура помещения – 20-23 градуса;
- перед сном запрещено переедать, пить чай и кофе;
- нельзя принимать снотворное;
- перед началом скрининга нужно положить перед кроватью дневник;
- в дневнике отмечаются все моменты, когда больной просыпался: время, болезненные ощущения;
- утром датчик снимается, в дневник записывается время подъёма и ощущения.
Пульсоксиметр и дневник отдаются лечащему доктору. Для точных выводов потребуется пройти дополнительное обследование: УЗИ, анализы, осмотр кардиолога или других специалистов. На основе этих исследований определяют диагноз, и назначают лечение.
Результаты: нормы и отклонения
Нормой содержания кислорода для здорового человека считается не менее 95%, показания выше 98% требуют перепроверки. Пульс у взрослых считается нормальным в пределах 60-90 ударов в минуту. У новорождённых этот показатель достигает 140 ударов, с возрастом сердечный ритм замедляется и в подростковом периоде сравнивается со взрослым. Как и любой электронный прибор, пульсоксиметр может ошибаться.
Например, показания меньше 90% при нормальном самочувствии говорят о сбоях в работе аппарата, его лучше проверить на заряд. Также нельзя считать правильными данные, которые постоянно резко меняются в больших диапазонах. Если на мониторе сначала 98%, а затем 91% – прибор неисправен.
Если монитор показывает 94% – нужно срочно обратиться к доктору или позвонить в скорую, если визит к врачу невозможен. Лечение всегда подразумевает терапию основного заболевания, то есть устранение той проблемы, которая стала причиной нехватки О2 в организме.
Для быстрого облегчения состояния и спасения больного применяют оксигенотерапию – метод лечения кислородом. Чаще всего лечение проводят через маску или носовую канюлю, по которым поступает полезный газ.
Проходить такую терапию можно в стационаре или амбулаторно. В больницах применяют маски, специальные камеры и трубки. То же самое можно проходить дома, если есть кислородный концентратор.
Концентратор – это небольшое устройство, которое производит чистые молекулы О2 из окружающего воздуха. Эти молекулы дополнительно увлажняются, чтобы не пересушивать дыхательные пути. По желанию можно подключить его к маске или канюле, некоторые виды концентраторов даже делают кислородные коктейли. Такое портативное оборудование рекомендуется людям с хроническими заболеваниями, семьям с беременными женщинами и маленькими детьми.
Где его купить
Перед покупкой стоит посоветоваться с врачом, возможно вам и не понадобится такой прибор. Есть ситуации, когда измерить уровень сатурации нужно лишь несколько раз, в этом случае пройти процедуру можно у кардиолога или терапевта. Если пульсоксиметр все же нужен, купить его можно по интернету и в крупных аптеках. Конечно, лучше отдавать предпочтение аптекам, здесь можно будет получить гарантию на изделие и предъявить претензии, если они появятся. Цена на прибор с датчиком для пальца составит 20-30 долларов. Приборы класса «люкс» обойдутся в 60-85 долларов, у них съёмные датчики, оповещение сигналом, встроенная память, их можно использовать для всей семьи. Неонатальный стоит от 35 долларов и выше.
Мы узнали, что пульсоксиметр – это портативное устройство для быстрого измерения содержания кислорода в крови. Такое приспособление помогает вовремя предупредить последствия гипоксии, проверить эффективность лечения. Больные могут самостоятельно проверять показатели, на основе полученных данных врачи выбирают тактику терапии. Это удобно, быстро и очень важно для здоровья.
Источник: FoodandHealth.ru
Заглянув внутрь датчика работающего пульсоксиметра, мы обнаружим источник красного света, который называется светодиодом (LED — light emitting diod). В действительности в датчике их два, и оба функционируют, но мы видим лишь красный свет, поскольку второй фотодиод дает невидимое глазом инфракрасное излучение.
На противоположной части датчика располагается фотодетектор, который определяет интенсивность падающего на него светового потока. Заметим, что фотодетектор измеряет излучение обоих светодиодов, а заодно способен улавливать и окружающий свет.
Когда между светодиодами и фотодетектором находится палец или мочка уха пациента, часть излучаемого света поглощается, рассеивается, отражается тканями и кровью, и световой поток, достигающий детектора, ослабляется.
Из всех этих явлений нас, конечно же, интересует поглощение светового потока кровью, протекающей по сосудам, и не всей кровью, а только артериальной, поскольку цель пульсоксиметрии — измерение степени насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом.
Гемоглобин — общее название белков крови, содержащихся в эритроцитах и состоящих из четырех цепочек бесцветного белка глобина, каждая из которых включает одну группу гема. Разновидности гемоглобина имеют собственные названия и обозначения (фетальный НЬ, MetHb и пр.).
Рис. 1.1. Датчик пульсоксиметра
Оксигемоглобин — полностью оксигенированный гемоглобин, каждая молекула которого содержит четыре молекулы кислорода (О2). Обозначается НЬО2.
Дезоксигемоглобин — гемоглобин, не содержащий кислорода. Называется также восстановленным, или редуцированным, гемоглобином и обозначается НЬ.
Ткани, через которые проходят оба световых потока, являются неизбирательным фильтром и равномерно ослабляют излучение обоих светодиодов. Степень ослабления зависит от толщины тканей, наличия кожного пигмента, лака для ногтей и прочих препятствий на пути света.
Гемоглобин, в отличие от тканей,- это цветной фильтр, причем на цвет фильтра влияет степень насыщения гемоглобина кислородом.
Дезоксигемоглобин, имеющий темно-вишневый цвет, интенсивно поглощает красный свет и слабо задерживает инфракрасный. Поэтому если на кровь, не содержащую кислорода, направить красный и инфракрасный свет, то первый будет почти полностью задержан, а второй — лишь несколько ослаблен.
И наоборот, оксигемоглобин хорошо рассеивает красный свет (и потому сам имеет красный цвет), но интенсивно поглощает инфракрасное излучение. О том, какой из двух световых потоков пройдет через оксигенированную кровь, мы предоставляем догадаться читателю.
Таким образом, соотношение двух световых потоков, дошедших до фотодетектора через мочку уха или палец, зависит от степени насыщения (сатурации) гемоглобина крови кислородом. По этим данным, используя специальный алгоритм, рассчитывают процентное содержание в крови оксигемоглобина.
Невольно возникает вопрос: если принцип измерения оксигенации крови так прост, то почему пульсоксиметры появились лишь в конце 80-х годов XX столетия?
Источник: med-tutorial.ru
