Насыщение кислородом артериального гемоглобина spo2
Оценка этой статьи по мнению читателей:
Измерение кислорода в крови — далеко не новая функция, но сейчас к ней будет приковано всё внимание, так как Apple наконец-то добавила ее в свои часы Apple Watch 6. Можно по-разному относиться к этой компании, но шум вокруг своих продуктов она создавать умеет. А значит, все начнут измерять кислород, совершенно не понимая, что всё это значит и нужно ли оно кому-то в действительности.
Что же такое сатурация крови кислородом (SpO2)? Нужно ли измерять этот параметр и можно ли вообще доверять показаниям фитнес-браслета или смарт-часов, которые, по сути, не являются медицинскими приборами?
В данной статье мы подробно ответим на все поставленные выше вопросы и разберемся, не является ли модная «фишка» современных трекеров очередным маркетинговым трюком для подогрева интереса к своим устройствам.
Читайте также:
- Как именно фитнес-браслеты измеряют SpO2 с помощью простых лампочек?
- Сон и фитнес-браслеты. Руководство для чайников
Что такое SpO2 и зачем нам нужен кислород?
Клеткам организма нужна энергия для того, чтобы двигаться, синтезировать белок и создавать другие химические вещества. Это основа любой жизни.
Представьте свой организм в виде двигателя автомобиля, внутри которого сжигается бензин и происходит движение поршней. Для того, чтобы произошло возгорание требуется воздух, а точнее кислород, содержащийся в нем.
Такой «бензин» (питательные вещества) + кислород нужны и нашим клеткам для окисления и получения молекул АТФ (это основной источник энергии в организме).
Но каким образом в клетки попадает кислород?
Кровь на 40% состоит из клеток, остальные 60% — это плазма (светлая жидкость из воды, солей и минералов). Подавляющее большинство клеток — это эритроциты, называемые еще красными кровяными тельцами. Они составляют 99% всех клеток крови (примерно 20-25 млрд штук):
В каждом таком эритроците содержится более 250 млн молекул гемоглобина. Именно эта молекула и способна связываться с кислородом для переноса его во все ткани организма.
Другими словами, гемоглобин — это, своего рода, «такси» для перевозки кислорода по всему организму. Когда кровь протекает через легкие, гемоглобин «выхватывает» оттуда молекулы кислорода и доставляет их к тканям, а оттуда, на обратном пути, забирает «отработанный материал» — углекислый газ.
Теперь, когда кровь снова будет протекать через легкие, гемоглобин оставит там «отработку» и заберет новую порцию кислорода. А мы, в свою очередь, сделаем очередной выдох и вдох, чтобы очистить легкие от углекислого газа и набрать свежего материала из воздуха.
И здесь следует сделать маленькое уточнение. Не каждая молекула гемоглобина — примерный водитель. Кто-то может просто не взять «пассажира» и проехаться по всему пути без кислорода, «налегке».
SpO2 как раз и показывает соотношение гемоглобина, содержащего кислород, к общему количеству гемоглобина в крови
Какая норма SpO2 (сатурации крови кислородом)?
Нормой SpO2 для здорового человека считается 96-99% оксигемоглобина (так называется гемоглобин, содержащий кислород). Другими словами, практически весь гемоглобин должен содержать кислород.
Кстати, именно кислород придает крови характерный цвет. Чем больше кислорода в гемоглобине — тем ярче будет цвет. Поэтому артериальная кровь, которая несет кислород к тканям, имеет ярко-красный цвет, а венозная кровь (оттекающая от тканей) — темно-красная, так как содержит уже на треть меньше кислорода.
Важно отметить тот факт, что уровень SpO2 может слегка падать при физических нагрузках и это совершенно нормально.
Если сатурация падает ниже 90%, наступает гипоксемия (недостаток кислорода в крови), которая может привести к гипоксии (низкий уровень кислорода в тканях организма).
При некоторых болезнях насыщение гемоглобина кислородом также снижено. К примеру, обострение бронхиальной астмы может привести до падения SpO2 ниже 90%, что требует незамедлительной госпитализации.
Каким образом фитнес-браслеты измеряют уровень кислорода в крови? Можно ли этим показателям доверять?
Ответ на второй вопрос будет кратким — да, доверять показателям фитнес-трекера можно.
Принцип измерения сатурации гемоглобина кислородом на фитнес-браслете ничем не отличается от принципа работы медицинского прибора пульсоксиметра и заключается в следующем:
Светодиод излучает свет, который проходит через ткани, отражается и попадает на фотодетектор. Определенное количество этого света поглощается кровью, а сколько именно — зависит от степени насыщения ее кислородом.
Если вам интересно подробнее узнать о том, как именно все это работает, почему не достаточно зеленых лампочек на браслете и обязательно нужен инфракрасный светодиод, что происходит со светом внутри запястья, как простой свет, пройдя через кровь, может сообщить о количестве кислорода, читайте наш новый увлекательный материал.
Типичный датчик, состоящий из фотодетектора и излучателей выглядит так:
Светодиоды и фотодетекторы на часахДаже многие смартфоны умеют измерять SpO2 и делают это достаточно точно. К примеру, большинство флагманов от Samsung (серии Galaxy S и Galaxy Note) замеряют уровень кислорода в крови без каких-либо дополнительных приборов. Датчик SpO2 у них находится сзади, в районе камеры:
Для этого необходимо открыть приложение Samsung Health и выбрать измерение SpO2 или измерение уровня стресса:
В последних обновлениях Samsung Health не замеряет отдельно SpO2, а делает это в составе измерения уровня стресса.
А теперь попробуем ответить на главный вопрос.
Зачем измерять SpO2? В чем смысл этой функции на фитнес-браслетах?
Есть ситуации, при которых измерение SpO2 имеет критически важное значение для жизни человека. Но, к сожалению, фитнес-браслеты не имеют к этим ситуациям никакого отношения:
- Контролировать SpO2 требуется, главным образом, при анестезии во время операции. Это одна из основных задач анестезиолога.
- Также бывает важно следить за уровнем кислорода в период восстановления после серьезных операций или перенесенных проблем со здоровьем, таких как инфаркт.
Но в текущей реализации, фитнес-браслеты не способны заменить специализированные устройства (подробнее об этом — в самом конце статьи). А вот для рядового пользователя измерять SpO2 особого смысла нет. Хотя, при желании, можно придумать несколько областей для применения такого «датчика кислорода»:
1. Профессиональный спорт
Как уже было сказано выше, уровень SpO2 падает при физических нагрузках. Отслеживая этот показатель во время интенсивных тренировок, можно узнать пределы своего организма и пытаться улучшить свои физические показатели.
С другой стороны, в профессиональном спорте более важен показатель VO2 max, который сегодня также пытаются измерять некоторые фитнес-трекеры и умные часы. Но это уже тема совершенно другого разговора.
2. Альпинизм
Как известно, воздух в горах разреженный, то есть, в нем содержится меньше кислорода. И при определенном снижении уровня кислорода, вы даже можете почувствовать себя лучше. Но если снижение продолжится, это может обернутся плохими последствиями.
Поэтому, контролируя SpO2 во время восхождения, можно снизить риск возникновения проблем и плохого самочувствия. К примеру, когда процент кислорода начнет сильно падать, необходимо снизить нагрузку — изменить скорость подъема, передохнуть или вообще пересмотреть свои планы.
Добавлено 06.04.2020: Как оказалось, фитнес-браслет с функцией измерения SpO2 стал отличным инструментом для диагностики коронавирусной инфекции COVID-19!
Но…
Опять-таки, для каждой из этих задач есть гораздо более удобные инструменты.
Главная проблема большинства фитнес-браслетов и умных часов на текущий момент заключается не в точности измерений, а в отсутствии режима непрерывного измерения SpO2.
Сегодня практически все браслеты делают разовые замеры в течение 15-30 секунд и не способны сигнализировать о падении уровня кислорода в крови. А это основная задача пульсоксиметров.
Какие фитнес-браслеты и часы умеют измерять уровень кислорода в крови (SpO2)?
Измерение SpO2 — это не только программная функция. Браслет должен быть оборудован инфракрасным и красным светодиодами. Если на браслете нет красного/инфракрасного светодиода, измерять уровень сатурации крови кислородом он не сможет. Обновлением программного обеспечения эту проблему не исправить.
На сегодняшний день следующие устройства умеют измерять SpO2:
- Apple Watch 6
- Fitbit Charge 4
- Garmin Vivosmart 4
- Garmin Fenix 6
- Honor Band 5
- Honor Band 5i
- Huawei Band 4
- Huawei Band 4 Pro
- Huawei Watch GT 2
- Huawei Watch GT 2e
- Honor MagicWatch 2
- Samsung Galaxy Watch 3
Также измерять SpO2 умеют смартфоны от компании Samsung, начиная с Galaxy S6 и заканчивая Galaxy S10 включительно + линейка Galaxy Note вплоть до Galaxy Note 9 включительно. Все последующие флагманы от Samsung лишены этого датчика.
Редакция Deep-Review (dr@deep-review.com)
P.S. Мы открыли Telegram-канал и сейчас готовим для публикации очень интересные материалы! Подписывайтесь в Telegram на первый научно-популярный сайт о смартфонах и технологиях, чтобы ничего не пропустить!
Понравилась статья? Поделитесь с другими:
Как бы вы оценили эту статью?
Нажмите на звездочку для оценки
Внизу страницы есть комментарии…
Напишите свое мнение там, чтобы его увидели все читатели!
Если Вы хотите только поставить оценку, укажите, что именно не так?
Большое спасибо за отзыв!
Сатурация кислорода в крови – показатель, который берут во внимание терапевты, пульмонологи, кардиологи, гематологи и другие узкопрофильные врачи при постановке диагноза и выявлении осложнений различных заболеваний.
Полезно узнать, какие параметры исследования считаются патологией, от чего зависят и какие методы определения существуют.
Что это такое сатурация?
Сатурация кислорода в крови – что это? Под этим определением понимают параметр, который указывает на уровень насыщения О2 артериальной крови (гемоглобина) в процентном соотношении. Показатель в норме указывает на отсутствие патологических изменений в функционировании организма.
В составе крови здорового человека, чтобы его организм в полной мере насыщал ткани важным кислородом, критерии сатурации должны быть в пределах 95-98%. У курильщиков или пациентов с хроническими болезнями дыхательной системы, показатель ниже, обычно от 92-95%, в виду имеющихся проблем он считается нормой.
Процентное соотношение насыщения О2 важно для контроля за состоянием пациентов, страдающих дыхательной, сердечной недостаточностью. Если у взрослых сатурация кислорода в крови в норме составляет не менее 95%, тот же показатель у новорожденных и детей постарше иной – 93-96%.
В период развития и роста малышей, уровень гемоглобина гораздо ниже, организм не может в достаточной мере захватывать газ из воздуха.
Как происходит процесс
Обогащение кислородом внутренних органов происходит через дыхательную систему. Человек вдыхает воздух, через капиллярную систему легких эритроциты (кровяные клетки транспортировки) наполненные газом доставляют его к тканям организма.
Подробнее процесс сатурации выглядит так:
- Капилляры, окружающие альвеолы, забирают и транспортируют О2.
- Артериальная кровь идет по кругу кровообращения, забрав необходимый газ, переносит его ко всем тканям.
- Уже венозная кровь, бедная кислородом, идет обратно к альвеолам.
Находящийся в эритроцитах гемоглобин при нормальном состоянии захватывает по 4 молекулы О2. Из среднего количества способных к захвату кровяных клеток складывается показатель сатурации. 100% – невозможный параметр, не каждая клетка способна захватить достаточное количество молекул газа.
Нарушение захвата не связано с качеством и количеством эритроцитов, а зависит от функции дыхательной системы.
Определение параметра
Для выявления уровня насыщенности крови кислородом диагносты используют 2 метода: инвазивный и неинвазивный. Точность в обоих случаях 100%, однако погрешность составляет 1%.
Инвазивный метод заключается в том, что специалисты делают забор артериальной крови через прокол. На 1 г гемоглобина приходится 1,34 мл O2:
- Выявляют количество гемоглобина.
- Высчитывают объем захватываемого газа.
- Выявляют показатель в процентном соотношении.
После исследований, специалисты сверяются с таблицей нормы сатурации кислорода в крови у взрослых. Если речь идет о малышах или развитии плода при беременности, в учет берут иные показатели.
| Взрослые | Дети | Здоровые плоды | Легкая степень гипоксии | Тяжелая степень гипоксии |
| 95-98 | 93-98 | 44 | 34 | 23,8 |
Пульсоксиметры: метод сатурации
Неинвазивный метод определения О2 в гемоглобине предпочтителен при плохой свертываемости крови, нарушенном кровообращении и в детском возрасте. В этом случае используют приборы – пульсоксиметры. Они безболезненно определяют показатель, бывают портативными и стационарными:
- Портативные удобны для людей, которым показан мониторинг насыщенности О2, они не могут проходить его в условиях больницы.
- Стационарные используют в тяжелых ситуациях: реанимации, хирургических операциях.
Измерения бывают однократными или многократными за период. Многократные исследования проводят во время сна пациента, результаты с разной периодичностью фиксируются в памяти аппарата.
В зависимости от ситуации врач учитывает целесообразность того или иного метода.
Принцип действия
Различаются пульсоксиметры по принципу действия. Трансмиссионный аппарат представляет собой браслет на запястье или коробочку, крепящуюся на поясе со специальными высокочувствительными пластинами. Действует пульсоксиметр так:
- Пластинки зажимают палец или ухо по принципу клипсы и начинают излучать лучи разной длины. Поглощение у разного состава артериальной и венозной крови этих лучей отличается.
- Отслеженные данные о преломлении, отражении и прохождении этих лучей передаются на основной прибор (браслет).
- Аппарат анализирует полученную информацию и сигнализирует о результате.
Отраженные пульсоксиметры регистрируют световые волны, которые не поглощаются насыщенным О2 гемоглобином, а отражаются от тканей внутренних органов. Такие приборы устанавливают на плечо, живот или лицо.
При нормальных показателях прибор издает кратковременные периодические звонки. Если сатурация понижена – аппарат начинает издавать тревожные многократные сигналы.
Чтобы диагностика была достоверной, пациенты должны придерживаться правил перед исследованием:
- Отказаться от курения, употребления спиртных, тонизирующих напитков (энергетики, кофе, крепкий чай).
- Отказаться от приема пищи за 2 часа до исследования.
- Не принимать успокоительные препараты, медикаменты, влияющие на функцию дыхательной и сердечной системы.
- Результативной диагностика будет только в случае неподвижного состояния пациента.
Кожный покров на части тела, на которую крепится аппарат, должна быть очищенной от косметических средств. Если пульсоксиметр устанавливают на палец, гель-лак должен быть удален с ногтя. Если пластинки крепятся на мочку уха – снимают сережки.
Чем вызвананизкая сатурация
Низкий уровень О2 указывает на хронические и острые патологии дыхательной системы. При большой кровопотери во время хирургического вмешательства или травматизации человека происходит уменьшение О2 в эритроцитах.
У людей, страдающих ожирением, наблюдается снижение газов в эритроцитах. Также врач может заподозрить:
- гипертонию;
- анемию;
- венозные застои;
- плохую микроциркуляцию;
- гипофункцию щитовидной железы;
- недостаточность кровообращения.
Низкая насыщенность гемоглобина газом указывает на голодание клеток. В этом случае обменные процессы замедляются. Ткани внутренних органов постепенно, но уверенно начинают отмирать. Некроз элементов приводит к нарушению функции органов.
Виды лечения
Чтобы не допустить осложнений, медики оперативно применяют различные методики повышения уровня необходимого газа в эритроцитах. В первую очередь устраняют причину нарушения насыщения.
Мероприятия по нормализации О2 в крови:
- Оксигенация. В случае острой дыхательной недостаточности применяют искусственное насыщение эритроцитов в кровяном русле. Пациента помещают в барокамеру, кислород в которой находится под высоким давлением.
- Ингаляции, кислородные подушки.
- Аппараты ИВЛ (искусственной вентиляции легких).
- Медикаментозная терапия. Применяют средства для улучшения кровообращения, препараты для восстановления окислительно-восстановительных процессов, антикоагулянты.
Если наблюдается незначительная сатурация, врачи используют только медикаменты. Также результативными будут простые действия:
- дыхательная гимнастика;
- умеренные физические нагрузки;
- массаж грудной клетки;
- прогулки на свежем воздухе.
Длительность лечения, препараты и методики выбирает только врач. Самостоятельно принимать меры по восстановлению насыщения кровяных клеток О2 нельзя.
Сатурация кислорода в крови – важный показатель, который указывает на проблемы в организме. Вовремя выявленный параметр поможет уменьшить риск появления осложнений.
Автор:
Панина Ирина
Пульмонолог, Аллерголог
Краткое название показателя:
SO2
Также:
Истинная (инвазивная) сатурация кислородом крови SaO2
Категория:
Кислотно-основное состояние и газы крови
Единица измерения:
%
Краткое описание
В условиях организма 1 г гемоглобина способен связать 1,34 мл кислорода. Если известно содержание гемоглобина крови, можно рассчитать кислородную емкость крови – максимальное количество кислорода, которое может связать гемоглобин при его полном насыщении О2. При содержании 150 г/л количество кислорода в 1 л крови составит 1,34 х 150 = 201 мл; в 100 мл крови – 20,1 мл или 20,1 об. % (объемных %).
Процентное отношение количества О2, реально связанного с гемоглобином, к кислородной емкости крови называется насыщением (saturation – сатурация) гемоглобина кислородом (SO2 или НВО2). Другими словами, SO2 – это отношение оксигемоглобина к общему количеству гемоглобина крови.
В норме насыщение артериальной крови кислородом (SO2 или НВО2) составляет 96-98% . Небольшое “недонасыщение” (2-4%) объясняется некоторой неравномерностью легочной вентиляции и незначительной примесью венозной крови, которые имеют место и у здоровых людей.
Насыщение гемоглобина кислородом зависит от напряжения О2 в крови (в соответствии с физическим законом действующих масс). Графически эту зависимость отражает кривая диссоциации оксигемоглобина, имеющая S-образную форму.
Подробное описание
Показатель SO2 измеряется путём исследования артериальной крови. Аналогичный показатель, измеренный неинвазивным способом (с помощью пульсоксиметрии) обозначается как SpO2. в принципе оба показателя коррелируют хорошо, погрешность составляет 1-2%, и с развитием техники продолжает уменьшаться.
SO2 наряду с РaO2 (HbQ2) характеризует степень оксигенации крови. Снижение этих показателей в артериальной крови (венозная кровь для исследования газового состава непригодна) называется артериальной гипоксемией. Умеренная гипоксемия характеризуется прежде всего снижением РаО2, величина SO2 (HBO2) более устойчива.
Что бы правильно понять цифры сатурации можно их сравнить с парциальным давлением кислорода в крови (PaO2).
-Сатурация (SpO2) 95-98% соответствует – 80-100 мм рт. ст. (PaO2).
-Сатурация (SpO2) 90% соответствует – 60 мм рт.ст.(PaO2).
-Сатурация (SpO2) 75% соответствует – 40 мм рт.ст.(PaO2).
Референтные значения
| Норма | |||||
| кроме новорожденных и недоношенных | 96 | 98 | % | ||
Факторы повышения и понижения
| Другие | |
| Пребывание на больших высотах | Понижение |
Источники и литература
Другие сервисы медицинского портала MedElement
Медицинский портал MedElement – это облачные сервисы, мобильные
приложения и электронные справочники для врачей и пациентов.
Наши проекты могут помочь вам!