Оксигенация гемоглобина в артериальной крови
Определение уровня кислорода в крови широко используется, для того чтобы понять нужно ли пациенту давать кислород, определить тяжесть его состояния и решить нужна ли ему ИВЛ. Для этого используется простой прибор — пульсоксиметр. Внешне он похож на прищепку и выглядит вот так:
Что такое пульсоксиметр и стоит ли его иметь дома во время коронавирусной инфекции?
По
новому приказу Департамента Здравоохранения Москвы, при положительном тесте на коронавирус одним из
параметров определяющих необходимость госпитализации будут показатели
пульсоксиметрии ниже 93%.
Пульсоксиметр — это прибор, который
определяет насыщение артериальной крови кислородом и частоту пульса.
Часть приборов могут также показывать пульсовую волну, позволяющую
косвенно судить о кровоснабжении органов. Пульсоксиметр – это самый
часто используемый прибор для контроля за состоянием пациента в
отделениях реанимации. Многие врачи используют его на приеме для оценки
состояния больного. Некоторым пациентам с заболеваниями сердца и легких
врачи рекомендуют иметь пульсоксиметр дома для определения необходимости
в дыхании кислородом и контроле за собственным состоянием
Что такое насыщение крови кислородом?
Основной
параметр, который определяет пульсоксиметр – это насыщение (или
сатурация) крови кислородом. Помните школьный курс биологии? Кровь
переносит кислород.
На самом деле, его переносит гемоглобин, белок,
находящийся в эритроцитах (красных кровяных клетках). Количество
гемоглобина, насыщенного кислородом, в венах и артериях разное, именно из-за этого артериальная
кровь более яркая, а венозная более темная.
Пульсоксиметр, упрощенно,
определяет именно яркость крови и позволяет судить сколько гемоглобина в
артериальной крови связано с кислородом. Эта цифра выражается в
процентах и именно она и называется насыщением крови (а точнее
гемоглобина) кислородом. Если пульсоксиметр показывает цифру 96%, эти
значит, что 96% гемоглобина связано с кислородом, а 4% не связано.
Нормальные показатели насыщения крови кислородом и о чем они говорят?
Как таковой очень четкой нормы нет. Но у большинства здоровых людей уровень насыщения колеблется от 94 до 98 %
В
большинстве случаев это говорит о том, что ткани организма не страдают
от нехватки кислорода и наши лёгкие достаточно эффективно «передают»
кислород в кровь.
Всегда ли это справедливо? В большинстве случаев,
но не всегда. Например, если у человека анемия, низкий уровень
гемоглобина, он может быть насыщен кислородом на 98%, но общее
количество переносимого кислорода будет недостаточным. Несмотря на это и
некоторые другие исключения пульсоксиметр позволяет судить о
«кислородной» работе легких и отсутствии опасности «кислородного
голодания».
Какие бывают и как использовать пульсоксиметры?
Большинство
пульсоксиметров являются медицинскими приборами. Однако уже появилось
несколько разновидностей спортивных часов, в которые встроен
пульсоксиметр. Такие часы используют спортсмены (например, альпинисты).
Прелесть
пульскоксиметра в том, что он очень прост в использовании — датчик
похож на прищепку, которая одевается на палец и через 10-20 секунд
показывает уровень кислорода и пульс. Рекомендуется определять насыщение
в спокойном состоянии, сидя, в течение 3-4 минут (самые ранние
показатели бывают неустойчивыми), обычно определяется примерное среднее
значение насыщения за это время.
Что может влиять на правильность показателей пульсоксиметра?
Холодный палец. Не всегда с помощью пульсоксиметра можно определить
пульсовую волну и насыщение в случае плохого кровоснабжения пальца, что,
собственно, и случается на холоде. Что делать? Согреть палец под теплой
водой
Лак, особенно темный/черный лак на ногте или накладные
ногти. Что делать подождать немного, иногда лак просто замедляет и чуть
занижает показатели. Ну или снять лак.
Батарейки. Садящиеся батарейки, иногда, занижают показатели сатурации. Сомневаемся, меняем.
Зачем определять насыщение кислорода при коронавирусной инфекции?
Коронавирус
поражает легкие, эпителий легочных альвеол. При развитии тяжелой
пневмонии нарушается «легочное» дыхание — переход кислорода из воздуха в
кровь, которое происходит в легких. Уровень насыщения кислорода
является одним из основных показателей, по которому судят нужно ли дать
пациенту кислород через маску и нужна ли ему искусственная вентиляция
легких. Именно поэтому уровень насыщения крови кислородом является одним
из важных параметров, чтобы определиться нужна ли больному
госпитализации в соответствии с приказом департамента здравоохранения
Москвы.
Обычно мы даем кислород пациенту, у которого насыщения
кислорода ниже 90%. Уровень насыщения выше 93% говорит о том, что в
момент измерения тяжелого пневмонического повреждения легких у больного
нет.
Всегда ли насыщение ниже 90-92% это страшно?
Нет.
Во-первых, сначала стоит убедиться, что пульсоксиметр исправен и палец
не холодный. Во-вторых, если вы чувствуете себя хорошо, то скорее всего
все у вас хорошо, несмотря ни на какие показания прибора. Также у людей с
хроническими заболеваниями легких, у курильщиков бывают низкие цифры
насыщения, к которым пациент адаптирован, он не нуждается в кислороде и
относительно низкие цифры сатурации 87-89% не ограничивают его
физической активности.
Что рекомендуют врачи? Стоит ли иметь пульсоксиметр дома?
Здесь мнение моих коллег разделились.
Иметь
пульсоксиметр дома обычно рекомендуют пациентам с сердечной
недостаточностью и хроническими заболеваниями легких, находящихся на
домашней кислородотерапии.
Нужен ли он на время коронавирусной эпидемии вопрос дискутабельный. В следующей карточке изложу свое мнение.
Зачем может пригодиться пульсоксиметр при короне. Мое личное мнение.
Для самостоятельной более детальной оценки своего состояния.
Ощущение «заложенности» в грудной клетке и одышки совсем не обязательно
связаны с тяжелым поражением легких. В ряде случаев температура, кашель,
волнение могут приводить к тем же ощущениям. Если показатели
пульсоксиметрии 94-96%, можно не волноваться, скорее всего срочной
госпитализации вам не требуется. Подчеркну, что несомненно должно
оцениваться общее состояние комплексно, а не только показания прибора.
Контроль динамики своего состояния. Предположим, вы все-таки
заболели и все протекает, как обычное ОРВИ, в этом случае контроль
насыщения может помочь достаточно рано отметить ухудшение состояния и
сообщить об этом врачу. Также подчеркну здесь идет об устойчивом
снижении сатурации ниже 92-93% в бодрствующем состоянии (во сне она
может быть ниже)
Коммуникация с врачом: если вы сообщите доктору
свои жалобы, температуру, пульс и насыщение крови кислородом, ему легче
будет определить дальнейшую тактику лечения, даже при дистанционной
консультации.
Источник
В последнее время из-за ситуации с коронавирусом мы стали все больше погружаться во врачебную терминологию. КТ, ИВЛ и оксигемометр — привычные слова в лексиконе рядового человека, интересующегося ситуацией с коронавирусом.
Сегодня поговорим про оксигенацию и устройства с помощью которых ее можно измерить. А также расскажем, как определить тяжелое развитие коронавирусной пневмонии в домашних условиях.
Оксигенация: что это такое?
Оксигенация — это уровень насыщения или сатурации крови кислородом. Этот важный показатель, который демонстрирует общее состояние организма человека и говорит о дыхательной функции.
Всемирная организация здравоохранения сообщила, что нормальным показателем сатурации для взрослых и детей является — 95-98%, если уровень насыщения крови кислородом ниже 93% для взрослого и 90% для ребенка — то это один из главных симптомов развития осложнений из-за коронавирусной инфекции или других факторов.
Обычно сатурация измеряется при помощи небольшого устройства оксигемометра или пульсометра. Эти устройства крепятся на пальце человека и устанавливают насыщенность кислородом гемоглобина. Такие устройства подходит даже для домашнего использования с целью контроля своего состояния.
оксигемометр
Так же существует метод, который позволит установить уровень сатурации без дополнительных устройств. Просто зажмите фалангу пальца, не накрашенного лаком, с обеих сторон. Дождитесь пока ноготь побелеет и отпустите. Если палец из белого состояния в розовый вернется меньше чем за 2 секунду, то у вашего организма отличная сатурация и переживать не стоит.
Сатурация ниже нормы: что делать?
Если вы считаете, что ваша кровь недостаточно насыщенна кислородом, то это не значит, что вы больны COVID-19. А также если у вас хорошая сатурация, это не говорит о том, что COVID-19 обошел ваш организм стороной.
Хорошая сатурация всего лишь говорит о том, что ваши сосуды и кровь насыщенны кислородом в достаточном количестве для нормальной жизнедеятельности. Ведь когда происходит инфицирование организма, то в борьбу включаются лимфоциты, которые пытаются блокировать клетки вируса в кровеносных сосудах. Поглощенные бактерии внутри сосуда создают плотность и снижают сатурацию.
Грубо говоря, если сатурация держится на уровне 98-100%, то это говорит о двух вещах: вы полностью здоровы, либо вы заражены коронавирусом, но ваша иммунная система с ним прекрасно справляется. Однако, достоверно сказать об этом можно будет только после проведения тестов на коронавирус.
Если вы заметили, что у вас низкая сатурация, то это может указывать на следующие факторы:
- Вам не хватает витаминов;
- Организм испытывает нехватку жидкостной среды;
- Развивается гипоксия (нехватка кислорода).
В этом случае у человека также будет повышенная температура, которая, как мы знаем, указывает на то, что в организме происходит воспалительный процесс.
Например, если у пациента наблюдаются проблемы с пищеварением, легкими или сердцем, а также если он злоупотребляет алкоголем. Однако, даже после сильных физических нагрузок, сатурация может удерживаться на низком уровне.
Поэтому только по уровню сатурации нельзя точно сказать больны вы коронавирусом или же здоровы. Однако, зная эту информацию, вы можете следить за состоянием своего организма, что поможет вовремя определить изменения в организме и правильно среагировать.
Итог
Хорошая сатурация не говорит, об отсутствии коронавирусной инфекции, равно как и плохая сатурация не подтверждает наличие COVID-19.
Паниковать по поводу коронавируса можно только в том случае, если вместе с плохой сатурацией совпали высокая температура, кашель и ломота в мышцах. В этой ситуации нельзя медлить и важно вовремя вызвать врача на дом.
Несмотря на то, что исследование кислотно-основного состояния, строго говоря, подразумевает исследование только величины pH (концентрации ионов H+), в реальности в него также включается исследование физиологически важных газов, присутствующих в крови – O2 и CO2. Анализ газов показывает эффективность газообмена по величинам парциальных давлений – pO2 и pCO2.
Через альвеолярную мембрану молекулы любых газов перемещаются диффузно по градиенту концентрации. Молекулы O2 атмосферного воздуха поступают из альвеол в кровь, а молекулы CO2 из крови в альвеолы до тех пор пока их парциальные давления не выровняются.
Величина парциального давления – это процентная доля газа в общем объеме.
Углекислый газ
Концентрация СО2 в альволярном воздухе столь низка, а в крови столь высока, что диффузия этого газа в альвеолы чрезвычайно эффективна и скорость его удаления зависит только от альвеолярной вентиляции – общего объема воздуха, транспортируемого в минуту между альвеолами и атмосферой (“скорости выдувания”).
Следовательно,
- при усиленной вентиляции легких углекислый газ быстро выводится, и показатель pCO2в крови снижается. Это означает потерю организмом угольной кислоты (ионов H+), что является причиной защелачивания крови – алкалоза, называемого дыхательным или респираторным.
- при недостаточной альвеолярной вентиляции величина рСО2 повышается, что свидетельствует о недостаточном его удалении и накоплении H2CO3. Иными словами, повышение в крови показателя рСО2 является причиной дыхательного ацидоза.
Увеличенное pCO2 (гиперкапния) всегда свидетельствует о снижении альвеолярной вентиляции.
Кислород
Вопросы, связанные с оксигенацией крови и транспортом кислорода более сложны. Связано это с тем, что в виде свободных (растворенных) молекул O2 находится лишь небольшая доля общего кислорода крови. Основная часть кислорода связана с гемоглобином (оксигемоглобин) и истинное содержание кислорода зависит от двух дополнительных параметров – концентрации Hb и насыщения (сатурации) гемоглобина кислородом.
Оксигемоглобин
Оксигемоглобин (HbО2) – процентное содержание в крови, является отношением фракции оксигемоглобина (HbО2) к сумме всех фракций (общему гемоглобину).
Насыщение гемоглобина кислородом
Насыщение гемоглобина кислородом (HbOSAT, SО2), представляет собой отношение фракции оксигенированного гемоглобина к тому количеству гемоглобина в крови, который способен транспортировать О2.
Отличия между двумя показателями HbО2 и HbOSAT заключаются в том, что у пациентов возможно наличие в крови такой формы гемоглобина, которая не способна акцептировать О2 (Hb‑CO, metHb, сульфоHb). Но так как большинство больных не имеют в крови повышенного содержания этих форм гемоглобина, значения HbО2 и SО2 обычно очень близки.
Например, если при отравлении нитритами количество metHb составляет 15%, тогда величина HbО2 никогда не сможет превысить 85%, но насыщение (HbOsat) может быть различно – от максимума (HbOsat=95-98%) при полном насыщении до низких величин при отсутствии кислорода.
Показатель насыщения кислородом показывает процент доступных мест связывания на гемоглобине.
Иллюстрация понятий оксигемоглобина (HbO2) и насыщения гемоглобина (HbO2sat)
Парциальное давление кислорода (pO2)
Парциальное давление O2 выступает как движущая сила, приводящая к насыщению гемоглобина кислородом. И хотя, как правило, чем выше pO2 тем выше HbOsat, эта зависимость не является линейной.
Кривая диссоциации гемоглобина в норме и
при изменении pH и концентрации 2,3-дифосфоглицерата
В центральной части кривой насыщения (или кривой диссоциации) гемоглобина малейшие сдвиги pO2 приводят к резким изменениям насыщения гемоглобина. И наоборот, при высоком pO2 (80-90-100 мм рт.ст) кривая становится плоской, насыщение гемоглобина мало зависит от колебаний кислорода в плазме.
Сдвиг влево происходит при защелачивании и снижении концентрации 2,3-дифосфоглицерата и сигнализирует об увеличении сродства кислорода к гемоглобину (в легких). Сдвиг вправо – это снижение сродства кислорода к гемоглобину (в тканях), обеспечивается закислением среды и накоплением 2,3-дифосфоглицерата.
Показатель pO2 не отражает содержание кислорода в цельной крови! Но хотя pO2 и не показывает общее количество кислорода в крови, но это общее количество зависит от pO2 через показатель сатурации гемоглобина.
В свою очередь имеются факторы, влияющие на величину pO2:
1. Альвеолярная вентиляция. Хотя она влияет как на pO2 так и на pCO2, но доля кислорода в альвеолах при гипервентиляции может лишь слегка увеличиться, приближаясь к pO2 атмосферного воздуха, при гиповентиляции – стремительно падает, вытесняясь поступающим из крови CO2. В то же время доля CO2 в альвеолах быстро снижается при усиленной вентиляции.
2. Вентиляционно-перфузионное соотношение, определяется тем, что
- не вся кровь, притекающая к легким, соприкасается с хорошо вентилируемыми альвеолами (спадение альвеол, уплотнение стенки).
- не все хорошо вентилируемые альвеолы получают достаточно крови (правожелудочковая сердечная недостаточность).
3. Концентрация кислорода во вдыхаемом воздухе (FiO2, fraction of inspired oxygen).
В таблице приведены сравнительные величины концентрации кислорода и углекислого газа в воздухе, крови и тканях.
Необходимо обратить внимание на перепады концентраций кислорода и углекислого газа в крови и альвеолярном воздухе. Важной особенностью является то, что pO2 в альвеолярном воздухе и артериальной крови очень близки, т.е. в обычных условиях глубоким и/или частым дыханием невозможно повысить потребление кислорода и насыщение им гемоглобина. В то же время разность концентраций pCO2 в венозной крови и альвеолярном воздухе позволяет эффективно его удалять при частом дыхании.
| pO2, мм рт.ст. | pCO2, мм рт.ст | |
| Вдыхаемый воздух | 159 | 0,23 |
| Альвеолярный воздух | 105-110 | 40 |
| Артериальная кровь | 83-108 | 35-45 |
| Ткани | 10-20 | 50-60 |
| Венозная кровь | 35-49 | 46-51 |
| Выдыхаемый воздух | 116 | 32 |
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