Процент насыщения гемоглобина кислородом
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
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 |
В марте 2020 года в России резко выросло число поисковых запросов, касающихся пульсоксиметров. Это устройства, которые определяют уровень насыщения крови кислородом, при пневмонии такой показатель может упасть.
Кроме того, по новому приказу (pdf) московского департамента здравоохранения, при положительном тесте на коронавирус одним из параметров, определяющих необходимость госпитализации, будут показатели пульсоксиметрии ниже 93%.
Прелесть пульсоксиметра в том, что он очень прост в использовании, датчик похож на прищепку, которая надевается на палец и через 10–20 секунд показывает уровень кислорода и пульс. Только лучше выполнить следующие условия:
- быть в спокойном состоянии;
- сидеть;
- измерять в течение 3–4 минут (самые ранние показатели бывают неустойчивыми). Обычно определяется примерное среднее значение насыщения за это время.
3
Как этот прибор работает?
Основной параметр, который определяет пульсоксиметр, — это насыщение (или сатурация) крови кислородом. В составе красных кровяных клеток (эритроцитов) есть белок гемоглобин, который переносит кислород. Количество гемоглобина c кислородом в венах и артериях разное (в артериях больше), именно из-за этого артериальная кровь более яркая, а венозная более темная.
Пульсоксиметр, грубо говоря, определяет именно яркость крови и позволяет судить, сколько гемоглобина в артериальной крови связано с кислородом. Эта цифра выражается в процентах, и именно она называется насыщением крови (а точнее гемоглобина) кислородом. Если пульсоксиметр показывает 96%, это значит, что 96% гемоглобина переносит кислород, а 4% — нет.
Еще пульсоксиметр определяет частоту пульса, часть приборов может также показывать пульсовую волну, позволяющую косвенно судить о кровоснабжении органов.
4
Почему при коронавирусной инфекции так важно знать, насколько насыщена кровь кислородом?
Уровень насыщения крови кислородом — это один 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 учитывают в Москве, когда решают, нужна ли пациенту госпитализация.
Коронавирус поражает легкие, а конкретно ткань, выстилающую легочные . При тяжелой пневмонии в легких нарушается переход кислорода из воздуха в кровь.
Всемирная организация здравоохранения ранее рекомендовала при новой коронавирусной инфекции давать кислород пациенту, у которого этот показатель ниже 90%. Правда, сейчас в рекомендациях нет конкретного показателя.
На самом деле четкой нормы нет. У здорового человека этот показатель, скорее, будет 95% и выше. Обычно это говорит о том, что ткани организма не страдают от нехватки кислорода и наши легкие достаточно эффективно «передают» кислород в кровь.
6
Если показатель ниже, то все плохо?
Нет. Например, у людей с другими хроническими заболеваниями легких бывают низкие показатели насыщения крови кислородом (например, 88%) притом что организм человека адаптирован к такой ситуации. Хотя снижение привычных показателей определенно требует внимания.
Но низкие показатели могут быть вообще не связаны со здоровьем. Вот некоторые возможные причины:
- Холодный палец. Не всегда с помощью пульсоксиметра можно определить пульсовую волну и насыщение кислородом в случае плохого кровоснабжения пальца, что, собственно, и случается на холоде.
- Лак, особенно темный лак на ногте, или накладные ногти. Кроме очевидного — снять лак — можно немного подождать: иногда лак просто замедляет и чуть занижает показатели.
- Батарейки. Садящиеся батарейки иногда занижают показатели сатурации.
Если вы чувствуете себя хорошо, то, скорее всего, у вас нет поводов обращаться за медицинской помощью, несмотря ни на какие показания прибора.
7
Скажите уже — есть смысл покупать пульсоксиметр или нет?
Это сложный вопрос. В рекомендациях медицинских обществ нет совета покупать пульсоксиметры всем. Однако некоторым пациентам, у которых есть сердечная недостаточность или хронические заболевания легких и которые используют дома кислород, врачи рекомендуют иметь пульсоксиметр дома. Это необходимо для того, чтобы человек определил, нужно ли ему дышать кислородом, и вообще контролировал свое состояние.
Некоторые врачи, тем не менее, рекомендуют пульсоксиметры людям и без таких показаний. Аргументы в этом случае следующие:
- Чтобы не паниковать лишний раз. Ощущение «заложенности» в грудной клетке и одышка 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 не требуется.
- Чтобы контролировать изменения своего состояния. При ОРВИ, которая течет как обычно, с помощью пульсоксиметра можно достаточно рано заметить ухудшение состояния и сообщить об этом врачу. Речь идет о постоянной сатурации ниже 92–93% в бодрствующем состоянии (во сне она и в норме может быть ниже).
- Чтобы помочь врачу. Если вы расскажете врачу о своих жалобах, сообщите температуру, пульс и насыщение крови кислородом, ему легче будет определить дальнейшую тактику лечения, даже при дистанционной консультации.
Аргументы против очевидны: постоянные измерения у кого-то могут усиливать тревогу, а случайные низкие показатели — тем более. В любом случае важно понимать, что общее состояние должно оцениваться комплексно, а не только по показаниям прибора.
Если вы захотите купить пульсоксиметр, лучше обсудить это с врачом.
8
А какой выбрать? Они же, наверное, бывают разные
Более-менее любой. Стоят они примерно от одной до нескольких тысяч рублей.
Большинство пульсоксиметров — это медицинские приборы. Однако уже появилось несколько разновидностей спортивных часов, в которые встроен пульсоксиметр. Правда, пока неясно, являются ли они адекватной заменой привычным устройствам.
9
А также хотим напомнить!
Все материалы «Медузы» о коронавирусе открыты для распространения по лицензии Creative Commons CC BY. Вы можете их перепечатать! На фотографии лицензия не распространяется.
Владимир Будянский, анестезиолог-реаниматолог и администратор профессионального сообщества в фейсбуке «Неотложные состояния», участник Независимого медицинского сообщества