Регионарное насыщение гемоглобина кислородом

Церебральная оксиметрия

Церебральная оксиметрия — это неинвазивный метод мониторинга, измеряющий насыщение гемоглобина кислородом, основанный на способности окси- и дезоксигемоглобина поглощать свет в диапазоне излучения, близком к инфракрасному.
Рассчитывается по формуле:

Несмотря на общее название «церебральная оксиметрия» существует несколько буквенных показателей, но в России наиболее известны 2 из них:

1. rSO2 — регионарное насыщение гемоглобина кислородом в сосудистом бассейне коры головного мозга
2. SсtO2 — абсолютная кислородная насыщенность тканей мозга.

В последнее время церебральная оксиметрия рассматривается как частный вариант тканевой оксиметрии, поэтому показатель SctO2 (Saturation cerebral tissue) заменен на более общий показатель StO2 (Saturation tissue).
Стоит отметить, что показатели rSO2 и StO2, несмотря на принадлежность к одному понятию «церебральная оксиметрия», полностью не эквивалентны друг другу, не могут иметь одинаковую клиническую интерпретацию и единый подход к обработке результатов. Это весьма важный момент, который необходим для понимания клиническими специалистами, которые используют оборудование с тем или иным показателем.

Церебральная оксиметрия является одним из немногих методов мониторинга, визуализирующих кислородный статус головного мозга, и остается единственным неинвазивным методом оценки тканевого насыщения кислородом. Так как церебральная оксиметрия не измеряет парциальное напряжение кислорода в тканях мозга, наиболее точно говорить не о тканевом насыщении кислородом, а о сатурации крови, т.е. степени (проценте) насыщения гемоглобина кислородом в микроциркуляторном русле ткани. Однако, известно, что 98% кислорода переносится в связанном с гемоглобином состоянии, поэтому условно можно сказать об измерении насыщения кислородом ткани, и не только церебральной.

Метод оксиметрии основан на способности гемоглобина поглощать близкий к инфракрасному свет (БИКС). Измеряя отраженный от тканей, в частности, головного мозга свет в параинфракрасном диапазоне (биологический спектроскопический интервал, в котором можно различить и измерить Hb и HbO2, находится в диапазоне волн 660-940 нм), можно обнаружить количественное содержание оксигемоглобина и дезоксигемоглобина, и выразить их соотношение величиной насыщения гемоглобина кислородом, характеризующей процессы доставки и потребления кислорода в тканях головного мозга.

Данный рисунок демонстрирует две конкурирующие технологии церебральной оксиметрии, использующих 2 и 4 длины волны. Четыре длины волны необходимы, чтобы увеличить точность измерения оксигенированного и дезоксигенированного гемоглобина при определении уровней насыщенности тканей мозга кислородом (показатель SctO2), компенсировать зависимые потери при рассеивании волны и изолировать помехи от других фоновых поглотителей света (таких как жидкость, ткань и пигментация кожи).

Если оксиметр используют как церебральный, то датчики наклеивают на кожу лобной области в проекции левого и правого полушарий ниже уровня роста волос. В определенных случаях можно использовать только 1 датчик, накладывая его с одной стороны.

Так как церебральная оксиметрия применяется у взрослых, детей и новорожденных, датчики различаются по размеру соответственно весу пациента. Как правило, датчик состоит из одного излучателя света и двух детекторов, расположенных на расстоянии от 1 до 5 см. Свет, проходя через толщу тканей, поглощается естественными хромофорами, в основном окси- и дезоксигемоглобином, преломляется и попадает на детекторы. Глубина, с которой снимаются показания, согласно закону Бира-Ламберта, равна половине расстояния от излучателя до детектора. Поэтому, показания с «дальнего» детектора снимаются с глубины 2,5 см, а показания с «ближнего» детектора учитывают в расчетах как сатурацию с экстрацеребральных тканей и вычитают.

Таким образом, после анализа отраженного света, церебральный оксиметр показывает уровень насыщаемости тканей мозга кислородом на мониторе в виде цифирного значения и графической кривой.

Датчик оксиметра можно также располагать на теле, в этом случае результаты указывают на кислородную сатурацию в скелетных мышцах, почках и органах брюшной полости в объеме работы прибора.

Часто специалисты не видят большой разницы между двумя весьма близкими понятиями – «церебральная (тканевая) оксиметрия» и «пульсоксиметрия», воспринимая церебральную оксиметрию как «пульсоксиметрию на голове». Основное отличие церебральной оксиметрии от пульсоксиметрии (SpO2) заключается в том, что пульсоксиметрия предоставляет данные только пульсирующего кровотока, т.е. артериальной крови в состоянии пульсации (при остановке кровообращения или глубоком шоке метод «не работает»), в то время как церебральная (тканевая) оксиметрия не имеет данного ограничения и измеряет насыщение гемоглобина кислородом и в пульсирующей и в непульсирующей крови (артерии в любом состоянии, вены, капилляры).
В этом состоит принципиальное отличие в интерпретации получаемых данных — пульсоксиметрия отражает состояние доставки кислорода к тканям, а церебральная (тканевая) оксиметрия, как смешанный показатель, отражает баланс между доставкой и потреблением кислорода.

Интерес к церебральной оксиметрии значительно возрос в последние годы благодаря новейшим технологическим решениям, которые сделали этот метод более точным и информативным. Показатель насыщения гемоглобина кислородом SctO2 церебрального оксиметра Fore-Sight достоверно коррелирует с показателем SvjO2 югулярной оксиметрии и имеет пороговые значения, которые на 10% превышают показатели SvjO2 в условиях нормотермии. Это принципиально отличает показатель SctO2 от показателя rSO2 предыдущей тренд-основанной светодиодной технологии (например, давно известного на рынке оксиметра Invos, Somanetics CША).

Если до недавнего времени метод использовался в основном в кардиохирургии и в хирургии сосудов бассейна внутренней сонной артерии, то в настоящее время показания к его применению значительно расширились. Концентрация внимания анестезиологов на решении проблемы когнитивных расстройств, возникающих после общей анестезии, делает метод церебральной оксиметрии одним из наиболее информативных в изучении влияния общих анестетиков на кислородный статус головного мозга. Изменение церебрального сосудистого тонуса в процессе ИВЛ требует непрерывной оценки доставки кислорода тканям головного мозга у пациентов с отеком головного мозга различного происхождения. Церебральная оксиметрия может быть полезной для оптимизации целевой терапии у пострадавших с черепно-мозговой травмой, с тяжелой политравмой и шоком. Доказано, что однолегочная вентиляция в торакальной хирургии значительно влияет на оксигенацию головного мозга. Влияние гипероксии на структуры головного мозга активно изучается неонатологами, что приводит к пересмотру взглядов на адекватную церебральную оксигенацию у новорожденных детей. В ортопедии метод церебральной оксиметрии позволяет выявлять нарушения церебральной оксигенации при операциях в позиции «пляжного кресла».

Современное состояние технологии делает церебральную оксиметрию перспективным клиническим методом неинвазивного мониторинга и информативным научно-исследовательским методом оценки кислородного статуса головного мозга. Церебральная оксиметрия позволяет выявить нарушения церебральной оксигенации на стадии минимальных расстройств и своевременно скорректировать терапию.

источник

Газы крови влияют на pH

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 – O 2 и CO 2. 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»).

• 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 .

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.

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 гипер вентиляции может лишь слегка увеличиться, приближаясь к pO2 атмосферного воздуха, при гипо вентиляции – 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.

источник

Насыщение гемоглобина кислородом

Оксигемоглобин

Кислород-связанные показатели

Клинико-диагностическое значение

Нормальные величины

Избыток буферных оснований

Клинико-диагностическое значение

Показатели общих буферных оснований и анионной разницы особенно информативны при метаболическихсдвигах КОС, тогда как при респираторных нарушениях его колебания незначительны.

Избыток оснований (base excess, BE, ИО) – разница между фактической и должной величинами буферных оснований. По значению показатель может быть положительным (избыток оснований) или отрицательным (дефицит оснований, избыток кислот).

Показатель по диагностической ценности выше, чем показатели концентрации актуальных и стандартных бикарбонатов. Избыток оснований отражает сдвиги количества оснований буферных систем крови, а актуальные бикарбонаты – только концентрацию.

Наибольшие изменения показателя отмечаютcя при метаболическихнарушениях: при ацидозе выявляется нехватка оснований крови (дефицит оснований, отрицательные значения), при алкалозе – избыток оснований (положительные значения). Предел дефицита, совместимый с жизнью, 30 ммоль/л.

При респираторныхсдвигах показатель меняется незначительно.

Оксигемоглобин (HbО2) – отражает процентное отношение количества оксигемоглобина (HbО2) к сумме всех гемоглобиновых фракций (общему гемоглобину).

Насыщение (сатурация) 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 фракции 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, насыщение гемоглобина кислородом составляет 95%, величина оксигемоглобина составляет 53%. Это означает, что несмотря на нормальное поступление кислорода, существует некоторая часть гемоглобина, не способная к его связыванию.
Показатель используется при цианозе и эритроцитозе, он помогает различить пониженную оксигенацию крови (например, при заболеваниях легких) и смешивание крови с венозной кровью при артерио-венозном шунте.

Общее содержание кислорода

Общее содержание кислорода (TO2) – сумма всего кислорода крови, т.е. растворенного в плазме крови и цитозоле эритроцитов и кислорода, связанного с Hb.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 9119 —

| 7351 — или читать все.

источник

Кислородная ёмкость крови и сатурация.

Опубликовано Curans в 17.12.2017

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 (кислородом).

В норме гемоглобин например 140 г/л. Количество кислорода в 1 л крови составит 1,34мл х 140г = 187,6 мл; в 100 мл крови — 18,76 мл или 18,76 об. % (объемных %).

Процентное отношение количества O2, реально связанного с гемоглобином, к кислородной емкости крови называется насыщением (saturation — сатурация) гемоглобина кислородом (SO2 или HbO2).

Другими словами, SО2 — это отношение оксигемоглобина к общему количеству гемоглобина крови. В норме насыщение артериальной крови кислородом (SО2 или НbО2) 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.

Показатель SО2 измеряется путём исследования артериальной крови. Аналогичный показатель, измеренный неинвазивным способом (с помощью пульсоксиметрии) обозначается как SpО2. в принципе оба показателя коррелируют хорошо, погрешность составляет 1-2%.

Основные моменты пульсоксиметрии:
1. Норма сатурации (SpО2)–95-98%, при дыхании атмосферным воздухом.
2. Что бы правильно понять цифры сатурации, можно их сравнить с парциальным давлением кислорода в крови (PaО2):
-сатурация (SpО2) 95-98% соответствует — 80-100 мм рт. ст.(PaО2).
-сатурация (SpО2) 90% соответствует — 60 мм рт.ст.(PaО2).
-сатурация (SpО2) 75% соответствует — 40 мм рт.ст.(PaО2).
3. Пульсоксиметрия не является показателем вентиляции, а характеризует только оксигенацию. Больной (особенно после преоксигенации) может не дышать несколько минут до того, как SpО2 начнет падать.
4. Сатурация не всегда является параметром адекватной периферической оксигенации. При анемии сатурация прекрасная, а ткани страдают от гемической гипоксии.
5. Цианоз возникает при SрО2 менее 85%, у новорожденных , уже, при SрО2— 90%.
6. При анемии, даже, при сатурации 70% может не быть цианоза (синюшность носогубного треугольника и ногтевых лож).
7. При отравлении угарным газом сатурация будет в пределах нормы (цветовой спектр такой же).
8. Если пульсоксиметр показывает 100%, при дыхании пациента атмосферным воздухом, значит, пульсоксиметр-некачественный.
9. Лак для ногтей практически не искажает показания пульсоксиметра, но лучше без лака.
10. При критических состояниях датчик установленный на ухо является более предпочтительным, чем датчик установленный на пальце.

источник