Пульсоксиметр (або оксиметр, або сатурометр) — це медичний прилад, що дозволяє неінвазивно вимірювати кількість зв'язаного в крові гемоглобіну. Він не дозволяє встановити, з яким газом зв'язаний гемоглобін, а лише відсоток зв'язаного гемоглобіну. Зазвичай гемоглобін зв'язує кисень, тому ми можемо отримати оцінку кількості кисню, присутнього в крові.
Пульсоксиметр (або оксиметр, або сатурометр) — це медичний прилад, що дозволяє неінвазивно вимірювати кількість зв’язаного в крові гемоглобіну. Він не дозволяє встановити, з яким газом зв’язаний гемоглобін, а лише відсоток зв’язаного гемоглобіну. Зазвичай гемоглобін зв’язує кисень, тому ми можемо отримати оцінку кількості кисню, присутнього в крові.
Зазвичай він складається зі зонда, що виконує вимірювання, та блоку, що обчислює та відображає результат вимірювання. Деякі новіші моделі поєднують зонд і обчислювальний блок, що полегшує зменшення розмірів вимірювань.
Зонд звичайного пульсоксиметра складається зі «затискача», що зазвичай накладається на палець пацієнта. Він з’єднаний з обчислювальним блоком, який відображає вимірювання через монітор, зазвичай на світлодіодах.
Принципи роботи
Зонд складається з двох діодів, що генерують пучки світла в червоній та інфрачервоній ділянках, і фотолемента, що приймає світло після того, як пучки пройшли крізь шкіру та кровообіг пацієнта.
Оксигемоглобін, як правило, поглинає світло на тих певних довжинах хвиль. Знаючи кількість початкового та кінцевого світла, прилад здатний обчислити насичення киснем у пацієнта (позначається абревіатурою SpO2).
Оптичні оксиметри базуються на різних спектрах поглинання Hb та HbO2 (до речі, це причина різного кольору артеріальної та венозної крові). Використовують принаймні дві довжини хвиль: першу в червоній (близько 660 нм) і другу в інфрачервоній (від 805 до 1000 нм). Коефіцієнт поглинання Hb та HbO2 однаковий при 805 нм, тому ця довжина хвилі (звана «ізобестичною») використовується як еталон.
При оксиметрії відбиття світло, відбите назад («backscattering»), від зразка дискретизується на двох різних довжинах хвиль (λ1 і λ2), а насичення киснем оцінюється за такою емпіричною залежністю:
SO2 = A – B R(λ1)/ R(λ2)
де:
R = ln (Io / Ir), звана відбивністю;
Io = інтенсивність падаючого світла;
Ir = інтенсивність відбитого світла;
A і B — константи, що залежать від гематокриту (кількості червоних кров’яних тілець у об’ємі крові). Для компенсації цієї залежності зазвичай використовують третю довжину хвилі.
При оксиметрії пропускання, натомість, аналізується світло, що проходить крізь зразок. Визначивши оптичну густину (поглинання) як
d=Io/It
і застосувавши закон Бера до зразка речовини, маємо:
d= L [h(Hb) C(Hb)+ h(HbO2) C(HbO2)]
де:
C = концентрація;
h = коефіцієнт згасання (поглинання);
L = оптичний шлях (лінійний внесок різних компонентів у загальне поглинання);
Виконуючи вимірювання густини на двох різних довжинах хвиль (λ1 і λ2), концентрації гемоглобіну та оксигемоглобіну (C(Hb) і C(HbO2)) можна визначити як невідомі системи двох лінійних рівнянь, у якій відомі коефіцієнти поглинання h на різних довжинах хвиль (h(λ 1,HbO2), h(λ 2,HbO2), h(λ 1,Hb), h(λ 2,Hb)) та довжина оптичного шляху.
Насичення киснем, однак, можна обчислити, не знаючи точного значення L:
C (Hb) = [h(λ2,Hb) d (λ1)- h(λ1,Hb) d (λ2)](1/L) * [h(λ1,HbO2) h (λ2,hb)- h(λ2,HbO2) h (λ1,hb)]
C (HbO2)= [h(λ2,HbO2) d (λ1)- h(λ1,HbO2) d (λ2)](1/L) * [h(λ1,Hb) h (λ2,hbO2)- h(λ2,Hb) h (λ1,hbO2)]
SO2 = C (HbO2)/(C(Hb)+ C(HbO2))
Використання та застосування
Зонд зазвичай накладається на ділянку з поверхневим кровообігом, як палець руки або мочка вуха, оскільки кровообіг, розташований занадто «глибоко», не може бути досягнутий і пройдений пучками світла, тому вимірювання не може бути виконане. Якщо використовується пульсоксиметр із зондом, відокремленим від обчислювального блоку, краще розташувати затискач кабелем, що виходить, до тильної сторони долоні, а не до долоні, щоб його можна було закрити без надмірних вигинів кабелю, інакше це байдуже.
При кожному серцевому скороченні можна відобразити насичення киснем, частоту та інтенсивність пульсу пацієнта.
Використання передбачене як у лікарняних відділеннях, так і на засобах порятунку, оскільки це неінвазивний пристрій (тобто не потрібно виконувати маніпуляції чи аналізи, що проникають у тканини пацієнта) і він рано розпізнає гіпоксію порівняно зі станами ціанозу, дозволяючи діагностувати десатурацію кисню до тяжких ускладнень.
Використання вільне; зазвичай його використовують як медичний персонал (лікарі та медсестри), так і немедичний персонал, що займається порятунком.
Вимірювання
Фізіологічне вимірювання насичення становить від 95% до 100%. Значення від 95% до 90% вказують на часткову відсутність кисню (легка гіпоксія), тоді як значення нижче 90% є нефізіологічними і вказують на тяжкий дефіцит кисню (тяжка гіпоксія). Значення 100, виміряне «у навколишньому повітрі» (тобто без штучного введення кисню), може бути симптомом гіпервентиляції, що може бути спричинена, наприклад, панічними атаками. Іноді навіть значення близько 90% можуть бути нормальними: це стосується людей із хронічним обструктивним бронхітом (ХОЗЛ).
Обмеження використання
Використання в неоптимальних умовах може призвести до помилок зчитування, які можуть спотворити відображені результати. Зокрема:
лак для нігтів екранує довжини хвиль, згенеровані зондом, роблячи вимірювання неточним;
вазоконстрикція (тобто зменшення просвіту кровоносних судин) периферичних ділянок, як-от пальців, призводить до зменшення кровотоку, що виявляється зондом, який тоді обробляє спотворені дані, ускладнюючи зчитування;
пульсоксиметр дозволяє дізнатися лише відсоток насичення гемоглобіну, але не розкриває інформації про те, з яким газом він зв’язаний: це може призвести до помилкової інтерпретації даних. Наприклад, при отруєнні чадним газом кількість зв’язаного гемоглобіну залишається високою, оскільки чадний газ має спорідненість до гемоглобіну набагато вищу, ніж кисень. Тому гемоглобін зв’язується з чадним газом замість кисню, який більше не транспортується до тканин. У цих випадках насичення вказуватиме нормальне значення, тоді як насправді пацієнт може дуже швидко знепритомніти через гіпоксію, спричинену чадним газом. Основна проблема в тому, що сатураметр не здатен відрізнити оксигемоглобін (кисень, зв’язаний з гемоглобіном) від карбоксигемоглобіну.
