Как правильно выбрать и пользоваться пульсоксиметром?
Пульсоксиметрию применяют при различных заболеваниях легких, чтобы отметить, когда уровень кислорода в крови станет снижаться. И принять меры для его повышения и дальнейшего поддержания нормального уровня.
Как выглядит пульсоксиметр?
Это небольшое устройство, визуального похожее на прищепку для белья.
Его нужно надеть на палец и ждать результат измерения, который высветится на небольшом экране. Работает прибор на батарейках, хранить его можно в домашней аптечке.
Когда и зачем он нужен?
Этот прибор незаменим в диагностике различных заболеваний органов дыхания.
Для оценки степени гипоксии (недостатка кислорода) у пациента необходимо измерять уровень сатурации (насыщения кислородом крови).
Пульсоксиметр применяется при:
Пульсоксиметр необходим людям с хроническими заболеваниями. Его можно носить в кармане, сумке, рюкзаке.
Измеряя сатурацию самостоятельно, можно вовремя обнаружить любые ухудшения состояния и принять необходимые меры, которые смогут спасти вам жизнь.
Получить результат сатурации можно за считанные 10-15 секунд.
Коронавирусная инфекция
При коронавирусной инфекции следить за уровнем кислорода в крови нужно обязательно, так как известно, что вирус поражает легкие.
Сатурации 90% и ниже является условием для госпитализации в стационар.
Если у вас отмечаются:
Все эти признаки свидетельствуют о том, что человек находится либо в зоне риска, либо уже заражен коронавирусной инфекцией.
В таких случаях нужно своевременно определить ухудшение состояния и незамедлительно вызвать скорую помощь. Даже если вы перенесли коронавирусную инфекцию, симптомы кислородного голодания часто сохраняются, при этом нужно регулярно следить за сатурацией кислорода в крови.
Кому необходим этот прибор?
Пульсоксиметр полезен каждому человеку, кто заботится о своем здоровье. В период пандемии такое устройство поможет постоянно «держать руку на пульсе». Это своевременно даст информацию об ухудшении здоровья, если оно произойдет, и просто успокоит.
Как пользоваться пульсоксиметром?
Пульсоксиметр очень прост в использовании, его нужно включить, надеть «прищепку» на палец и дождаться результатов, которые будут известны через 10-15 секунд.
В комплекте с прибором, производитель прилагает инструкцию, в которой все подробно и доступно расписано. Сложностей возникать не должно, поскольку прибор прост в использовании и он компактный.
Какой палец использовать при измерении? Имеет ли это значение?
Правша вы или левша, значения не имеет. Главное, при измерении использовать либо указательный, либо средний пальцы.
Если говорить о разнице измерения на разных пальцах, то она небольшая или же ее не будет вовсе, поэтому, если вы предпочитаете указательный палец, среднему, используйте его.
Врачи рекомендуют не иметь лакового покрытия на ногтях, так как лак или гель-лак могут привести к неточным показателям. К тому же, темный лак может значительно повлиять на точность считывания результатов. Поэтому желательно использовать устройство без маникюра.
Как правильно выбрать аппарат?
Спрос на пульсоксиметры в период пандемии постоянно растёт. Такое компактное устройство, как пульсоксиметр можно найти в любой аптеке вашего города, а также на Здравсити.
Сейчас в продаже представлен большой выбор приборов, которые подойдут для домашнего применения. Уделяйте особое внимание функционалу, цене, бренду, сертификатам качества и отзывам покупателей.
В свою очередь, врачи рекомендуют ориентироваться на тип прибора. Для домашнего использования, как упоминалось выше, подойдет простая и компактная прищепка на палец.
Если же вас интересуют пульсоксиметры, обладающие системой памяти и круглосуточным измерением сатурации, стоит обратить свое внимание на полу- или профессиональные модели, которые также можно приобрести в аптеках, но имейте в виду, что такие приборы будут стоить дороже обычных портативных пульсоксиметров.
Обязательно при покупке прибора обращайте внимание на наличие лицензии и гарантию качества производителя. Это позволит обменять или вернуть потраченные средства на пульсоксиметр, если он окажется бракованным и/или будет иметь какие-либо повреждения.
На стоимость пульсоксиметров также стоит обратить особое внимание. Не рекомендуется покупать дешевые приборы, хоть они и наиболее доступны, но тем не менее, они являются недолговечными.
Даже замена батареек не дает гарантии дальнейшей стабильной работы аппарата и верности показаний при измерении.
Устройства из средней ценовой категории надежные, показаниям измерения сатурации, как правило, можно доверять, погрешности минимальны или они вовсе отсутствуют.
Дорогостоящие пульсоксиметры часто используют в стационарах. Но они оправдывают свою цену, так как эти приборы обладают рядом полезных функций, о которых говорилось выше, также они являются долговечными.
Однако, для домашнего использования рекомендуется приобрести портативный пульсоксиметр «прищепку».
При покупке стоит обращать внимание на стоимость, гарантию качества и сертификацию товара. Также можно получить консультацию специалиста, который поможет вам в выборе нужного для вас прибора.
Пульсоксиметрия и её показатели. Уровень кислорода в крови или сатурация
Пульсоксиметрия и её показатели. Уровень кислорода в крови или сатурацияКак работает пульсоксиметрия
Пульсоксиметрия проводится при помощи пульсоксиметра. Пульсоксиметр является неинвазивным средством измерения как частоты пульса, так и насыщения артериального гемоглобина кислородом на периферическом капиллярном уровне.Он состоит из портативного монитора и фотоэлектрического зонда который закрепляется на перст, пальце руки или ноги или на мочке уха пациента.Зонд измеряет количество красного цвета в капилляре во время систолы и диастолы. Монитор высчитывает время между пиками и показывает величину пульса в ударах в минуту.Прибор также вычисляет значение, основанное на коэффициенте поглощения света на систоле и диастоле и показывает периферийный процент сатурации кислорода (SpO2).
Если пульсоксиметр показывает сатурацию ниже 92%, то это причина для беспокойства. Ее падение ниже 90% наводит на мысль о гипоксемии. Это значит, что концентрация кислорода в кровеносном русле более низкая, чем в клетках. Это затрудняет диффузию кислорода из клеток и назад в кровеносное русло, ведя к гипоксии ткани и в дальнейшем к смерти. Идеальной является сатурация в 94-99%, но следует иметь в виду факторы, которые могут повлиять на показания пульсоксиметра. Среди условий, которые могут сделать показания прибора ненадежными, можно отметить плохую периферическую перфузию, в том числе вызванную шоком, вазоконстрикцией (сужением кровеносных сосудов), гипотензией (пониженным артериальным давлением). Нельзя прикреплять чувствительный зонд к поврежденной конечности. Нельзя использовать прибор на той же руке, на которой измеряется артериальное давление. Следует иметь в виду, что показания пульсоксиметра будут идти вниз в то время, когда манжета тонометра надувается. Она будет закрывать артериальный кровоток, влияющий на показания,
Изменения, происходящие в области медицины, а также связанные с ними электронные переносные устройства, можно назвать поистине революционными. Приборы, которые раньше можно было найти только в стационарах теперь доступны для домашнего медицинского применения, Хорошим примером является концентратор кислорода для дома. Соответственно, пульсоксиметры используются медсестрами в больницах, амбулаторными пациентами дома, любителями фитнеса в тренажерном зале и даже пилотами в самолетах. Пульсоксиметрия наиболее информативный метод определения содержания кислорода к крови.
| Степень | SpO2,% (Показания пульсоксиметрии) |
| Норма | более или равно 95% |
| 1 степень | 90-94% |
| 2 степень | 75-89% |
| 3 степень | менее 75% |
| Гипоксемическая кома | менее 60% |
Показатель PI на пульсоксиметре. Индекс перфузии (PI) – это интенсивность объемного периферического кровотока, иными словами PI — сила пульса в месте измерения.
Величина PI измеряется в диапазоне 0,02–20,0%.
Рекомендации, необходимый поток кислорода, режим и длительность кислородной терапии, назначает лечащий врач! Кислородотерапия в домашних условиях проводится с помощью кислородных концентраторов под контролем показаний пульсоксиметра.
Демонстрационное видео. Пульсоксиметрия пульсоксиметром Армед YX301
Пульсоксиметр и его практическое применение
YAKUTIA.INFO. Среди современных устройств для диагностики здоровья важное место занимает пульсоксиметр. Это объясняется тем, что показатель количества кислорода в крови играет одну из основных ролей в работе сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем организма. Ранее пульсометры, определяющие данный параметр, в основном использовались в анестезиологии для контроля состояния пациента, находящегося на операционном столе и при выведении его из наркоза. Сейчас область их применения гораздо шире. Они позволяют осуществлять мониторинг больных находящихся в отделении пульмонологии, терапии, реанимации, хирургии, торакальной травматологии и др. Также пульсоксиметры нашли применение в практике семейных врачей и спортивной медицине.
Принцип работы пульсоксиметров
Вначале следует разобраться, что это такое – пульсоксиметр. Это специальное устройство, позволяющее определить SpO2. Данная аббревиатура обозначает сатурацию – «С», пульс – «р» и кислород «02». Пульсоксиметрия представляет собой неинвазивную методику определения процентного содержания гемоглобина, насыщенного кислородом. Данные приборы показывают насыщение крови кислородом, переносимым красными кровяными тельцами. Для определения данного параметра происходит «просвечивание» ткани, чтобы световые волны поглотились капиллярами, поэтому наиболее точные данные можно получить в местах, где более густая кровеносная система. Говоря простым языком, такая диагностика позволяет определить, насколько хорошая циркуляция крови и эффективное дыхание у человека.
О чем говорят показатели пульсоксиметра
Во многих случаях такие показатели, как сатурация и пульс дают специалисту общее представление о состоянии человека:
1. Насыщение периферической крови кислородом (сатурация). Отклонение данного показателя от нормы может указывать на проблемы с дыханием, а также сердечно-сосудистой деятельностью. Прибор позволяет выявить это еще до появления иных симптомов. Косвенными признаками недостатка кислорода является посинение кожного покрова, изменение сердечного ритма, слабость и ухудшение общего состояния организма.;
2. Частота пульса. Данная величина показывает частоту сердечных сокращений, однако в некоторых случаях показатели электрокардиографии и пульсоксиметрии отличаются. Объяснение этому – разная эластичность сосудов, закупорка просвета сосуда и др. Несмотря на это пульсоксиметр косвенно свидетельствует о состоянии сердца, помогает выявить некоторые нарушения. Чтобы получить более точную информацию, необходимо, чтобы мониторинг осуществлялся в течении 3-5 мин, хотя в инструкции указывается достаточное время 10-20 секунд.
Как осуществлять измерение
Тех, кто хочет приобрести пульсоксиметр для проведения самостоятельного мониторинга в домашних условиях, интересует вопрос, как работает устройство и как проводить процедуру. Это компактный прибор в виде прищепки, которая крепится на палец. Для измерения не требуется нарушать целостность кожи – устройство определяет насыщение крови кислородом сквозь нее за счет двух световых волн, имеющих разный спектр. Длительность регистрации данных зависит от цели исследования. Для разового определения насыщения крови кислородом достаточно нескольких минут, то есть это показатель состояния пользователя в конкретный момент времени. Поскольку данные показатели, при наличии определенных заболеваний и сопутствующих факторов могут быстро меняться, то более полную картину даст длительный мониторинг. Для более информативных данных следует исследовать изменения показателей в ночное и дневное время, при физических нагрузках и в других различных условиях.
Область применения пульсоксиметров
Особо важнее значение пульсоксиметрия имеет в следующих случаях:
• Анестезиология. Когда человек находится под наркозом он не может контролировать свое состояние и неизвестно, как его организм отреагирует на препарат, поэтому требуется пульсоксиметр. Это позволяет врачу видеть малейшие изменения в состоянии пациента и при необходимости, поддерживать жизненно важные процессы;
• Реанимация. В отделении реанимации и интенсивной терапии важен непрерывный мониторинг уровня насыщения крови кислородом у больных, находящихся в критических состояниях. В этих случаях используются пульсоксиметры с системой оповещения, сообщающей медперсоналу о снижении показателя сатурации;
• Операции на конечностях. Во время хирургического лечения часто для предупреждения сильных кровотечений перекрывают сосуд. В этот период важно контролировать насыщение кислородом, поскольку отклонение параметра от нормы может вызвать омертвение тканей и связанные с этим осложнения;
• Период после операций на венах, протезирования сосудов, ортопедических операций. Пульсоксиметрия важна, чтобы оценить сосудистую проходимость в дистальных отделах конечностей;
• Транспортировка пациентов. Маленький размер прибора позволяет использовать его в любых условиях, поэтому пульсоксиметром оснащены машины скорой помощи, медицины катастроф, авиатранспорт санитарного назначения;
• Пульмонология и кардиология. При ряде патологий сердца и легких возникают проблемы с сатурацией. Благодаря пульсоксиметрии можно спрогнозировать приступы бронхиальной астмы, диагностировать ночное апноэ (отсутствие дыхания) и прочие патологии, носящие приступообразный характер;
• Спортивная медицина. Пульсоксиметрия позволяет следить за состоянием спортсмена, давать высокие нагрузки для эффективности результата без вреда для здоровья;
• Педиатрия. Пульсоксиметр позволяет диагностировать пневмонию на начальной стадии у пациентов с ОРВИ и другими заболеваниями.
Это далеко не все ситуации, когда пульсоксиметр приходит на помощь. Если стоит вопрос, где купить устройство, можно обратиться в магазин медтехники Med-magazin.ua.
Критерии выбора
Пульсоксиметры имеют различные характеристики, которые следует учитывать при выборе модели:
• Настройка пределов нормы. В большинстве моделей границы нормы отражаются на дисплее рядом с показателями, а если они представляют опасность, то цифры могут окрашиваться красным цветом;
• Звуковой сигнал. В большинстве моделей предусмотрен специальный датчик, реагирующий на понижение уровня кислорода в крови, при этом происходит оповещение звуковым сигналом. Такая опция необходима, когда пациент находится в клинике и ведется круглосуточный мониторинг;
• Размер. Есть портативные и стационарные приборы. Первый вариант удобен для самостоятельного использования в домашних условиях, для врачей скорой помощи, спортивных медиков. Стационарные модели в основном применяются в клинических условиях;
• Энергопотребление. Время непрерывной работы без замены аккумуляторных батареек и подзарядки;
• Предупреждение о низком заряде батареи;
• Подключение в ПК. Удобная функция для суточного мониторинга, благодаря которой врач на компьютере сможет увидеть динамику показателей и распечатать данные за определенное время;
• Обработка и сохранение информации. В большинстве устройств данные выдаются на дисплей в цифровом виде, то есть они считывают информацию в данный момент времени. Более функциональные модели сохраняют данные и строят графики изменений показаний за длительное время;
• Совместимость с другими устройствами. Если пульсоксиметр будет применяться в операционных и клинических отделениях для тяжелых больных, то лучше выбрать модель с возможностью подключения к более сложным аппаратам поддержания жизнедеятельности;
• Датчики пульсоксиметров. Есть взрослые и детские датчики в виде клипсы-прищепки на палец. Для новорожденных используют гибкий силиконовый датчик, чаще крепящийся на боковой стороне ноги. Такие же датчики используются для взрослых, когда требуется длительный мониторинг – крепится на палец. Еще один вариант датчика – в виде клипсы-прищепки на ухо.
• Запись данных определенного количества пациентов.
Цена пульсоксиметра зависит от функциональности, дешевле стоят портативные модели для самостоятельного измерения.
Правила измерения
Портативный пульсоксиметр – это безопасный и простой в применении прибор, не требующий специальной подготовки. Перечислим несколько простых правил, как пользоваться пульсоксиметром для получения точных данных:
1. Выбор места проведения процедуры. Лучше осуществлять исследование в помещении с умеренным освещением, чтобы яркий свет не влиял на светочувствительные датчики;
2. Правильное положение. Человек должен находится в неподвижной позе – это основное требование. Лучше принять лежачее положение, не двигаться, поскольку при смещении датчика, может ухудшиться контакт с телом, что приведет к неправильному результату;
3. Включение устройства. В некоторых моделях включение происходит автоматически при надевании датчика. Независимо от этого, перед применением нужно убедиться, что заряда достаточно;
4. Крепление датчика. Он должен хорошо фиксироваться на, указанной в инструкции, части тела, при этом важно, чтобы он не сильно сжимал палец или запястье.
Интерпретация показаний не составляет труда, поскольку данные выводятся в цифровом виде. В норме сатурация у детей и взрослых должна превышать 95%, чем ниже показатель, тем опаснее состояние, а если он менее 90%, то это угроза для жизни и требуется срочная медицинская помощь. Однако если самочувствие хорошее, то низкий показатель может говорить о сниженном заряде батареи и перебое в работе прибора. В то же время устройство редко показывает более 98%, если он показывает 100%, то в этом случае требуется перепроверить данные. Норма пульса в состоянии покоя у взрослых 60-90 уд/мин, у детей до 2 лет 100-180 уд/мин, от 2 до 10 лет – 70-140 уд/мин.
Что показывает пульсоксиметр кроме сатурации и пульса
Данная статья является реферативным изложением основной работы. Полный текст научной работы, приложения, иллюстрации и иные дополнительные материалы доступны на сайте VII Международного конкурса научно-исследовательских и творческих работ учащихся «Старт в науке» по ссылке: https://school-science.ru/7/11/40583.
Всякий здравомыслящий человек хочет прожить как можно дольше, возлагая надежды не только на генетику и здоровый образ жизни, но и на современную медицину. Точно так же любой из нас понимает, что современную медицину невозможно представить без современного оборудования. Фактически каждый инструмент, используемый медиками, функционирует или изготовлен благодаря достижениями в мире физики.
Медицина и физика – это две области, постоянно окружающие нас в повседневности, и влияние физики на развитие медицины только увеличивается.
В своей работе мы хотели бы показать, как физические законы работают в простых в использовании устройствах, взятых на вооружение не только профессиональными медиками, но и обычными людьми для контроля важнейших показателей здоровья.
Данная работа называется «Изучение работы пульсоксиметра и анализ данных, полученных в процессе исследования».
Вышеуказанная тема выбрана потому, что:
1. пульсоксиметр – современный медицинский прибор, доступный для работы в домашних условиях;
2. прибор позволяет изучить и легко контролировать важнейшие показатели кровеносной системы, нарушение работы которых смертельно опасно.
3. работу можно отнести, скорее, к области «медицина и физика», в настоящее время исследования в этой области очень актуальны
Объектная область исследования: сердечно-сосудистая система организма
Предмет исследования: уровень сатурации крови и пульсовая волна
В начале исследования мы сформулировали следующую гипотезу:
«Степень насыщения крови кислородом и частота пульсовой волны зависят от разных факторов повседневной жизни человека».
В соответствии с этой гипотезой поставили цель: познакомиться с теорией вопроса, найти и проанализировать соответствующие данные, позволяющие сделать определенные выводы о возможности изменения сатурации и частоты пульсовой волны.
Для этого необходимо решить следующие задачи:
1. изучить теорию вопроса – принцип пульсоксиметрии, состав и функции крови, ее роль в организме человека;
2. познакомиться с прибором и физическими законами, лежащими в основе его работы;
3. провести соответствующие измерения и наблюдения;
4. сделать собственные выводы.
В процессе работы были использованы теоретические и практические методы, авторы посетили лабораторию клиники «Санитас», где наблюдали работу сотрудников лаборатории, встретились с заведующей реанимационным отделением ЦРБ г. Искитима Беляевой Марией Викторовной, провели соответствующие измерения.
1. Теория изучаемого вопроса
1.1. Состав и функции крови
Нормальная жизнедеятельность клеток организма возможна только при условии постоянства его внутренней среды.
Важнейшим компонентом внутренней среды организма является кровь.
Кровь в нашем организме выполняет следующие функции:
Транспортная функция – заключается в переносе кровью различных веществ и тепла в пределах организма.
Дыхательная функция – кровь переносит дыхательные газы – кислород (О2) и углекислый газ (СО2) Кислород доставляется от легких к потребляющим его клеткам, а углекислый газ – от клеток к легким.
Питательная функция – кровь переносит питательные вещества для всасывания и потребления
Выделительная (экскреторная) функция – при биологическом окислении питательных веществ в клетках образуются конечные продукты обмена, которые транспортируются кровью к выделительным органам: почкам, легким, потовым железам, кишечнику.
Терморегулирующая функция – благодаря высокой теплоемкости кровь обеспечивает перенос тепла к коже (70 % тепла, образующегося во внутренних органах), что обеспечивает рассеяние его в окружающую среду и перераспределение.
Гомеостатическая функция – кровь обеспечивает поддержание постоянства внутренней среды организма – гомеостаза.
Защитная функция заключается, прежде всего, в обеспечении иммунных реакций, а также создании кровяных и тканевых барьеров против чужеродных веществ, микроорганизмов, дефектных клеток собственного организма, остановке кровотечений при повреждении сосудов.
В данной работе с помощью простого прибора мы предприняли попытку исследовать некоторые моменты, связанные в первую очередь с дыхательной функцией крови, в частности, зависимость степени насыщения крови кислородом от различных факторов.
1.2. Как осуществляется насыщение крови кислородом
Кислород поступает в легкие и насыщает кровь, которая затем переносит его при помощи гемоглобина – белка, насыщенного железом. существует несколько видов гемоглобина. Гемоглобин, соединенный с кислородом, называется оксигемоглобин. Именно он определяет ярко-красный цвет артериальной крови. Всего в гемоглобине человека четыре участка связывания кислорода (по одному гему на каждую субъединицу), то есть одновременно может связываться четыре молекулы. Гемоглобин в лёгких при высоком парциальном давлении кислорода соединяется с ним, образуя оксигемоглобин.
Степень насыщения кислородом напрямую отражает его уровень. В медицине этот процесс называют сатурация. У здорового человека почти весь гемоглобин связан с кислородом, норма составляет 96–99 %.
Процентное отражение насыщенности крови кислородом называется – индексом сатурации.
1.3. Зависимость индекса сатурации от различных факторов
В норме индекс сатурации составляет 95–99 %.
Если этот показатель падает ниже 95 %, то можно говорить о каких-либо нарушениях в работе дыхательной и сердечно-сосудистой систем. К тому же снижение этого показателя может свидетельствовать о наличии анемии, то есть дефицита железа. Люди, страдающие хроническими заболеваниями органов дыхания в случае, когда заболевание протекает тяжело, также имеют пониженный уровень сатурации.
Причины понижения уровня сатурации:
• недостаточное количество гемоглобина в крови либо понижение его чувствительности к кислороду;
• нарушение вентиляционной способности легких, например отеки;
• нарушена механика дыхания: ночное апноэ
• недостаток поступающей в малый круг кровообращения крови;
• пребывание в высокогорной местности (см. Приложение №4);
• нарушение циркуляции в большом круге.
В связи с причинами снижения насыщенности крови появляются симптомы этого состояния:
• снижение артериального давления
Наличие таких признаков может свидетельствовать о существенном недостатке кислорода в крови и о возможных патологических процессах, начинающихся в организме. При запущенных формах сатурации может наступить геморрагический шок. Последствия такого состояния могут быть весьма серьезными для организма. (из статьи «Мозг и сосуды», источник: сайт интернет-проекта «Болезни крови», см. Приложение, ссылки).
1.4. Пульсовая волна. Пульс
Пульс образуется при выталкивании крови из левого желудочка в аорту и в виде волны распространяется по артериям со скоростью 11 м/с, то есть 40 км/ч. Частота ударов пульса зависит от пола (у женщин на 10 ударов чаще, чем у мужчин), от возраста (у детей чаще, чем у взрослых), от положения тела, от пищеварения (первые 2–3 часа после еды чаще, чем до еды), от времени года, а также и от времени дня.
Артериальным пульсом называют ритмические колебания стенки артерий, обусловленные выбросом крови из сердца в артериальную систему и изменением в ней давления во время систолы и диастолы левого желудочка.
Исследование пульса позволяет оценить ряд важных характеристик состояния сердечно-сосудистой системы.
Сфигмография – метод графической регистрации артериального пульса. Получаемую при этом кривую называют сфигмограммой.
За время одного сердечного цикла регистрируется пульсовая волна, на которой выделяют восходящий участок –cd и нисходящий – dh.
Восходящий участок отражает растяжение стенки артерии возрастающим в ней систолическим давлением крови в период времени от начала изгнания крови из желудочка до достижения максимума давления. Нисходящий отражает восстановление исходного размера артерии за время от начала снижения в ней систолического давления до достижения в ней минимального диастолического давления.
Возрастные изменения пульсовой волны, вызванные снижением эластичности стенок артерий (материал статьи «Артериальный пульс», см. ссылку))
На dh имеются вырезка и подъем. Вырезка возникает в результате быстрого снижения давления в артерии в начале диастолы желудочков. В это время при еще открытых полулунных клапанах аорты осуществляется расслабление левого желудочка, вызывающее быстрое снижение в нем давления крови, а под действием эластических волокон аорта начинает восстанавливать ее размеры. Часть крови из аорты перемещается к желудочку. При этом она оттесняет створки полулунных клапанов от стенки аорты и вызывает их закрытие. Отражаясь от захлопнувшихся клапанов, волна крови создаст на мгновение в аорте и других артериальных сосудах новое кратковременное повышение давления, что регистрируется подъемом.
По сфигмограмме можно рассчитать длительность сердечного цикла, ритм сердца, частоту сокращений сердца, оценить продолжительность периода изгнания крови. По крутизне cd судят о скорости изгнания крови левым желудочком, состоянии аортальных клапанов и самой аорты.
2. Пульсоксиметрия – один из способов контроля состояния сердечно-сосудистой системы
2.1. Система получения медико-биологической информации
В современном мире много разной техники, которую можно применять даже дома. К примеру, есть измерители нитратов в овощах и фруктах, глюкометры, дозиметры, электронные тонометры, метеостанции для дома и так далее. Помочь человеку разобраться в устройстве приборов и их работе может школьная физика. В медицине она функционирует по тем же законам, что и в жизни.
Медицинская физика – это наука о системе, которая состоит из физических приборов и излучений, лечебно-диагностических аппаратов и технологий.
Цель медицинской физики – изучение систем профилактики и диагностики заболеваний, а также лечение больных с помощью методов и средств физики, математики и техники. Природа заболеваний и механизм выздоровления во многих случаях имеют биофизическое объяснение.
(Медицинская энциклопедия). Важным разделом медицинской физики является разработка диагностических и лечебных методов, связанных с использованием электромагнитного излучения в различных диапазонах. Очень много приборов существует для изучения тока крови и заболеваний, так или иначе влияющих на нее. Это тонометры, приборы для определения уровня сахара в крови, гемоанализаторы и пр. В нашей работе мы расскажем о простом и доступном каждому приборе- пульсоксиметре, который позволяет контролировать два важнейших показателя крови: пульс и уровень сатурации.
2.2. Пульсоксиметрия и пульсоксиметр
Сатурация определяется в процентном содержании и отражает насыщенность крови кислородом. Метод определения сатурации называется пульсоксиметрией. Соответственно прибор, ее измеряющий – пульсоксиметр. Работа пульсоксиметра основана на простых, хотя и мало кому понятных принципах спектрофотометрии. Сначала аппарат использовали только в палатах интенсивной терапии, а затем он стал общедоступным и успешно применяется даже в домашних условиях. Принцип работы прибора не требует забора крови или еще каких-то неприятных процедур. Для измерения степени насыщенности нужно приложить прибор к уху или подушечке пальца. Встроенный в него процессор обрабатывает данные и показывает уровень сатурации.
В основе технологии используются два физических принципа:
Во-первых, поглощение гемоглобином света двух различных по длине волн меняется в зависимости от насыщения его кислородом. В организме человека присутствуют два вида гемоглобина – восстановленный и оксигемоглобин. Гемоглобин, насыщенный кислородом, по-другому, нежели гемоглобин без кислорода, проницаем светом, и фотодетектор пульсоксиметра улавливает это различие и передает результаты в микропроцессор, который и анализирует их. Датчики работают по очереди и одновременно, включаются и выключаются попеременно, чтобы процессор смог отделить их систематическое воздействие на ткани от обычного внешнего света, который не должен никак сказываться на результатах исследования.
Во-вторых, световой сигнал, проходя через ткани, становится пульсирующим из-за изменения объема артериального русла при каждом сокращении сердца. Этот компонент может быть отделен микропроцессором от непульсирующего, идущего от вен, капилляров и тканей.
Определенные данные уже изначально заложены в пульсоксиметр – он знает, что гемоглобин, связанный с кислородом, лучше поглощает инфракрасный свет, а «чистый» гемоглобин – красный, и на основе этих данных он и выводит на дисплей итоговые результаты. Поток света, что не востребован кровью, забирает на себя фотоприёмник.
Итак, что измеряет пульсоксиметр?
2. Частоту пульса – удары в минуту в среднем за 5–20 секунд.
Пульсоксиметр не дает информации о:
• содержании кислорода в крови;
• количестве растворенного в крови кислорода;
• дыхательном объеме, частоте дыхания;
• сердечном выбросе или артериальном давлении.
Норма сатурации одинакова для взрослого и ребенка и составляет 95–98 %, в венозной крови – обычно в пределах 75 %. При достижении цифры в 94 %, врач должен принимать срочные меры по борьбе с гипоксией, а критическим значением считают сатурацию 90 % и ниже, когда пациенту требуется экстренная помощь.
Для справки: Как проверить насколько насыщенная у человека кровь кислородом. Есть один простой метод. Для этого нужно задержать дыхание и отсчитать, сколько времени человек может не дышать. Если время задержки дыхания приближается к одной минуте, то это норма.
3. Экспериментальная часть
3.1. Знакомство с лабораторией и методами исследования крови.
На начальном этапе работы следовало изучить теорию, познакомиться с составом и функциями крови, как важнейшей системы организма, выяснить, как осуществляется транспортировка кислорода кровью к клеткам. Здесь нам оказали помощь сотрудники лаборатории клиники Санитас и заведующая Коведяева Юлия Михайловна. (на снимке).
Нам рассказали о методах исследования крови, показали современное оборудование, взяли нашу кровь на анализ и подробно расшифровали результаты.
Также мы увидели, как выглядят различные клетки крови человека под микроскопом, узнали о том, как меняются показатели крови при некоторых патологических состояниях организма.
Во время второго посещения ЦРБ г. Искитима и встречи с заведующей реанимацией Беляевой Мариной Викторовной мы узнали, как контролируют показатели работы сердечно-сосудистой системы у пациентов с тяжелыми состояниями, узнали, кому показана пульсоксиметрия, как необходимо действовать в случае угрозы жизни тяжелого больного. Врач рассказала, что в городской больнице в реанимации у всех пациентов контроль ведется непрерывно.
Пульсоксиметрия показана при:
• при отравлениях угарным газом.
Мы узнали, что существует Руководство Всемирной организации здравоохранения по пульсоксиметрии, так как эта процедура – стандарт мониторинга при анестезии (см. приложение).
Мы увидели, как осуществляется контроль степени сатурации и подача кислорода тяжелым пациентам. В данный момент в палате находились: пожилая пациентка с хронической обструктивной болезнью легких, пациент с инфарктом миокарда и пациентка после операции. Пациентка (72 года) с ХОБЛ дышать самостоятельно могла лишь ограниченное время, сатурация при отключении аппарата падала непрерывно в течение нескольких минут до уровня 80 %. После этого пациентка была подключена к аппарату.
Рассказывает Марина Викторовна Беляева
3.2. Описание эксперимента
Для проведения эксперимента нам понадобилось два пульсоксиметра. Приборы были заказаны в интернет-магазине, торгующим медицинской техникой. Нами были заказаны напальчиковые пульсоксиметры.
К сожалению, эта разновидность пульсоксиметров не предполагает запись информации, не давая возможность непрерывно следить за тем, как меняется пульс и сатурация. К сожалению, наши финансовые возможности не позволили приобрести приборы с большим количеством опций.
Мы решили провести наблюдения по двум направлениям:
а) изучить работу прибора;
б) исследовать, как меняется частота пульса и уровень сатурации в разных условиях.
Изучение работы прибора провели следующим образом:
2. Отсутствие пульса – препятствие для работы? Мы выполнили измерение пульса и степени сатурации, перевязав палец нитью на короткое время. В итоге обнаружилось, что при отсутствии пульсовой волны прибор не работает.
3. Препятствие – металл. Мы выполнили измерения, обернув палец металлической фольгой. Прибор не дал показаний, это объясняется, видимо, тем, что алюминий отражает поток излучения от источника. Мы нашли соответствующую информацию и убедились, что алюминий – действительно препятствие для и\к лучей.
4. Испытания в условиях яркого света. Мы провели испытания прибора при ярком свете (в инструкциях к прибору говорится о том, что наличие яркого света может менять показания). В итоге выяснилось, что точечные светодиодные светильники действительно влияют на работу прибора. Показаний нет.
5. Наличие красителей на ногтях. Мы использовали гель-лак для ногтей. В результате прибор не дал показаний. Обычный лак не повлиял на его работу.
6. Поведение испытуемого. Мы убедились, что повышенная активность: дрожь, движения, размахивание руками, смех и пр. приводят к тому, что показания прибора неточные.
Кроме того, мы выяснили, что прибору требуется время для того, чтобы на мониторе установились стабильные значения. Таким образом, пульсоксиметр инерционен.
Исследование изменения частоты пульса и уровня сатурации проводилось следующим образом:
1. Для простого измерения степени сатурации мы попросили принять участие в эксперименте добровольцев разных возрастов. Мы померили сатурацию для начала у нескольких испытуемых и выяснили, что из двадцати восьми человек только у двух степень сатурации была на уровне 94 %. В беседе они нам рассказали о том, что страдают анемией. Таким образом, мы предполагаем, что степень сатурации может быть понижена у анемичных людей.
2. Далее мы приступили к более «тонким» экспериментам. В опытах участвовали добровольцы. Мы выполнили следующее:
а. Фиксация показаний прибора в спокойном состоянии.
б. Фиксация показаний после бега испытуемого по лестнице (1–3 этаж).
в. Проведение измерений после двадцати приседаний
г. Фиксация показаний после охлаждения пальца в снегу и нагревания в горячей воде
д. Проведение измерений в ходе задержки дыхания не более, чем на1 мин.
3. Кроме того, мы обратились к регулярно занимающемуся в тренажерном зале испытуемому (48 лет) за помощью, предложив ему выполнить измерения до и после тренировок.
4. Также по нашей просьбе один из испытуемых (45 лет) замерил уровень сатурации и пульс во время авиаперелета.
Полученные результаты размещены в приложении № 3.
3.3. Выводы, сделанные в процессе изучения работы прибора:
1. Пульсоксиметр дает неинвазивную оценку насыщения артериального гемоглобина кислородом. В его работе используются два принципа:
• раздельное поглощение света гемоглобином и оксигемоглобином;
• выделение из сигнала пульсирующего компонента.
2. На работу прибора могут влиять различные факторы: яркий свет, препятствие на пальце в виде фольги или на ногтях в виде покрытия, активность испытуемого, нарушение тока крови. Изменения в показаниях прибора имеют в этом случае физическую причину.
3.4. Выводы, сделанные по результатам измерений:
Проанализировав полученные данные, мы пришли к выводу, что частота пульса в наших опытах очень вариабельна, а степень сатурации, наоборот, стабильна. пульс после снятия нагрузки восстанавливается в течение 1–2 минут в среднем. Сатурацию существенно понизить у здорового человека нам не удалось. То незначительное понижение, которое удавалось наблюдать, может быть связано с погрешностью прибора.
Таким образом, наша гипотеза считается частично доказанной.
Есть два жизненно важных параметра:
• частота сердечных сокращений;
• уровень сатурации в артериальной крови.
На любые изменения условий быстро реагирует частота сердечных сокращений, а сатурация остается прежней. В нашем представлении это означает то, что сатурация является таким важным параметром, что сама природа позаботилась о сохранении ее постоянной.
Заключение
Кровь – сложнейшая, не изученная до конца система организма человека. Она выполняет важнейшие функции, без которых невозможно само существование. Каждый человек, считающий себя современным и образованным, должен иметь представление о том, как работает его организм. Особенно если он хочет жить долго и оставаться здоровым.
Рекомендации. Как насытить кровь кислородом? (из статьи «Мозг и сосуды», см. ссылки)
Среди методов насыщения крови кислородом существуют как простые и вполне доступные каждому, так и медицинские методы.
Физические упражнения, особенно хорошо подходит бег трусцой. Он заставляет легкие работать и ускоряет обмен кислорода. К тому же такие нагрузки повышают жизненную емкость легких, от которой зависит степень сатурации.
Дыхательная гимнастика. Это один из главных методов, позволяющих увеличить насыщенность крови. Самое популярное упражнение из этого комплекса – короткий вдох через нос и длинный выдох через рот. В результате кровь насыщается кислородом, а концентрация углекислого газа снижается. Дыхательная гимнастика показана и при заболеваниях, связанных с дыхательной системой, когда физические упражнения могут быть запрещены или существенно ограничены.
Прогулки на свежем воздухе помогут повысить уровень кислорода. Нужно гулять хотя бы два часа в день, во время прогулок нужно постараться находиться подальше от проезжей части. Прогулки лучше осуществлять в парках, где много деревьев и нет машин. В сочетании можно делать дыхательную гимнастику.
Для того чтобы насытить свой организм кислородом и не испытывать его недостатка, необходимо вести активный образ жизни и находить время для прогулок и занятий спортом.
Причем во время физической активности насыщаться будет и головной мозг, а это способствует улучшению памяти, работоспособности и сообразительности. При таком режиме жизни не только организм будет насыщаться кислородом, но и улучшится настроение и общее самочувствие человека.