Парциальное напряжение кислорода в крови

Исследование газов крови и пульсоксиметрия

Пульсоксиметрия и процедура исследования газов крови

Среди наиболее точных методов, позволяющих определить, насколько хорошо организм обеспечен кислородом, особое место занимает исследование газов крови и пульсоксиметрия.

Базовая задача

Исследование газов крови используется при заболеваниях сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Это делается для определения насыщенности кислородом организма. Проведение исследования происходит достаточно просто. Для этого используется метод прокола, при котором прямо из артерии происходит забор крови. За счет этого способ принадлежит к категории инвазивных. После того, как будет произведена пункция артерии, на нее должна быть наложена повязка примерно на 10-15 минут. Это необходимо для предотвращения кровотечения. Образец, полученный в процессе забора, сразу отправляется в лабораторию на проведение исследования. На этом этапе и происходит определение количества газа в крови. Здесь обязательно происходит определение углекислого газа, парциального давления, показателей pH, количественный состав бикарбонатов и то, насколько насыщен гемоглобин в эритроцитах. К нормальным величинам стоит отнести следующие:

PaCO2 — 34-45 mm Hg;
PaO2 — 75-100 mm Hg;
SaO2 — 94-100%;
pH of 7.35-7.45;
HCO3 — 22-26 mEq/liter.

Метод пульсоксиметрии и его информативность

Распознать дыхательную недостаточность и оценить общее состояние дыхательной системы можно наиболее точным методом, которым является исследование газов крови. Как только у человека начинает проявляться дыхательная недостаточность, сразу происходит процесс развития гипоксии (снижение уровня кислорода) и гиперкапния — увеличение количества углекислого газа в составе.

Представленный способ исследования используют для возможности распознавания рестриктивных и обструктивных заболеваний легких в хронической форме. Сюда относят такие болезни, как саркоидоз, бронхиальная астма, туберкулез, профессиональные болезни легких. Процедура исследования происходит только на территории больницы.

Чтобы провести исследование, от пациента не требуется особая подготовка. Если человек употребляет антикоагулянты, противовоспалительные препараты и аспирин, нужно предупредить об этом доктора. Что же касается опасностей этой процедуры, то сюда можно отнести возможность кровотечения после проведенной пункции.

Особенности пульсоксиметрии

Пульсоксиметрия представляет собой метод, с помощью которого можно определить насыщенность кислородом гемоглобина крови. Для этого используется специальный прибор, который называется пульсоксиметр. В зависимости от количества кислорода по изменению цвета крови он позволяет определить необходимые параметры. Удобство этого способа заключается в том, что нет необходимости в заборе венозной крови.

Проведение исследования и его информативность

При проведении процедуры на палец пациента накладывают специальный датчик, в котором основным источником есть свет. Проходя через фалангу и капилляры, происходит процесс регистрации изменения цвета крови в зависимости от того, насколько она насыщена кислородом. На экране устройства фиксируются данные в виде кривых насыщенности. Чтобы получить максимально точный результат, необходимо обеспечить полную неподвижность пальца. Нормальный показатель должен составлять 95-98%. Для распознавания дыхательной недостаточности и прочих проблем с дыхательной системой метод сатурации крови является информативным. При недостаточном количестве показатель снижается ниже 95%. Часто этот способ применяется анестезиологами при проведении хирургических вмешательств. Особая подготовка к процедуре не нужна. Метод не приводит к осложнениям и безопасен для человеческого организма.

Пульсоксиметрия: принцип действия

Пульсоксиметрия – предельно доступный метод мониторинга пациента. Особо важно это при ограниченном финансировании медицинского учреждения. Позволяет отслеживать сразу несколько параметров состояния пациента. Изначально применение максимально точных пульсоксиметров требовалось в отделениях интенсивной терапии, далее повсеместно. Но правильное применение пульсоксиметрии требует специальных навыков. При неправильном применении в отделении общей терапии может возникнуть угроза для жизни и здоровья пациента. Рассмотрим принцип работы пульсоксиметра, особенности современного метода, возможные ограничения. А также, какие альтернативы такому методу существуют.

Принцип работы

Пульсоксиметр – высокоточный прибор, который измеряет степень насыщения артериального гемоглобина кислородом. В основе технологии 2 принципа: поглощение гемоглобином света и пульсация светового сигнала при прохождении через ткани, что происходит из-за изменения артериального русла. Этот компонент может отделяться от не пульсирующего при помощи специального микропроцессора. При правильном применении оксиметрия становится максимально полезным методом мониторинга состояния кардиореспираторной системы. В результате на мониторе отображаются 2 показателя:

сатурация гемоглобина кислородом артериальной крови;
частота пульса (измеряется за 5 — 20 секунд).

На правильность работы прибора влияют несколько факторов. К ним относятся внешний свет, частота и ритмичность пульса, дрожание рук, патологический гемоглобин. На достоверность могут повлиять также вазоконстрикция, патологический гемоглобин, особенности работы сердца.

Пульсоксиметр показывает только уровень вентиляции крови, но не уровень вентиляции. При низкой квалификации медицинского работника это часто создает ложную картину при ингаляции кислородом. В такой ситуации есть риск пропустить начальные симптомы гипоксии, которая возникает при обструкции дыхательных путей.

Что измеряет пульсоксиметр?

Пульсоксиметр состоит из нескольких элементов:

датчик для сбора показателей (прикрепляется на палец, мочку уха или крыло носа);
микропроцессор для обработки результатов;
дисплей для обработки результатов.

Прибор показывает среднее количество кислорода, который связан с каждой из молекул гемоглобина. Данные выводятся на монитор одновременно со звуковым сигналом. Его высота изменяется в зависимости от уровня сатурации. Частота пульса измеряется по принципу количество ударов в минуту. Пульсоксиметр не предоставляет информацию по таким показателям:

уровень содержания кислорода в крови;
количество растворенного кислорода;
дыхательный объем;
частота дыхания;
величина сердечного выброса;
артериальное давление.

Систолическое давление определяется по появлению волны на плетизмографии, в процессе сдувания манжеты.

Принципы современной пульсоксиметрии

В основе принципа современной пульсоксиметрии лежит отношение между парциальным давлением кислорода и сатурацией. Этот показатель отражается в кривой диссоциации гемоглобина. При различных состояниях она может перемещаться вправо либо влево. Например, это может происходить при гемотрансфузии.

Принцип работы пульсоксиметра:

Кислород транспортируется кровотоком главным образом в связанном с гемоглобином виде. Одна молекула гемоглобина может перенести 4 молекулы кислорода и в этом случае она будет насыщена на 100%. Средний процент насыщения популяции молекул гемоглобина в определенном объеме крови и является кислородной сатурацией крови.

В датчике находятся два светодиода, один из которых излучает видимый свет красного спектра (660 нм), другой – в инфракрасном спектре (940 нм). Свет проходит через ткани к фотодетектору, при этом часть излучения поглощается кровью и мягкими тканями в зависимости от концентрации в них гемоглобина. Количество поглощенного света каждой из длин волн зависит от степени оксигенации гемоглобина в тканях.

Микропроцессор способен выделить из спектра поглощения пульсовой компонент крови, т.е. отделить компонент артериальной крови от постоянного компонента венозной или капиллярной крови. Микропроцессоры последнего поколения способны уменьшить влияние рассеивания света на работу пульсоксиметра.

Многократное разделение сигнала во времени выполняется с помощью циклической работы светодиодов: включается красный, затем инфракрасный, затем оба отключаются, и так много раз в секунду. Таким образом устраняются случайные фоновые помехи.

Новой возможностью микропроцессоров стало квадратичное многократное разделение. Красный и инфракрасный сигналы разделяются по фазам, а затем вновь комбинируются. При таком варианте могут быть устранены помехи от движения или электромагнитного излучения, поскольку они не могут возникать в одну и ту же фазу двух сигналов светодиодов.

Как и частота пульса, сатурация вычисляется в среднем за 5-20 секунд. Первый показатель рассчитывается по числу циклов светодиодов и уверенным пульсирующим сигналам за определенный промежуток времени.По пропорции поглощенного света каждой из частот микропроцессор вычисляет их коэффициент. В памяти пульсоксиметра имеется серия значений насыщения кислородом, полученные в экспериментах на добровольцах с гипоксической газовой смесью. Микропроцессор сравнивает полученный коэффициент поглощения двух длин волн света с хранящимися в памяти значениями. Неэтично снижать насыщение кислородом у добровольцев ниже 70% при клинических исследованиях. Из-за этого значение сатурации ниже 70%, полученное по пульсоксиметру, не является надежным.Отраженная пульсоксиметрия использует именно такой тип света. Может применяться проксимально, например, на предплечье или передней брюшной стенке. Принцип работы такой же, как у трансмиссионного пульсоксиметра. Существенный недостаток – это сложность закрепления на теле.

Нормы давления

Норма парциального давления кислорода в крови понятие относительное, поскольку может варьироваться в зависимости от множества факторов. Чтобы правильно определить свой диагноз и получить лечение, с результатами анализов необходимо обращаться к специалисту, способному учесть все индивидуальные характеристики пациента. Конечно, существуют и эталонные нормы, которые принято считать идеальными для здорового взрослого человека. Так, в крови пациента без отклонений имеется:

углекислый газ в количестве 44,5-52,5 %;
его давление 35-45 мм рт. ст.;
насыщение жидкости кислородом 95-100 %;
О2 в количестве 10,5-14,5 %;
парциальное давление кислорода в крови 80-110 мм рт. ст.

Чтобы во время сдачи анализа результаты соответствовали действительности, необходимо учесть целый ряд факторов, способных повлиять на их корректность.

Результаты анализов

Как уже понятно, парциальное давление кислорода в воздухе способно оказывать на организм человека заметное влияние, но уровень давления газов в крови может нарушаться и по другим причинам. Чтобы определить их правильно, расшифровку следует доверять только опытному специалисту, способному учесть все особенности каждого пациента.

На гипоксию в любом случае будет указывать снижение уровня давления кислорода. Изменение уровня рН крови, как и давления углекислого газа или изменение уровня бикарбонатов, может указывать на ацидоз или алкалоз.

Ацидоз представляет собой процесс закисления крови и характеризуется повышением давления углекислого газа, снижением уровня рН крови и бикарбонатов. В последнем случае диагноз будет озвучен как метаболический ацидоз.

Алкалоз представляет собой повышение щелочности крови. О нем будет свидетельствовать повышенное давление углекислого газа, увеличение числа бикарбонатов, а следовательно, и изменение уровня рН крови.

Причины отклонения от нормы, зависящие от пациента

Парциальное давление кислорода в артериальной крови может меняться очень быстро в зависимости от различных обстоятельств, поэтому, чтобы результат анализа был максимально точным, следует учитывать следующие особенности:

норма давления всегда уменьшается с увеличением возраста пациента;
при переохлаждении снижается давление кислорода и давление углекислого газа, а уровень рН увеличивается;
при перегреве ситуация обратная;
действительный показатель парциального давления газов будет виден только при заборе крови у пациента с температурой тела в пределах нормы (36,6-37 градусов).