Пульсоксиметр: устройство и применение¶
Пульсоксиметр — медицинский прибор неинвазивного типа, предназначенный для измерения насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом (сатурации, SpO₂) и частоты пульса. Относится к классу диагностических устройств функциональной диагностики и широко применяется как в клинической практике, так и в домашних условиях. Работа прибора основана на спектрофотометрическом методе — различии в поглощении света гемоглобином, связанным с кислородом (оксигемоглобином) и не связанным (дезоксигемоглобином).
¶История
Принцип оптической оксиметрии был предложен в 1930-х годах. В 1935 году немецкий врач Карл Маттес создал первый двухволновый оксиметр, использовавший красный и инфракрасный свет для оценки насыщения крови кислородом. В 1940-х годах Гленн Миллікен разработал компактный ушной оксиметр для авиационной медицины. Современный импульсный пульсоксиметр, способный различать артериальную кровь по пульсации, был создан в 1972 году японским инженером Токуо Аояги и американским биоинженером Сусуму Накаи. В 1970–1980-х годах технология вошла в клиническую практику, а с 1990-х годов началось массовое производство бытовых моделей.
¶Принцип работы
Метод основан на законе Бугера — Ламберта — Бера. Датчик прибора содержит два светодиода (красный с длиной волны около 660 нм и инфракрасный около 940 нм) и фотодетектор. Свет проходит через ткань (обычно палец, реже — мочку уха или нос), часть его поглощается. Оксигемоглобин лучше поглощает инфракрасный свет, дезоксигемоглобин — красный. По соотношению поглощения на двух длинах волн вычисляется сатурация.
Ключевая особенность — учёт пульсации: прибор анализирует переменную (пульсовую) составляющую сигнала, что позволяет отсечь влияние венозной крови, костей и мягких тканей. Именно поэтому метод называется пульсоксиметрией.
¶Устройство и виды
Типовой пульсоксиметр включает:
- Датчик — зажим или гибкий зонд с излучателями и фотодетектором;
- Микропроцессор — обрабатывает сигнал и вычисляет показатели;
- Дисплей — отображает SpO₂, пульс, иногда плетизмограмму;
- Питание — батареи или аккумулятор.
По форме выпуска различают:
| Тип | Особенности |
|---|---|
| Напалечный | Компактный, для домашнего использования |
| Настольный | Для стационаров, с расширенными функциями |
| Носимый (браслет) | Непрерывный мониторинг |
| Встраиваемый | В составе мониторов пациента |
¶Показания и применение
Пульсоксиметрия применяется для оценки дыхательной функции при пневмонии, бронхиальной астме, хронической обструктивной болезни лёгких, сердечной недостаточности, а также во время анестезии, реанимации и послеоперационного наблюдения. В период пандемии COVID-19 приборы стали массовым средством домашнего контроля.
Норма сатурации у здорового человека — 95–100 %. Значения ниже 90 % расцениваются как выраженная гипоксемия и требуют медицинской помощи.
¶Ограничения и погрешности
Точность измерения снижается при:
- низкой перфузии (плохом кровотоке) — шок, гипотермия;
- движении пациента (артефакты);
- наличии лака на ногтях, холодовой вазоконстрикции;
- отравлении угарным газом (карбоксигемоглобин искажает результат);
- анемии (прибор не отражает общее содержание кислорода в крови).
Пульсоксиметр измеряет насыщение, а не вентиляцию, поэтому не заменяет анализ газов крови.
¶Значение
Прибор существенно повысил безопасность анестезии и интенсивной терапии, позволил своевременно выявлять дыхательную недостаточность. В России пульсоксиметры входят в стандарты оснащения отделений реанимации и широко представлены в аптечной сети как бытовые изделия.
Источники: материалы по медицинской технике, руководства по функциональной диагностике, публикации по истории пульсоксиметрии.