Войти
| Пульсоксиметрия | |
|---|---|
 Пульсоксиметрия без привязки | |
| Цель | Мониторинг состояния человека насыщение кислородом |
Пульсоксиметрия - это неинвазивный метод контроля сатурации кислорода человека. Хотя его показание периферической сатурации кислорода (Sp O2) не всегда идентично более желательному показанию сатурации артериального кислорода (Sa O2) из анализа газов артериальной крови, эти два значения достаточно хорошо коррелируют. что безопасный, удобный, неинвазивный и недорогой метод пульсоксиметрии ценен для измерения насыщения кислородом при клиническом использовании.
В наиболее распространенном (пропускающем) режиме применения сенсорное устройство помещают на тонкую часть тела пациента, обычно на кончик пальца или мочку уха, или в случай младенца через ступню. Устройство пропускает свет двух длин волн через часть тела к фотоприемнику. Он измеряет изменяющуюся оптическую плотность на каждой из длин волн, позволяя определить оптическую плотность, обусловленную только пульсацией артериальной крови, за исключением венозной крови, кожа, кости, мышцы, жир и (в большинстве случаев) лак для ногтей.
Отражательная пульсоксиметрия - менее распространенная альтернатива пропускающей пульсовой оксиметрии. Этот метод не требует тонкого сечения тела человека и поэтому хорошо подходит для универсального применения, такого как ступни, лоб и грудь, но он также имеет некоторые ограничения. Расширение сосудов и скопление венозной крови в голове из-за нарушения венозного возврата к сердцу может вызвать комбинацию артериальной и венозной пульсации в области лба и привести к ложным результатам Sp O2. Такие состояния возникают во время анестезии с эндотрахеальной интубацией и ИВЛ или у пациентов в положении Тренделенбург.
В 1935 году немецкий врач Карл Маттес (1905–1962) разработал первый двухволновой ушной измеритель насыщения O 2 с красным и зеленым фильтры (позже красный и инфракрасный фильтры). Его измеритель был первым устройством для измерения насыщения O 2.
Первоначальный оксиметр был изготовлен Гленном Алланом Милликеном в 1940-х годах. В 1949 году Вуд добавил капсулу давления для выдавливания крови из уха, чтобы получить абсолютное значение насыщения O 2 при повторном поступлении крови. Эта концепция похожа на сегодняшнюю обычную пульсоксиметрию, но ее трудно было реализовать из-за нестабильных фотоэлементов и источников света; сегодня этот метод не используется в клинической практике. В 1964 году Шоу собрал первый ушной оксиметр с абсолютным считыванием, в котором использовалось восемь длин волн света.
Пульсоксиметрия была разработана в 1972 году биоинженерами Такуо Аояги и Мичио Киши из Nihon Kohden с использованием отношения поглощения красного и инфракрасного света пульсирующими компонентами место измерения. Хирург Сусуму Накадзима и его соратники впервые испытали устройство на пациентах и сообщили о нем в 1975 году. В 1980 году он был коммерциализирован компанией Biox.
К 1987 году стандарт ухода за пациентами Введение общего анестетика в США включало пульсоксиметрию. Начиная с операционной, пульсоксиметрия быстро распространилась по всей больнице, сначала в палатах восстановления, а затем в отделениях интенсивной терапии. Пульсоксиметрия имела особое значение в неонатальном отделении, где пациенты не чувствуют себя хорошо из-за недостаточной оксигенации, но слишком много кислорода и колебания в концентрации кислорода могут привести к ухудшению зрения или слепоте из-за ретинопатии недоношенных (ROP). Кроме того, получение газов артериальной крови от новорожденного болезненно для пациента и является основной причиной неонатальной анемии. Артефакт движения может быть значительным ограничением для мониторинга пульсоксиметрии, приводя к частым ложным тревогам и потере данных. Это связано с тем, что во время движения и низкой периферической перфузии многие пульсоксиметры не могут различить пульсирующую артериальную кровь и движущуюся венозную кровь, что приводит к недооценке насыщения кислородом. Ранние исследования эффективности пульсовой оксиметрии во время движения объекта показали уязвимость традиционных технологий пульсовой оксиметрии к артефактам движения.
В 1995 году Masimo представила технологию извлечения сигналов (SET), которая могла точно измерять во время движения. движение пациента и низкая перфузия за счет отделения артериального сигнала от венозного и других сигналов. С тех пор производители пульсоксиметрии разработали новые алгоритмы для уменьшения количества ложных тревог во время движения, таких как увеличение времени усреднения или фиксация значений на экране, но они не претендуют на измерение изменяющихся условий во время движения и низкой перфузии. Таким образом, все еще существуют важные различия в характеристиках пульсоксиметров в сложных условиях. Также в 1995 году Masimo представил индекс перфузии, количественно определяющий амплитуду формы волны периферического плетизмографа. Показано, что индекс перфузии помогает клиницистам прогнозировать тяжесть заболевания и ранние неблагоприятные респираторные исходы у новорожденных, прогнозировать низкий кровоток в верхней полой вене у новорожденных с очень низкой массой тела при рождении, обеспечивать ранний индикатор симпатэктомии после эпидуральной анестезии и улучшать выявление критических врожденных пороков сердца. у новорожденных.
В опубликованных статьях технология извлечения сигналов сравнивается с другими технологиями пульсовой оксиметрии и демонстрируется неизменно благоприятные результаты для технологии извлечения сигналов. Также было показано, что эффективность пульсоксиметрии технологии извлечения сигналов помогает врачам улучшать результаты лечения пациентов. В одном исследовании ретинопатия недоношенных (повреждение глаз) была снижена на 58% у новорожденных с очень низкой массой тела при рождении в центре с использованием технологии извлечения сигналов, в то время как в другом центре с теми же врачами, использующими тот же протокол, не было снижения ретинопатии недоношенных. но с технологией извлечения без сигнала. Другие исследования показали, что пульсоксиметрия с технологией извлечения сигнала приводит к меньшему количеству измерений газов артериальной крови, более быстрому отлучению от кислорода, меньшему использованию датчиков и меньшей продолжительности пребывания. Сквозное движение и низкая перфузия, которыми он обладает, также позволяют использовать его в ранее неконтролируемых областях, таких как общий этаж, где ложные срабатывания тревожной сигнализации мешали традиционной пульсоксиметрии. В качестве доказательства этого в 2010 году было опубликовано знаменательное исследование, показывающее, что врачи медицинского центра Дартмут-Хичкок, использующие пульсоксиметрию с технологией извлечения сигналов на общем этаже, смогли уменьшить количество активаций бригад быстрого реагирования, переводов в ОИТ и количество дней в ОИТ. В 2020 году последующее ретроспективное исследование, проведенное в том же учреждении, показало, что за десять лет использования пульсоксиметрии с технологией извлечения сигнала в сочетании с системой наблюдения за пациентами не было ни одного случая смерти пациентов и ни один из пациентов не пострадал от угнетения дыхания, вызванного опиоидами. пока использовался непрерывный мониторинг.
В 2007 году Masimo представила первое измерение индекса вариабельности плетизма (PVI), который, как показали многочисленные клинические исследования, обеспечивает новый метод автоматического неинвазивного оценка способности пациента реагировать на введение жидкости. Соответствующие уровни жидкости жизненно важны для снижения послеоперационных рисков и улучшения результатов для пациентов: слишком низкие (недостаточная гидратация) или слишком высокие (чрезмерная гидратация) объемы жидкости уменьшают заживление ран и увеличивают риск инфекций или сердечных осложнений. Недавно Национальная служба здравоохранения Соединенного Королевства и Французское общество анестезии и интенсивной терапии включили мониторинг PVI в свои предлагаемые стратегии для интраоперационного контроля жидкости.
В 2011 году экспертная рабочая группа рекомендовала скрининг новорожденных с пульсоксиметрия для увеличения выявления критических врожденных пороков сердца (CCHD). Рабочая группа CCHD процитировала результаты двух крупных проспективных исследований 59 876 субъектов, в которых использовалась исключительно технология извлечения сигналов для повышения идентификации CCHD с минимальным количеством ложных срабатываний. Рабочая группа CCHD рекомендовала проводить скрининг новорожденных с помощью толерантной к движению пульсовой оксиметрии, которая также была проверена в условиях низкой перфузии. В 2011 году министр здравоохранения и социальных служб США добавил пульсоксиметрию к рекомендованной группе скрининговых обследований. До получения доказательств для скрининга с использованием технологии извлечения сигналов скринингу подвергалось менее 1% новорожденных в США. Сегодня Фонд новорожденных задокументировал почти всеобщий скрининг в Соединенных Штатах, и международный скрининг быстро расширяется. В 2014 году третье крупное исследование 122738 новорожденных, в котором также использовалась исключительно технология извлечения сигналов, показало те же положительные результаты, что и первые два крупных исследования.
Пульсоксиметрия с высоким разрешением (HRPO) была разработана для домашнего использования. скрининг и тестирование апноэ во сне у пациентов, которым нецелесообразно выполнять полисомнографию. Он сохраняет и записывает как частоту пульса, так и SpO2 с интервалами в 1 секунду, и в одном исследовании было показано, что он помогает выявлять нарушения дыхания во время сна у хирургических пациентов.
Спектры поглощения оксигенированный гемоглобин (HbO2) и деоксигенированный гемоглобин (Hb) для красных и инфракрасных длин волн 
Внутренняя сторона пульсоксиметра Монитор содержания кислорода в крови отображает процент крови, насыщенной кислородом. Более конкретно, он измеряет, какой процент гемоглобина, белка в крови, переносящего кислород, загружен. Допустимые диапазоны нормы для пациентов без легочной патологии - от 95 до 99 процентов. Для пациента, дышащего комнатным воздухом на уровне моря или около него, оценка артериального pO 2 может быть сделана с помощью монитора кислорода в крови «насыщение периферическим кислородом» (SpO 2) чтение.
Типичный пульсоксиметр использует электронный процессор и пару небольших светодиодов (светодиодов), обращенных к фотодиоду через полупрозрачную часть тела пациента, обычно через кончик пальца или мочку уха. Один светодиод имеет красный цвет с длиной волны 660 нм, а другой - инфракрасный с длиной волны 940 нм. Поглощение света на этих длинах волн значительно различается между кровью, насыщенной кислородом, и кровью, лишенной кислорода. Кислородный гемоглобин поглощает больше инфракрасного света и пропускает больше красного света. Деоксигенированный гемоглобин пропускает больше инфракрасного света и поглощает больше красного света. Светодиоды последовательно проходят цикл: один включается, затем второй, а затем оба выключаются примерно тридцать раз в секунду, что позволяет фотодиоду отдельно реагировать на красный и инфракрасный свет, а также настраиваться на базовый уровень внешнего освещения.
Количество света, которое передается (другими словами, не поглощается), измеряется, и для каждой длины волны вырабатываются отдельные нормализованные сигналы. Эти сигналы меняются во времени, потому что количество имеющейся артериальной крови увеличивается (буквально пульсирует) с каждым ударом сердца. Путем вычитания минимального проходящего света из проходящего света на каждой длине волны корректируются эффекты других тканей, генерируя непрерывный сигнал для пульсирующей артериальной крови. Отношение измерения красного света к измерению инфракрасного света затем вычисляется процессором (который представляет собой отношение оксигенированного гемоглобина к деоксигенированному гемоглобину), и это отношение затем преобразуется в SpO 2 процессором через таблица поиска на основе закона Бера – Ламберта. Разделение сигналов также служит другим целям: форма волны плетизмографа ("плетизмограмма"), представляющая пульсирующий сигнал, обычно отображается для визуальной индикации импульсов, а также качества сигнала, а также числового отношения между пульсирующим и базовым поглощением ("индекс перфузии ") может использоваться для оценки перфузии.
Пульсоксиметр, приложенный к пальцу человека Пульсоксиметр - это медицинское устройство, который косвенно контролирует насыщение кислородом крови пациента крови (в отличие от измерения насыщения кислородом непосредственно через образец крови) и изменения объема крови в коже, создавая фотоплетизмограмму, которая может далее обрабатываться в другие измерения. Пульсоксиметр может быть встроен в многопараметрический монитор пациента. Большинство мониторов также отображают частоту пульса. Также доступны портативные пульсоксиметры с батарейным питанием для мониторинга содержания кислорода в крови в транспорте или дома.
Пульсоксиметрия особенно удобна для неинвазивного непрерывного измерения насыщения крови кислородом. В противном случае уровни газов крови должны определяться в лаборатории на взятом образце крови. Пульсоксиметрия полезна в любых условиях, где оксигенация пациента нестабильна, включая интенсивную терапию, операционные, восстановительные, неотложные и больничные отделения, пилотов в негерметичных самолетах. для оценки оксигенации любого пациента и определения эффективности или потребности в дополнительном кислороде. Хотя пульсоксиметр используется для контроля оксигенации, он не может определить метаболизм кислорода или количество кислорода, используемое пациентом. Для этой цели необходимо также измерить уровни двуокиси углерода (CO 2). Возможно, его также можно использовать для выявления нарушений вентиляции. Однако использование пульсоксиметра для обнаружения гиповентиляции затрудняется при использовании дополнительного кислорода, поскольку только тогда, когда пациенты дышат комнатным воздухом, нарушения дыхательной функции могут быть надежно обнаружены с его использованием. Следовательно, обычное введение дополнительного кислорода может быть неоправданным, если пациент может поддерживать адекватную оксигенацию в воздухе помещения, поскольку это может привести к тому, что гиповентиляция останется незамеченной.
Из-за простоты их использования и способности обеспечивать постоянные и немедленные значения насыщения кислородом, пульсоксиметры имеют решающее значение в неотложной медицине, а также очень полезны для пациентов с респираторными или сердечными проблемами, особенно ХОБЛ, или для диагностики некоторых расстройства сна, такие как апноэ и гипопноэ. Переносные пульсоксиметры с батарейным питанием полезны для пилотов, работающих в самолетах без давления на высоте более 10000 футов (3000 м) или 12 500 футов (3800 м) в США, где требуется дополнительный кислород. Портативные пульсоксиметры также полезны альпинистам и спортсменам, у которых уровень кислорода может снижаться на большой высоте или во время физических упражнений. В некоторых портативных пульсоксиметрах используется программное обеспечение, которое составляет график содержания кислорода в крови пациента и пульс, что служит напоминанием о необходимости проверки уровня кислорода в крови.
Усовершенствования в области связи сделали возможным для пациентов постоянно контролировать насыщение крови кислородом без проводного подключения к больничному монитору, не жертвуя потоком данных пациента обратно к прикроватным мониторам и централизованным системам наблюдения за пациентами.
Пульсоксиметрия измеряет исключительно сатурацию гемоглобина, но не вентиляцию и не является полным показателем респираторной достаточности. Он не заменяет газы крови, проверенные в лаборатории, поскольку не дает указаний на дефицит оснований, уровни углекислого газа, pH крови или бикарбонат ( HCO 3) концентрации. Метаболизм кислорода можно легко измерить, отслеживая СО 2 с истекшим сроком годности, но цифры насыщения не дают информации о содержании кислорода в крови. Большая часть кислорода в крови переносится гемоглобином; при тяжелой анемии в крови содержится меньше гемоглобина, который, несмотря на насыщение, не может нести столько кислорода.
Ошибочно низкие значения могут быть вызваны гипоперфузией конечности, используемой для мониторинга (часто из-за того, что конечность холодная, или из-за вазоконстрикции вторичного использования вазопрессоры агенты); неправильное применение датчика; сильно мозолистая кожа; или движение (например, дрожь), особенно во время гипоперфузии. Для обеспечения точности датчик должен возвращать устойчивый импульс и / или импульсную форму волны. Технологии пульсовой оксиметрии различаются по своей способности предоставлять точные данные в условиях движения и низкой перфузии.
Ожирение, гипотензия (низкое кровяное давление) и некоторые варианты гемоглобина может снизить точность результатов. Некоторые домашние пульсоксиметры имеют низкую частоту выборки, что может значительно недооценивать провалы в уровнях кислорода в крови.
Пульсоксиметрия также не является полным показателем достаточности циркулирующего кислорода. Если имеется недостаточный кровоток или недостаточный гемоглобин в крови (анемия ), ткани могут страдать гипоксией, несмотря на высокое насыщение артериальной крови кислородом.
Так как пульсоксиметрия измеряет только процент связанного гемоглобина, ложно высокое или ложно низкое значение будет иметь место, когда гемоглобин связывается с чем-то другим, кроме кислорода:
Неинвазивный метод, который позволяет непрерывно измерять пульс, - это пульс CO-оксиметр, который был построен в 2005 году компанией Masimo. Используя дополнительные длины волн, он дает врачам возможность измерять дисгемоглобины, карбоксигемоглобин и метгемоглобин вместе с общим гемоглобином.
Исследования показали, что частота ошибок является общей Пульсоксиметры могут быть выше для взрослых с темным цветом кожи, вызывая опасения, что неточность измерений пульсоксиметрии может усугубить системный расизм в странах с многорасовым населением , таких как США. Пульсоксиметрия используется для скрининга апноэ во сне и других типов нарушений дыхания во сне, которые в США более распространены среди меньшинств.
В дополнение к пульсоксиметрам для профессиональных Использование, доступно множество недорогих «потребительских» моделей, обычно китайского производства. Мнения о надежности потребительских оксиметров расходятся; типичный комментарий: «Данные исследования домашних мониторов неоднозначны, но они имеют тенденцию быть точными в пределах нескольких процентных пунктов». Некоторые умные часы с отслеживанием активности включают функцию оксиметра. В статье о таких устройствах в контексте диагностики инфекции COVID-19 цитируется Жоао Паулу Кунья из Университета Порту, Португалия: «Эти датчики неточны, это главное ограничение... то, что вы носите, предназначены только для потребительского уровня, а не для клинического уровня ".
Согласно отчету iData Research, рынок оборудования и датчиков для пульсоксиметрического мониторинга в США превысил <156 долларов США>700 миллионов в 2011 году.
Пульсоксиметры используются для раннего выявления COVID-19 инфекций, которые могут вызывать первоначально незаметные низкая сатурация артериальной крови кислородом и гипоксия. The New York Times сообщила, что «официальные лица здравоохранения разделились во мнениях о том, следует ли рекомендовать домашний мониторинг с помощью пульсоксиметра на широкой основе во время Covid-19. Исследования надежности показывают смешанные результаты, и нет никаких указаний о том, как выбрать один из них. Но многие врачи советуют пациентам получить его, что делает его незаменимым гаджетом во время пандемии ».
Из-за изменений объемов крови в коже плетизмографический можно увидеть изменение светового сигнала, принимаемого (пропускания) датчиком оксиметра. Изменение можно описать как периодическую функцию, которая, в свою очередь, может быть разделена на составляющую постоянного тока (пиковое значение) и составляющую переменного тока (пик минус впадина). Отношение составляющей переменного тока к составляющей постоянного тока, выраженное в процентах, известно как (периферический) индекс перфузии (Pi) для импульса и обычно имеет диапазон От 0,02% до 20%. Более раннее измерение, называемое плетизмографией пульсоксиметрии (POP), измеряет только компонент «AC» и выводится вручную из пикселей монитора.
Индекс изменчивости плетизма (PVI) является мерой изменчивость индекса перфузии, возникающая во время дыхательных циклов. Математически он рассчитывается как (Pi max - Pi min) / Pi max × 100%, где максимальное и минимальное значения Pi взяты из одного или нескольких дыхательных циклы. Было показано, что это полезный, неинвазивный индикатор постоянной чувствительности к жидкости для пациентов, которым проводят инфузионную терапию. Пульсоксиметрия, плетизмографическая волна, амплитуда (ΔPOP) - это аналогичный более ранний метод для использования на вычисленной вручную POP. как (POP max - POP min) / (POP max + POP min) * 2.
 | Викискладе есть материалы, связанные с Пульсоксиметры. |
