Как измерить уровень кислорода в крови

Источник: medex.tiu.ru

Данный параметр может также называться «насыщение крови кислородом» и «индекс сатурации».

Особенно важен показатель уровня кислорода для лиц с хроническими заболеваниями легких, в том числе с хроническим бронхитом.

При выполнении исследования, следует учитывать, что ряд факторов может приводить к ложному занижению уровня кислорода в крови. К таким фактором относится наличие маникюра, особенно с использованием тёмных оттенков лака, движение рук или дрожь пальцев во время исследования, наличие сильного внешнего источника света, солнечного или искусственного, а также близкое расположение источников сильного электромагнитного излучения, таких как мобильные телефоны. Низкая температура в помещении, где проводится исследование, также может приводить к погрешностям в измерениях.

У каждого человека могут наблюдаться небольшие индивидуальные колебания уровня насыщения крови кислородом. Для правильной интерпретации изменений данного показателя особенно важно провести несколько измерений. Это позволит выявить индивидуальные особенности колебания уровня кислорода крови, и в дальнейшем поможет правильно трактовать те или иные изменения.

Тип пульсовой кривой

По типу пульсовой волны можно косвенно судить об эластичности стенок артерий. Различают три типа пульсовых волн: А, В и С. Формирование различных форм пульсовых волн происходит в зависимости от временного интервала между двумя компонентами пульсовой волны: прямой и отражённой волной. В норме, первый компонент пульсовой волны, прямая волна формируется ударным объёмом крови во время систолы, и направляется от центра к периферии. В местах разветвлений крупных артерий формируется второй компонент пульсовой волны, отражённая волна, которая распространяется от периферических артерий к сердцу. У молодых, здоровых людей без заболеваний сердца, отражённая волна достигает сердца в конце сердечного сокращения или в начале фазы расслабления, что позволяет сердцу работать легче и способствует улучшению кровотока в сосудах сердца (коронарных сосудах), так как их кровенаполнение происходит преимущественно в период диастолы. При этом, формируется тип кривой пульсовой волны С, на которой отчётливо видны две вершины, первая соответствует максимуму прямой волны, вторая, меньшая – максимуму отражённой волны. Ниже — иллюстрация пульсовой волны типа С:

С увеличением жёсткости артерий скорость распространения по ним пульсовых волн возрастает, при этом отражённые волны возвращаются к сердцу в период ранней систолы, что значительно увеличивает нагрузку на сердце, т.к. каждая предыдущая отражённая волна «гасит» следующую прямую волну. Другими словами, сердцу, качающему кровь, приходится совершать дополнительную работу для сопротивления несвоевременно пришедшей, наслаивающейся на сокращение пульсовой волне. Временной интервал между максимумами прямой и отражённой волн уменьшается, что графически выражается в формировании кривой пульсовой волны типа А и В. Данные типы пульсовых волн характерны для пожилых лиц, а также для больных с заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Ниже проиллюстрированы типы пульсовых волн B и A.

Частота пульса

В норме данный показатель колеблется в диапазоне от 60 до 90 ударов в минуту и может существенно изменяться в течение суток, в зависимости от физической активности, вида деятельности, общего самочувствия. Во многом частота пульса у здоровых людей зависит от уровня физического развития, тренированности организма. Так частота пульса от 60 до 70 ударов в минуту в состоянии покоя свидетельствует о хорошем уровне физической подготовки. У профессиональных спортсменов и лиц, активно занимающихся фитнессом, частота пульса может опускаться ниже 60 ударов в минуту, что в подобных ситуациях принято рассматривать как вариант нормы. У лиц с низкой физической активностью, избыточным весом и ожирением частота пульса может достигать 80 и выше ударов в минуту. Важно отметить, что в зависимости от различных внешних условий, частота пульса может варьировать в значительных диапазонах, существенно превышающих нормальные значения. Так, в период сна частота пульса может составлять менее 60 ударов в минуту, а при выраженных физических нагрузках – достигать 120-140 ударов. Поэтому, при первичной оценке результатов, убедитесь, что исследование проводилось в комфортных условиях, в спокойном состоянии.

При получении вами результатов выше или ниже общепринятых нормальных значений, не стоит опираться на единичные измерения. Оцените динамику показателей в течение нескольких дней или недель, с этой целью предусмотрена специальная опция прибора – просмотр тенденций. Проводите измерения в период спокойного бодрствования, например утром, после ночного сна. Показатели, полученные при измерении в вечерние время, могут быть несколько хуже истинных значений, из-за последствий рабочего дня, таких как стресс, усталость, ношение неудобной обуви или одежды и т.д.

Изменение показателей частоты пульса менее 60 или более 90 ударов в минуту, в ряде случаев, может быть врождённой, обусловленной конституционно особенностью работы сердечно-сосудистой системы. Особенно, если отклонения от нормы незначительны, от 90 до 100 или от 50 до 60 ударов в минуту, и регистрируются непостоянно. Значительные колебания частоты пульса могут быть связаны с серьёзными заболеваниями сердечно-сосудистой и эндокринной системы. При наличии стойкой тенденции к снижению частоты пульса менее 60 или к увеличению более 90 ударов в минуту, следует обратиться к врачу, особенно если изменения частоты пульса сопровождаются другими жалобами, такими как слабость, чувство дурноты, потери сознания, или сердцебиение, потливость, дрожание рук и т.п. Кроме этого, на начальном этапе обследования, существенную информацию о работе сердца может дать грамотный анализ электрокардиограммы.

Биологический возраст сосудов

Возраст сосудистой системы (VA — Vascular Aging), измеряемый приборами АнгиоСкан, — это параметр, показывающий Ваш биологический возраст, т.е. изношенность Вашего организма. Нужно отметить, что данный подход основан на общепринятом мнении о том, что состояние человека определяет его сосудистое русло.

Тест на биологический возраст

Определение биологического возраста при помощи приборов АнгиоСкан занимает примерно две минуты (в зависимости от частоты пульса), не требует специальной подготовки оператора, который проводит тест, и абсолютно безвреден для организма.

Измеряется «изношенность» в годах, и принципиально важным при интерпретации результатов теста является различие между календарным возрастом и биологическим. Хорошо, если биологический меньше календарного, и наоборот.

Однако, не следует тревожиться из-за разницы в несколько лет в худшую сторону. Во-первых, подобная ситуация не критична. Во-вторых, этот параметр зависит от состояния организма в конкретный момент времени: в конце тяжелой рабочей недели он один, после отпуска — совершенно другой, и т.д. Необходимо наблюдать, выявлять тенденции, анализировать.

Возраст сосудистой системы важно измерять в определенное время суток. Оптимальным временем являются утренние часы от 9 до 11. Важно также при измерении этого параметра постоянно проводить измерения на одной руке — оптимально правой. Это связано не только с тем, что на разных руках может быть различное артериальное давление, но с различной ангио архитектоникой сосудистого русла (брахицефальная область).

Биологический возраст — расчетный параметр, основанный на возрастном индексе. Для определения Vascular Aging строилось корреляционное поле зависимости возрастного индекса от даты рождения испытуемого, и затем по величине возрастного индекса рассчитывался возраст сосудистой системы. Данный подход достаточно широко используется, следует упомянуть работы японского исследователя Takazawa, а также близкий алгоритм расчета сосудистого возраста используется в приборе Pulse Trace американской компании Micro Medical.

Примерные данные возрастного индекса в зависимости от календарного возраста представлены в таблице:

Таблицы для определения биологического возраста

Существует множество различных способов для определения биологического возраста. Первый способ — на основе вышеописанного возрастного индекса, получаемого приборами АнгиоСкан как в клинических, так и в домашних условиях.

Возрастной индекс (AGI — Aging Index) — расчетный интегральный показатель, значение которого можно увидеть только в профессиональных версиях программы АнгиоСкан. Данный параметр является комбинацией показателей пульсовой волны, в который включены растяжимость артериальной стенки и амплитудные характеристики отраженной волны.

Второй способ требует лабораторных анализов для выявления количества холестерина и глюкозы в крови. Значения соответствия представлены в таблице:

Если Вы хотите определить свой биологический возраст в домашних условиях, проведите несколько тестов из перечня ниже и сравните свои результаты с нормами, представленными в таблице.

Нормы для женщин на 10-15% мягче представленных в таблице.

Эластичность (жескость) сосудов

Эластичность сосудов и их жесткость — обратные величины. Жесткость сосудов увеличивается из-за отложений на стенках кровеносных артерий холестерина и т.п. веществ.

После того, как сердце делает удар — выталкивает в сосуды порцию крови, — по аорте распространяется пульсовая волна, называемая прямой. Поскольку кровеносная система замкнута, эта волна отражается обратно — от точки бифуркации (место, где сосуды расходятся в ноги). Отраженная волна называется обратной. В зависимости от эластичности стенок кровеносных сосудов, время, через которое отраженная волна вернется обратно в исходную точку, может быть разным. Чем позже волна вернется — тем эластичнее артерии.

Время возврата волны, безусловно, зависит от длины пути, который проходит волна. Поэтому для измерения жесткости артерий нужно знать рост пациента, т.к. на его основе можно довольно точно рассчитать расстояние между сердцем и областью отражения пульсовой волны. Таким образом, индекс жесткости сосудов измеряется в метрах в секунду по формуле [Длина пути (метры) / Время прихода отраженной волны (секунды)].

Обычно при нормальной эластичности сосудов этот индекс равен 5-8 м/с, но при большой жесткости артериальных стенок его значение может достигать 14 м/с. Жесткость артерий сильно зависит от возраста пациента, поскольку у пожилых людей понижается количество эластина в стенке аорты. Также на этот параметр оказывает большое влияние артериальное давление — при повышенном давлении возрастает и индекс жесткости.

Диагностические приборы серии АнгиоСкан-01 измеряют этот параметр с достаточной точностью. В профессиональных версиях программ этот индекс обозначается как SI — Stiffness Index.

Также об эластичности сосудов свидетельствует индекс аугментации — мера разницы давлений в средней и поздней систоле.

Уровень стресса

Понятие уровня стресса в современном мире можно понимать по-разному. Состояние стресса для организма — это, в принципе, практически все, что происходит с организмом в состоянии, отличном от покоя. Поскольку организм умеет хорошо адаптироваться, большая часть воздействий не оказывает негативного влияния на организм.

Чрезмерно интенсивные физические нагрузки, сильный или длительный психологический (эмоциональный) стресс, температура окружающей среды (например, баня), долгое вождение автомобиля в пробке и пр. — это все то, что может наложить отпечаток на Ваш организм. Как же провести стресс тест и определить уровень стресса?

Один из способов — измерить индекс стресса, также известный как индекс напряжения регуляторных систем или индекс Баевского — он позволяет оценить вариабельность ритма сердца. Параметр характеризует состояние центров, регулирующих сердечно-сосудистую систему, т.е. как общее функциональное состояние организма, так и барорецепторный аппарат, особенно при проведении ортостатических проб (изменение положения тела). Говоря проще, узнать, как хорошо Ваш организм может адаптироваться к изменениям окружающей среды.

В организме человека давление постоянно меняется по самым разнообразным причинам, однако нельзя, чтобы в аорте давление менялось — оно должно быть постоянным. У организма есть всего один способ регулировать давление — это управление частотой пульса. Если барорецепторный аппарат работает хорошо, т.е. стресс низкий, то частота пульса будет постоянно меняться: в первый удар частота будет, например, 58, в следующий удар — 69, и т.д. (Разумеется, частоту пульса можно узнать уже по одному удару сердца, измерив длительность отдельной пульсовой волны). Когда организм в состоянии стресса, частота пульса, соответственно, будет постоянна в течение длительного времени.

Программа АнгиоСкан визуализирует индекс Баевского при помощи диаграммы, на которой по вертикальной оси откладывается количество ударов (с определенной частотой), а по горизонтали — собственно частоту (или время/длительность пульсовой волны).

Пример слева свидетельствует об удовлетворительном функциональном состоянии испытуемого. На графике видна выраженная вариабельность ритма сердца. В состоянии покоя акт дыхания «заставляет» адаптироваться число сердечных сокращений, а следовательно, и длительность пульсовой волны.

Картинка справа — пример протокола теста у испытуемого с крайне неудовлетворительным общим функциональным состоянием организма. Подобная ситуация возможна либо при выраженной симпатикотонии, либо при нарушении продукции монооксида азота.

Оценить индекс стресса можно и количественно по несложному алгоритму. Ниже в таблице приведены оценки значений уровня стресса:

Источник: zdorovushka-rf.ru

Измерение кислорода в крови — далеко не новая функция, однако особый интерес к ней появился с выходом на рынок популярного фитнес-трекера Honor Band 5.

Что же такое сатурация крови кислородом (SpO2)? Нужно ли измерять этот параметр и можно ли вообще доверять показаниям фитнес-браслета или смарт-часов, которые, по сути, не являются медицинскими приборами?

В данной статье мы подробно ответим на все поставленные выше вопросы и разберемся, не является ли модная «фишка» современных трекеров очередным маркетинговым трюком для подогрева интереса к своим устройствам.

Читайте также:

• Вариабельность пульса в Apple Watch
• Что такое VO2 max на фитнес-трекерах
• Сон и фитнес-браслеты. Руководство для чайников

Что такое SpO2 и зачем нам нужен кислород?

Клеткам организма нужна энергия для того, чтобы двигаться, синтезировать белок и создавать другие химические вещества. Это основа любой жизни.

Представьте свой организм в виде двигателя автомобиля, внутри которого сжигается бензин и происходит движение поршней. Для того, чтобы произошло возгорание требуется воздух, а точнее кислород, содержащийся в нем.

Такой «бензин» (питательные вещества) + кислород нужны и нашим клеткам для окисления и получения молекул АТФ (это основной источник энергии в организме).

Но каким образом в клетки попадает кислород?

Кровь на 40% состоит из клеток, остальные 60% — это плазма (светлая жидкость из воды, солей и минералов). Подавляющее большинство клеток — это эритроциты, называемые еще красными кровяными тельцами. Они составляют 99% всех клеток крови (примерно 20-25 млрд штук):

В каждом таком эритроците содержится более 250 млн молекул гемоглобина. Именно эта молекула и способна связываться с кислородом для переноса его во все ткани организма.

Другими словами, гемоглобин — это, своего рода, «такси» для перевозки кислорода по всему организму. Когда кровь протекает через легкие, гемоглобин «выхватывает» оттуда молекулы кислорода и доставляет их к тканям, а оттуда, на обратном пути, забирает «отработанный материал» — углекислый газ.

Теперь, когда кровь снова будет протекать через легкие, гемоглобин оставит там «отработку» и заберет новую порцию кислорода. А мы, в свою очередь, сделаем очередной выдох и вдох, чтобы очистить легкие от углекислого газа и набрать свежего материала из воздуха.

И здесь следует сделать маленькое уточнение. Не каждая молекула гемоглобина — примерный водитель. Кто-то может просто не взять «пассажира» и проехаться по всему пути без кислорода, «налегке».

SpO2 как раз и показывает соотношение гемоглобина, содержащего кислород, к общему количеству гемоглобина в крови

Какая норма SpO2 (сатурации крови кислородом)?

Нормой SpO2 для здорового человека считается 96-99% оксигемоглобина (так называется гемоглобин, содержащий кислород). Другими словами, практически весь гемоглобин должен содержать кислород.

Кстати, именно кислород придает крови характерный цвет. Чем больше кислорода в гемоглобине — тем ярче будет цвет. Поэтому артериальная кровь, которая несет кислород к тканям, имеет ярко-красный цвет, а венозная кровь (оттекающая от тканей) — темно-красная, так как содержит уже на треть меньше кислорода.

Важно отметить тот факт, что уровень SpO2 может слегка падать при физических нагрузках и это совершенно нормально.

Если сатурация падает ниже 90%, наступает гипоксемия (недостаток кислорода в крови), которая может привести к гипоксии (низкий уровень кислорода в тканях организма).

При некоторых болезнях насыщение гемоглобина кислородом также снижено. К примеру, обострение бронхиальной астмы может привести до падения SpO2 ниже 90%, что требует незамедлительной госпитализации.

Каким образом фитнес-браслеты измеряют уровень кислорода в крови? Можно ли этим показателям доверять?

Ответ на второй вопрос будет кратким — да, доверять показателям фитнес-трекера можно.

Принцип измерения сатурации гемоглобина кислородом на фитнес-браслете ничем не отличается от принципа работы медицинского прибора пульсоксиметра и заключается в следующем:

Специальный датчик излучает свет, который проходит через ткани, отражается и попадает на фотодетектор. Определенное количество этого света поглощается кровью, а сколько именно — зависит от степени насыщения ее кислородом.

На основании того, сколько света было поглощено, и рассчитывается показатель SpO2.

Точно таким же образом работает и пульсометр любого фитнес-трекера. Типичный датчик, состоящий из фотодетектора и излучателей выглядит так:

Более того, даже многие смартфоны умеют измерять SpO2 и делают это достаточно точно. К примеру, большинство флагманов от Samsung (серии Galaxy S и Galaxy Note) замеряют уровень кислорода в крови без каких-либо дополнительных приборов. Датчик SpO2 у них находится сзади, в районе камеры:

Для этого необходимо открыть приложение Samsung Health и выбрать измерение SpO2 или измерение уровня стресса:

А теперь попробуем ответить на главный вопрос.

Зачем измерять SpO2? В чем смысл этой функции на фитнес-браслетах?

Есть ситуации, при которых измерение SpO2 имеет критически важное значение для жизни человека. Но, к сожалению, фитнес-браслеты не имеют к этим ситуациям никакого отношения:

• Контролировать SpO2 требуется, главным образом, при анестезии во время операции. Это одна из основных задач анестезиолога.
• Также бывает важно следить за уровнем кислорода в период восстановления после серьезных операций или перенесенных проблем со здоровьем, таких как инфаркт.

Но в текущей реализации, фитнес-браслеты не способны заменить специализированные устройства (подробнее об этом — в самом конце статьи). А вот для рядового пользователя измерять SpO2 особого смысла нет. Хотя, при желании, можно придумать несколько областей для применения такого «датчика кислорода»:

1. Профессиональный спорт

Как уже было сказано выше, уровень SpO2 падает при физических нагрузках. Отслеживая этот показатель во время интенсивных тренировок, можно узнать пределы своего организма и пытаться улучшить свои физические показатели.

С другой стороны, в профессиональном спорте более важен показатель VO2 max, который сегодня также пытаются измерять некоторые фитнес-трекеры и умные часы. Но это уже тема совершенно другого разговора.

2. Альпинизм

Как известно, воздух в горах разреженный, то есть, в нем содержится меньше кислорода. И при определенном снижении уровня кислорода, вы даже можете почувствовать себя лучше. Но если снижение продолжится, это может обернутся плохими последствиями.

Поэтому, контролируя SpO2 во время восхождения, можно снизить риск возникновения проблем и плохого самочувствия. К примеру, когда процент кислорода начнет сильно падать, необходимо снизить нагрузку — изменить скорость подъема, передохнуть или вообще пересмотреть свои планы.

Но…

Опять-таки, для каждой из этих задач есть гораздо более удобные инструменты.

Главная проблема фитнес-браслетов и умных часов на текущий момент заключается не в точности измерений, а в отсутствии режима непрерывного измерения SpO2.

Сегодня практически все браслеты делают разовые замеры в течение 15-30 секунд и не способны сигнализировать о падении уровня кислорода в крови. А это основная задача пульсоксиметров.

Источник: deep-review.com