Pulsoksymetria

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Pulsoksymetr

Pulsoksymetria – nieinwazyjna metoda przezskórnego oznaczania wysycenia krwi tlenem. Metoda polega na zasadzie spektrofotometrycznego pomiaru wysycenia (saturacji – SpO2) tlenem hemoglobiny, gdyż hemoglobina utlenowana i odtlenowana wykazuje odmienne właściwości optyczne. Jednocześnie rejestrowana jest również częstotliwość pracy serca (puls).

Do wykonywania pomiarów służą urządzenia zwane pulsoksymetrami.

Historia[edytuj]

Pierwsze urządzenie do pomiaru saturacji krwi wykorzystujące prześwietlanie tkanki małżowiny ucha zbudował Karl Matthes w 1935[1][2]. W 1940 roku Glen Millikan wymyślił termin „oksymetr” aby opisać słuchawkę stosowaną do wykrywania hipoksji w lotach na dużych w wysokościach[3][2].

Rozwój pulsoksymetrii nastąpił w 1972 roku dzięki bioinżynierowi Takuo Aoyagi z Nihon Kohden, który zauważył, że pulsujące zmiany w absorpcji prześwietlającego tkankę światła zależą wyłącznie od przepływającej krwi tętniczej. Chirurg Susumu Nakajima poinformował w 1975 roku, że wraz ze współpracownikami testowali pierwsze urządzenie na pacjentach[4].

Postęp w elektronice w latach 80. XX wieku pozwolił na skonstruowanie niewielkich urządzeń, dających powtarzalne i obarczone małym błędem wyniki (w granicach 2%) dzięki czemu znalazły one szerokie zastosowanie kliniczne[5].

Oksymetria[edytuj]

Widma absorbancji hemoglobiny

Podstawą teoretyczną pulsoksymetrii jest prawo Lamberta-Beera zastosowane do cząstek hemoglobiny[6][7][8][5]. Jest to szczególny przypadek spektrofotometrii, w której monochromatyczne światło jest wykorzystywane do rozpoznawania składu cząsteczkowego substancji[6]. Długość fali powinna być tak dobrana, aby jego absorbancja była jak największa[8].

Analizując widma absorbancji hemoglobiny utlenowanej (HbO2) i odtlenowanej (Hb) można zaobserwować:

  1. absorbancja jest wysoka dla fal krótszych niż 600 nm[8]
  2. wykresy widma przecinają się w jednym punkcie zwanym punktem izobestycznym[8], który odpowiada fali długości 805 nm[9]
  3. dla długości fali 660 nm istnieje wtórny peak absorbancji dla deoksyhemoglobiny[8], przy jednoczesnej mniejszej absorbancji hemoglobiny utlenowanej[10] (przez co krew utlenowana wydaje się bardziej czerwona niż krew odtlenowana)[6]
  4. dla długości fali 940 nm istnieje wtórny peak absorbancji dla oksyhemoglobiny[8], przy jednoczesnej mniejszej absorbancji hemoglobiny odtlenionej[6]

Transmisja światła o długości 660 nm warunkuje obecność hemoglobiny utlenowanej, natomiast transmisja światła o długości 940 nm determinuje zawartość hemoglobiny odtlenowanej[6]. Przyjmuje się, że karboksyhemoglobina (HbCO) i methemoglobina (HbMet) stanowi mniej niż 5%[6] i ich udział jest pomijany w pomiarach[6][9]. Podobnie pomija się obecność sulfhemoglobiny i hemoglobiny płodowej[9]. Na podstawie pomiarów można wyznaczyć saturację według wzoru:

[6][9]

Miernik[edytuj]

Pomiar przez paznokieć

Czujnik pulsoksymetru składa się z nadajnika światła monochromatycznego o dwóch długościach fali i fotodetektora[6][10]. Źródłem światła są najczęściej dwie diody[9], które świecą naprzemiennie[9] ponieważ fotodetektor (fotodioda) nie odróżnia długości fal a jedynie ich natężenie[9][10]. Fotodetektor wzmacnia wyłącznie światło o zmiennym natężeniu[6]. Ustalony okres bez prześwietleń może by wykorzystany do korekcji pomiaru warunków oświetlenia otoczenia[9].

Diody przełączane są z częstotliwością 700 Hz[5]. Uzyskany sygnał można podzielić na składową stałą i składową zmienną[9]. Składowa zmienna, która stanowi od 1% do 5% wartości całkowitej sygnału jest głównym wyznacznikiem dokładności pomiaru[9]. Analizowana jest jedynie ta część sygnału, która występuje podczas fazy skurczowej[5]. Dzięki temu mierzona jest saturacja krwi tętniczej a pomijana w naczyniach żylnych i włosowatych[5].

Podawany wynik jest wartością uśrednioną z 2–16 sekund pomiaru[5]. Niektóre modele pulsoksymetrów dodatkowo prezentują na ekranie krzywą pletyzmograficzną, która dostarcza informację o stanie krążenia obwodowego[5]. Przy okazji mierzenia saturacji za pomocą pulsoksymetru odczytywana jest również częstość tętna[5][10][11].

Wskazania do pulsoksymetrii[edytuj]

Zakres norm:

  • 95–99% u zdrowych dorosłych oraz 91-96% u noworodków[19]
  • wyższe wartości zdarzają się w przypadku tlenoterapii (zwykle > 98%[16])
  • niższe wartości mogą świadczyć o niewydolności oddechowej[potrzebny przypis].

Źródła błędnych odczytów i ograniczenia[edytuj]

Przypisy

  1. Matthes 1935 ↓.
  2. a b Kamat 2002 ↓, s. 261.
  3. Millikan 1942 ↓.
  4. Severinghaus i Honda 1987 ↓.
  5. a b c d e f g h Rybicki 2009 ↓, s. 216.
  6. a b c d e f g h i j Marino 2009 ↓, s. 423.
  7. Larsen 2003 ↓, s. 666.
  8. a b c d e f Smith, Pinnock i Lin 2012 ↓, s. 814.
  9. a b c d e f g h i j Smith, Pinnock i Lin 2012 ↓, s. 815.
  10. a b c d e f g h Larsen 2003 ↓, s. 667.
  11. a b c d e f g h Rosenberg, Kanto i Nuutinen 1998 ↓, s. 140.
  12. Rosenberg, Kanto i Nuutinen 1998 ↓, s. 140, 225.
  13. Rosenberg, Kanto i Nuutinen 1998 ↓, s. 332.
  14. Larsen 2003 ↓, s. 669.
  15. a b Miller 2012 ↓, s. 786.
  16. a b Marino 2009 ↓, s. 428.
  17. Rosenberg, Kanto i Nuutinen 1998 ↓, s. 354.
  18. Rosenberg, Kanto i Nuutinen 1998 ↓, s. 204.
  19. Terry R. Des Jardins, George G. Burton, Clinical manifestations and assessment of respiratory disease, Mosby, 2001, s. 20, ISBN 0323010865.
  20. a b Marino 2009 ↓, s. 426.
  21. a b c d e f g h i j Smith, Pinnock i Lin 2012 ↓, s. 816.
  22. a b c Larsen 2003 ↓, s. 667-668.
  23. a b c d e f Larsen 2003 ↓, s. 668.
  24. Marino 2009 ↓, s. 426-427.
  25. a b Marino 2009 ↓, s. 427.
  26. a b c d e f Rybicki 2009 ↓, s. 217.

Bibliografia[edytuj]

  • Vijaylakshmi Kamat, Pulse oximetry, „Indian Journal of Anaesthesia”, 46 (3), sierpień 2002 [dostęp 2014-04-29] (ang.).
  • Reinhard Larsen, Anestezjologia, Wrocław: Urban & Partner, 2003, ISBN 83-87944-14-9.
  • K. Matthes, Untersuchungen über die Sauerstoffsättigung des menschlichen Arterienblutes, „Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology”, 179 (6), 1935, s. 698–711, DOI10.1007/BF01862691 (niem.).
  • Paul L. Marino, Intensywna terapia, wyd. III, Wrocław: Elsevier Urban & Partner, 2009, ISBN 978-83-7609-065-8.
  • Ronald D. Miller, Anestezjologia, t. 1, Wrocław: Elsevier Urban & Partner, 2012, ISBN 978-83-7609-605-6.
  • G. A. Millikan, The oximeter: an instrument for measuring continuously oxygen-saturation of arterial blood in man, „Rev. Sci. Instrum”, 13 (10), 1942, s. 434–444, DOI10.1063/1.1769941 (ang.).
  • John W. Severinghaus, Yoshiyuki Honda, History of Blood Gas Analysis. VII. Pulse Oximetry, „Journal of Clinical Monitoring”, 3 (2), 1987, s. 135–138, PMID3295125 [zarchiwizowane z adresu 2015-04-21].
  • Per Rosenberg, Jussi Kanto, Lauri Nuutinen, Anestezjologia, Gdańsk: Novus Orbis, 1998, ISBN 83-85560-42-4.
  • Zbigniew Rybicki, Intensywna terapia dorosłych, Lublin: Makmed, 2009, ISBN 978-83-927780-4-2.
  • Tim Smith, Collin Pinnock, Ted Lin, Podstawy Anestezjologii, Wydanie Trzecie, Warszawa: DB Publishing, 2012, ISBN 978-83-62526-05-5.

Zobacz też[edytuj]

Star of life.svg Zapoznaj się z zastrzeżeniami dotyczącymi pojęć medycznych i pokrewnych w Wikipedii.