Не продохнуть: как гаджеты измеряют уровень кислорода в крови

Кто ходил в горы помнит, что на высоте свыше 5 000 метров требуется обязательная вечерняя процедура — проверка насыщенности крови кислородом. Кислородное голодание может вызывать высотную гипоксию, горную болезнь, которая чревата отёком лёгких и головного мозга — кошмар для альпинистов. Впрочем, снижение кислорода в крови — гипоксемия — может наступить и на уровне моря, и ничего хорошего в этом нет. Она может наступить из-за разных факторов: снижения функционирующего объема легких из-за пневмонии, инфаркта или деформации бронхов, ночного апноэ, отека легких, снижения гемоглобина при анемии, повышении потребности в кислороде из-за высокой интенсивности физической нагрузки. Дефицит кислорода в крови (гипоксемия) обязательно приводит к недостатку его в тканях – гипоксии. Появляется дезориентация во времени и пространстве, утрачивается память на происходящие события.
Не продохнуть: как гаджеты измеряют уровень кислорода в крови

Существует два типа гипоксемии. Острая гипоксемия возникает в течение относительно короткого периода времени, в то время как хроническая продолжается в течение длительного периода . Симптомы острой гипоксемии отличаются от хронической гипоксемии, но есть и общие: одышка, учащенное дыхание, хрипы, кашель, спутанность сознания, быстрый сердечный ритм и изменения цвета кожи.

Хроническую гипоксемию обнаружить довольно трудно, так как организм способен компенсировать снижение содержания кислорода в кровотоке. К таким симптомам относятся легочная гипертензия, легочная болезнь сердца, правосторонняя сердечная недостаточность.

Кровяные клетки

Помимо большой высоты и хронических болезней гипоксемию может вызывать напряженная работа — без надлежащего отдыха работа в стрессовой обстановке может привести к тому, что мозг будет потреблять кислород, который превышает количество поступающего с кровью. Сердце взрослого человека в нормальном состоянии в среднем перекачивает около 5000 мл крови в минуту, доставляя около 1000 мл кислорода к тканям в минуту. При снижении этого показателя начинаются проблемы со здоровьем.

Отслеживать это состояние помогает контроль за насыщением крови кислородом — SpO2. В нормальных условиях здоровый человек должен имеет уровень SpO2 от 90 до 100 . Вероятность того, что уровень SpO2 у человека превысит нормальный уровень, чрезвычайно мала без какой-либо внешней помощи, такой как дополнительный кислород. Однако, если уровень SpO2 ниже нормы, есть риск развития гипоксемии, что требует немедленного лечения.

Наиболее эффективный и точный метод измерения уровня SpO2 — тест артериального газа крови, который измеряет уровень кислорода и углекислого газа из образца крови. Однако провести такой тест в домашних условиях сложно невозможно.  

Пульсоксиметр

Второй метод, наиболее распространенный метод, который используют и при восхождении — пульсоксиметрия. Это небольшой датчик, который надевается на палец и измеряет уровень кислорода в крови путем поглощения красного или инфракрасного света кровью в капиллярах. Метод называется трансмиссионным и предусматривает прохождение света через ткань, поэтому нужно расположить источник волн и детектор строго друг напротив друга, если есть смещение, то результат получится недостоверным. Такие датчики имеют вид прищепки и ими зажимают палец руки или ноги, наружное ухо.

Существует и другой способ подобной диагностики, основанный на отражении света от тканей, который используется когда зафиксировать датчики с противоположных сторон невозможно. Их точность не уступает трансмиссионным, а возможности для исследования шире. Именно такой метод использует Huawei в своих часах серии Watch GT 2, тем более, что вводить новые датчики не потребовалось, они и раньше использовались для измерения пульса. Чтобы запустить тест, все, что вам нужно сделать, это выбрать эту функцию из меню, и тест начнется автоматически.

Измерение уровня SpO2