Размер шрифта
Цвета сайта
Изображения

Поиск

Обычная версия сайта

Главная » Разное » Прибор измерения кислорода на палец

Прибор измерения кислорода на палец


Поможет ли пульсоксиметр — прибор для измерения уровня кислорода в крови — в диагностике COVID-19?

В соцсетях распространяют текст, в котором говорится, что на ранней стадии выявить легочное течение коронавирусной инфекции, которая сначала у человека может никак не проявляться, можно с помощью мониторинга степени насыщения крови кислородом

Фото: depositphotos.com

По социальным сетям распространяется текст, авторство которого приписывают врачу Алексею Федорову, он заведующий отделением Центра сердечно-сосудистой хирургии в ГВКГ имени Бурденко. В публикации говорится, что на ранней стадии выявить легочное течение коронавирусной инфекции, которая сначала у человека может никак не проявляться, можно с помощью мониторинга сатурации — это степень насыщения крови кислородом.

Подтвердить авторство этого поста Business FM пока не удалось, но радиостанция попросила прокомментировать эту информацию профессора кафедры фтизиатрии и пульмонологии лечебного факультета МГМСУ имени Евдокимова Сергея Бабака.

— Есть две формы этой инфекции: катаральная форма, когда поражаются только верхние дыхательные пути (нос, глотка), и cразу легочная форма. При легочном поражении происходит изменение газообменной функции, то есть изменение насыщения крови кислородом как результат работы вируса. Это оценивает тяжесть поражения, то есть если у пациента идет снижение сатурации крови, значит, он входит в тяжелую форму этой легочной формы коронавируса. Это свидетельствует о дыхательной недостаточности — не о коронавирусе, а о его проявлениях. Это значит, что надо быть внимательным к этому пациенту, его надо госпитализировать.

— Какой-то есть критический уровень кислорода?

— Да, есть такое. Если у пациента сатурация ниже 90%, у него развивается системная гипоксия, то есть уже ткани органов страдают от нехватки кислорода. Мозг, сердце, почки в первую очередь — шоковые органы так называемые.

Нормальный уровень кислорода в артериальной крови — от 95% до 100%.

Business FM обзвонила магазины медицинской техники, где, судя по сайтам, продают пульсоксиметры — это контрольно-диагностические приборы для измерения уровня сатурации кислородом крови. Пульсоксиметры похожи на миниатюрные прищепки, которые надеваются на палец. И, судя по ответам продавцов, спрос на эти приборы в последнее время действительно вырос:

— У нас большей частью они закончились, кое-какие есть. Если подешевле, есть за 7,5 тысячи — они у нас остались только в нескольких магазинах. Если по 9,5 тысячи, то они есть в наличии и в магазинах, и на доставку на послезавтра.

— У них есть какая-то принципиальная разница?

— Особо нет.

— Я так поняла, сейчас какой-то глобальный спрос: есть либо за 45 тысяч, либо вообще нет в наличии.

— Да, все верно.

Еще в одном магазине рассказали, что на прошлой неделе туда привезли 200 таких устройств — их раскупили за один день. Новое поступление там ожидается только после майских праздников.

Тем не менее, судя по всему, измерить уровень кислорода в крови с помощью такого прибора сейчас гораздо проще, чем, например, записаться на КТ легких, отмечают специалисты.

Уровень сатурации могут измерять также некоторые фитнес-браслеты, «умные» часы и смартфоны. Могут, но это не повод считать такие гаджеты альтернативой обращению к врачам, говорит Валентин Петухов, блогер Wylsacom.

Валентин Петухов блогер, основатель YouTube-канала Wylsacom

Ранее использовать пульсоксиметры для контроля уровня кислорода в крови в домашних условиях рекомендовал в интервью РИА Новости советник директора ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Виктор Малеев. По его словам, подобный контроль поможет сделать так, чтобы не приходилось подключать заразившихся коронавирусом пациентов к аппаратам ИВЛ.

Добавить BFM.ru в ваши источники новостей?

Пульсоксиметр – медицинский прибор на основе японских технологий

Во время пандемии пульсоксиметр оказался в центре внимания – он оперативно определяет уровень кислорода в крови, а это основной параметр для диагностики тяжести пневмонии при COVID-19. Используемая в пульсоксиметре технология разработана японским инженером Аояги Такуо.

Сатурация как значимый показатель состояния организма человека

Когда президент США Дональд Трамп заболел COVID-19, об этом быстро узнал весь мир. Группа врачей сообщила, что Трампу была проведена кислородная терапия, потому что уровень кислорода в крови дважды понижался. Упомянутый врачами показатель определяется с помощью медицинского прибора – пульсоксиметра. К сожалению, мало кто знает, что широко известные во всём мире пульсоксиметр и эндоскоп основаны на изобретённых в Японии медицинских технологиях.

Уровень насыщения крови кислородом (SpO2) измеряется с помощью двух видов световых волн разной длины. Анализируя прошедшие сквозь палец лучи света, пульсоксиметр определяет цвет гемоглобина в крови. Хорошо насыщенный кислородом гемоглобин ярко-красный, но при низком уровне кислорода он приобретает тёмно-красный цвет. Пульсоксиметр оцифровывает интенсивность красного цвета и подсчитывает уровень кислорода в крови.

Современный пульсоксиметр – это простой в эксплуатации аппарат в виде надеваемой на палец прищепки с сенсором. Он одновременно измеряет частоту сердечных сокращений и уровень кислорода в крови и отображает результаты на крошечном жидкокристаллическом табло. Полная сатурация составляет 100%, показатель от 99% до 96% считается в пределах нормы. Падение уровня кислорода в крови ниже 90% называется гипоксией и требует немедленного проведения кислородной терапии.

Стационарным пациентам обычно измеряют 4 жизненных показателя – кровяное давление, пульс, частота дыхания и температура тела, однако уровень кислорода в крови, измеряемый с помощью пульсоксиметра, фактически является пятым жизненным показателем. Иными словами, уровень сатурации напрямую связан с жизнью человека.

Открытие Аояги и его коммерческое примерение

В 1935 году немецкий врач Карл Матес (1905-1962) разработал методику измерения уровня кислорода в крови с помощью проходящих через ухо красных и зелёных лучей. Однако перед измерением ухо сдавливалось, а в процессе измерения нагревалось, пациент подвергался дополнительной нагрузке, поэтому аппарат не получил широкого применения.

В 1970-е годы японский инженер Аояги Такуо (1936-2020) открыл другой способ измерения уровня кислорода в крови. В 1958 году Аояги закончил обучение на технологическом факультете университета Ниигата и устроился на работу в Shimazu Corporation. В 1971 году Аояги перешёл в компанию Nihon Koden, занимающуюся производством и продажей медицинского оборудования. Перед ним была поставлена следующая задача: «Оптимальная форма мониторинга пациентов – это автоматизация процесса. Для этого необходимо разрабатывать неинвазивные приборы, обеспечивающие непрерывное снятие данных». Таким образом, Аояги предстояло разработать прибор, способный стабильно снимать показатели без забора крови с помощью шприца. В 1972 году в процессе модернизации прибора для измерения движущейся от сердца артериальной крови Аояги открыл способ измерения уровня кислорода в артериальной крови с помощью пульсации сердца. Это открытие легло в основу технологии современного пульсоксиметра.


Аояги Такуо в лаборатории Nihon Koden (1994)

Аояги создал прототип аппарата, провёл ряд исследований и опубликовал своё изобретение на заседании научного сообщества в 1974 году, однако медицинские круги не проявили интереса к изобретению и на протяжении многих лет он пребывал в забытьи. В 1975 году компания Nihon Koden выпустила в продажу ушной оксиметр на базе технологии Аояги, однако ввиду ряда несовершенств, включая использование электролампы в качестве источника света и низкую эффективность улавливающего свет сенсора, прибор не пользовался спросом, и разработки были прекращены. В 1974 году доктор Накадзима Сусуму из Института прикладной электроэнергетики университета Хоккайдо (в настоящее время – главврач больницы Морияма), получивший прототип аппарата, опубликовал первую научную статью о пульсоксиметре. Впоследствии эта статья была переведена на английский язык.

В 1977 году Conica Minolta впервые в мире выпустила в продажу надевающийся на палец пульсоксиметр Oximet MET-1471. Функциональные характеристики разработанного компанией прибора получили высокую оценку в Соединённых Штатах. Применение пульсоксиметра выявило высокую частоту смертельных случаев в результате нехватки кислорода, продемонстрировало возможность влияния нехватки кислорода на жизнеспособность пациента, а также помогло мгновенно распознавать опасные симптомы с помощью изменений уровня кислорода в крови. Прибору прочили большое будущее в клинической медицине

В 1980-е годы в США и Японии возросло количество медицинских происшествий, когда находящийся под наркозом пациент умирал от нехватки кислорода во время операции. Это увеличило потребность в приборе, способном оперативно измерять уровень сатурации без забора крови. Аояги отмечал, что прибор должен соответствовать двум условиям – стабильность измерений и способность адаптироваться к резким изменениям показателей.

В 1980 году компания Biox выпустила пульсоксиметр на световых диодах, стабильность которого обеспечивалась за счёт соединения с компьютером. Анестезиолог Вильям Нью (1942-2017) выполнил оценку прибора в университете Стэнфорд и сыграл значимую роль в его распространении. Убедившись в эффективности пульсоксиметра, врач решил развивать его применение, основал компанию Nellcor, в 1982 году выпустил модель пульсоксиметра для операционных N-100 и стал продавать её в США и других странах мира.

Всемирное признание

Аояги публиковал научные статьи о своём изобретении только на японском языке. Это обычное явление для технологий, открытых, разработанных и доведённых до совершенства в Японии. Однако если информация не выходит за пределы Японии, даже самое уникальное изобретение не будет оценено по достоинству, его могут превзойти учёные из других стран, а идея может быть скопирована.

К счастью для Аояги, появился человек, проливший свет на его изобретение. Слухи о достижениях Аояги дошли до всемирно известного американского физиолога Джона Северингхауса (1922-). В 1987 году он приехал в Японию, встретился с Аояги и опубликовал на английском языке статью о его исследованиях. Так Аояги обрёл всемирную известность в качестве изобретателя пульсоксиметра.


Аояги (в центре) и Северингхаус (слева) (1987)

В 1950-е годы частота смертельных случаев во время анестезии составляла один на 2000. Благодаря внедрению пульсоксиметра в наши дни этот показатель снизился до 1 на 100 000. В год в Японии делается около 2 миллионов анестезий, поэтому число смертельных случаев сократилось с 1000 до 20. Нельзя считать это исключительно заслугой пульсоксиметра, однако роль этого прибора достаточно велика.

Применение пульсоксиметра не только снизило смерность во время операций во всём мире, но и внесло значительный вклад в спасение людей в экстренной медицине. Сейчас пульсоксиметр есть в любой маленькой частной клинике, а диапазон применения расширился от диагностики пациентов с симптомами простуды и заболеваниями дыхательной системы до мониторинга состояния после медикаментозного лечения. Часы Applе Watch, вышедшие в сентябре 2020 года, оснащены приложением для изменения уровня кислорода в крови. Часы нааправляют зелёные, красные и инфракрасные светодиодные лучи на кровеносные сосуды запястья, считывают отражаемый свет с помощью светодиода, а затем определяют уровень сатурации по цвету крови с помощью современного алгоритма. Эта технология не настолько совершенна, чтобы применять её в медицине, однако вполне подходит для измерения колебаний уровня кислорода в крови во время занятий спортом. Пульсоксиметр стал неотъемлемым спутником нашего времени.

В 1997 году по приглашению Японского общества педиатрической анестизологии Японию посетил шведский учёный Стен Линдэлл, специалист по оксигенной биологии и член Нобелевского комитета по медицине. Прочитав лекцию, он сообщил: «Есть человек, которого я хотел бы порекомендовать в качестве кандидата на Нобелевскую премию. Это Аояги Такуо – изобретатель технологии, на основе которой разработан пульсоксиметр». Если бы пульсоксиметр действительно удостоился Нобелевской премии, её лауреатами могли стать автор открытия Аояги и доктор Нью, модернизировавший прибор для применения в клинической практике и распространивший его по всему миру.

20 июня 2015 года американский Институт электрической и электронной инженерии (IEEE) наградил Аояги медалью за инновации в сфере технологий здравоохранения. По мнению Института, «изобретение пульсоксиметра изменило современную хирургию», а Аояги стал первым японцем, удостоившимся данной премии.


Аояги на церемонии награждения в IEEE (2015)

Спасение жизней в эпоху пандемии

Аояги скончался 18 апреля 2020 года, когда эпидемия COVID-19 только начиналась в Японии. Он прекратил работать над усовершенствованием пульсоксиметра и обучение молодого поколения всего за полтора года до смерти.

Затянувшаяся пандемия способствовала повышению интереса к пульсоксиметру. Появилось множество пациентов со скрытой пневмонией, которая сначала протекает бессимптомно, а затем наступает резкое ухудшение, сопровождающееся дыхательной недостаточностью, поэтому измерение уровня кислорода в крови стало неотъемлемой частью диагностики и лечения. Когда в японских новостях рассказали, что пульсоксиметры вместе с термометрами выдают лёгким пациентам, размещаемым на изоляцию в гостиницах, чтобы те самостоятельно измеряли уровень кислорода в крови и сообщали показатели медработникам, пульсоксиметры быстро исчезли из продажи. Без прибора, способного мгновенно измерить такой значимый показатель тяжести заболевания, как уровень кислорода в крови, количество смертельных случаев могло быть намного больше.

Выдающееся открытие, сделанное Аояги Такуо почти полвека назад, продолжает приносить пользу людям во всём мире.

История создания пульсоксиметра

Фотография к заголовку: наконечник пульсоксиметра на пальце и портативный монитор SpO2 (все фотографии © Nihon Koden)

Пульсоксиметрия, принцип действия, значение показателей, сатурация

Основным стимулом для дыхания организма является повышение уровня углекислого газа (CO2). Мозг контролирует вентиляцию. С помощью мышечных сокращений воздух (как правило, состоит из 79% азота и 21% кислорода) поступает через дыхательные пути в легкие и заполняет альвеолы, где происходит газообмен. Он совершается с помощью процесса, называемого "диффузией" - движением молекул из области высокой концентрации в область низкой концентрации. Эта диффузия происходит через альвеолярную капиллярную мембрану, где CO2 в крови обменивается на кислород (O2) из воздуха.Кислород связывается с молекулами гемоглобина в эритроцитах. Насыщенная кислородом кровь поступает из легких в сердце, откуда по артериям распространяется по всему телу. Насыщенность гемоглобина артериальной крови кислородом называется сатурацией (SaO2). Значения SaO2 > 94% считаются нормальными показателями. При более низких значениях применяется кислородотерапия. Современный кислородный концентратор - это небольшой простой в управлении прибор.

Как работает пульсоксиметрия

Пульсоксиметрия проводится при помощи пульсоксиметра. Пульсоксиметр является неинвазивным средством измерения как частоты пульса, так и насыщения артериального гемоглобина кислородом на периферическом капиллярном уровне.Он состоит из портативного монитора и фотоэлектрического зонда который закрепляется на перст, пальце руки или ноги или на мочке уха пациента.Зонд измеряет количество красного цвета в капилляре во время систолы и диастолы. Монитор высчитывает время между пиками и показывает величину пульса в ударах в минуту.Прибор также вычисляет значение, основанное на коэффициенте поглощения света на систоле и диастоле и показывает периферийный процент сатурации кислорода (SpO2).

Если пульсоксиметр показывает сатурацию ниже 92%, то это причина для беспокойства. Ее падение ниже 90% наводит на мысль о гипоксемии. Это значит, что концентрация кислорода в кровеносном русле более низкая, чем в клетках. Это затрудняет диффузию кислорода из клеток и назад в кровеносное русло, ведя к гипоксии ткани и в дальнейшем к смерти. Идеальной является сатурация в 94-99%, но следует иметь в виду факторы, которые могут повлиять на показания пульсоксиметра. Среди условий, которые могут сделать показания прибора ненадежными, можно отметить плохую периферическую перфузию, в том числе вызванную шоком, вазоконстрикцией (сужением кровеносных сосудов), гипотензией (пониженным артериальным давлением). Нельзя прикреплять чувствительный зонд к поврежденной конечности. Нельзя использовать прибор на той же руке, на которой измеряется артериальное давление. Следует иметь в виду, что показания пульсоксиметра будут идти вниз в то время, когда манжета тонометра надувается. Она будет закрывать артериальный кровоток, влияющий на показания,

Изменения, происходящие в области медицины, а также связанные с ними электронные переносные устройства, можно назвать поистине революционными. Приборы, которые раньше можно было найти только в стационарах теперь доступны для домашнего медицинского применения, Хорошим примером является концентратор кислорода для дома. Соответственно, пульсоксиметры используются медсестрами в больницах, амбулаторными пациентами дома, любителями фитнеса в тренажерном зале и даже пилотами в самолетах. Пульсоксиметрия наиболее информативный метод определения содержания кислорода к крови.

Пульсоксиметрия. Степени кислородной недостаточности относительно сатурации (SpO2) - показания пульсоксиметра

 Степень  SpO2,% (Показания пульсоксиметрии)
 Норма  более или равно 95%
 1 степень  90-94%
 2 степень  75-89%
 3 степень  менее 75%
Гипоксемическая кома  менее 60%

 

Показатель PI на пульсоксиметре. Индекс перфузии (PI) – это интенсивность объемного периферического кровотока, иными словами PI — сила пульса в месте измерения.

Величина PI измеряется в диапазоне 0,02–20,0%.

Норма 4-7%.

 

Рекомендации, необходимый поток кислорода, режим и длительность кислородной терапии, назначает лечащий врач! Кислородотерапия в домашних условиях проводится с помощью кислородных концентраторов под контролем показаний пульсоксиметра.

Демонстрационное видео. Пульсоксиметрия пульсоксиметром Армед YX301

 

 

 

Далее...Оксигенотерапия: особенности, показания и противопоказания. Пульсоксиметрия

Пульсоксиметр своими руками / Хабр

Во время самоизоляции я попытался сделать пульсоксиметр из того, что уже есть у меня в закромах


Я бы хотел измерить уровень насыщения крови кислородом в процентах в моей крови при помощи самостоятельно изготовленного пульсоксиметра. Я не эксперт в медицине, поэтому данный проект не имеет диагностической ценности. Это просто образовательный проект, подходящий для изучения принципов работы прибора.

Компоненты:

  • Arduino Uno.
  • Датчик KY-039 – его можно собрать из двух резисторов и фотодиода.
  • Красный светодиод.
  • Резистор на 330 Ом – 2 шт.
  • Дисплей LCD 16x2 I2C.

Я разбил инструкцию на 5 частей:

  1. Насыщение крови кислородом и COVID-19.
  2. Как работает измеритель пульса.
  3. Измерение пульса через обнаружение пиков сигнала с датчика.
  4. Изменение датчика пульса KY-039 для измерения насыщения крови кислородом.
  5. Как измеряется насыщение.

Подробности


1. Насыщение крови кислородом и COVID-19

В данном невероятном периоде нашей жизни мы многое узнали о вирусах, лёгких, хирургических масках и о том, как правильно мыть руки. Все читали о таких симптомах, как кашель, повышение температуры и затруднение дыхания. Мы также знаем, что один из способов измерить затруднения дыхания – это узнать количество кислорода в крови.

Это можно сделать косвенным методом при помощи такого медицинского устройства, как пульсоксиметр. Вы, наверное, уже видели его – это неинвазивное устройство, цепляющееся на палец, за работу которого отвечают мигающие огоньки.

Его даже можно купить на Amazon:

Если у вас всё в порядке со здоровьем, насыщение кислородом вашей крови составляет 95% или выше. Когда оно опускается ниже 90%, вы кашляете и у вас повышается температура – это проблема.

Так давайте же попробуем собрать пульсоксиметр!

2. Как работает измеритель пульса

Перед измерением насыщения крови кислородом нам нужно понять, как работает датчик пульса. У меня есть датчик

KY-0039

с инфракрасным светодиодом и фотодиодом (вероятно,

OP550A

или

LTR-301

).

Я нашёл его в наборе из нескольких датчиков:

Как видно по схеме, это просто инфракрасный светодиод, светящий на фотодиод. У него есть ещё два резистора, для защиты светодиода и получения слабого сигнала с датчика. Палец помещается между фотодиодом и светодиодом, как на фото:

Излучаемый инфракрасным светодиодом свет частично поглощается ногтем, кожей и остальными частями пальца. Но поглощение не остаётся неизменным, поскольку оно меняется вместе с потоком крови, идущей по венам. Когда сокращается сердце, оно проталкивает кровь по венам, в результате чего меняется поглощение света. С контакта S датчика KY-039 можно снимать данные о токе, генерируемом светом, поглощённым фотодиодом.

3. Измерение пульса через обнаружение пиков сигнала с датчика

Качественно считать значение изменяющегося сигнала – задача непростая. В данном случае сигнал слабый, а шума много, поэтому для того, чтобы найти какие-то осмысленные значения, нам придётся провести определённые вычисления.

Выражаю благодарность Йохану Ха за его пост с объяснениями того, как строить среднее значение для небольшой выборки данных, а также удалять шум настольной лампы (содержащийся в её свете). Однако я обнаружил, что мой датчик хорошо считывает сигнал, в условиях хорошей освещённости, а если накрыть его тёмной тряпочкой, то шума становится больше.

В своём коде Ха создаёт массив, где хранит значения, а потом уменьшает их, вычисляя среднее на основе X последних значений, прочитанных с датчика. Он также описывает способ найти тот момент, когда сигнал начинает расти (когда N подряд значений сигнала превышают опорное), чтобы искать пики.

При помощи программы SerialPlot мне удалось лучше подобрать необходимое количество измерений, которое позволит нам корректно определить N (константа rise_threshold в коде). На примере графика ниже – если задать это число больше 7, то некоторые удары пульса программа пропустит и не заметит:

Когда мы научились находить пики, мы можем их подсчитать – или подсчитать время между пиками, и так определить количество сердечных сокращений в минуту.


4. Взламываем датчик пульса KY-039 для измерения насыщения крови кислородом

Наша кровь поглощает свет по-разному в зависимости от длины его волны. Красный свет лучше поглощает кровь, содержащая больше кислорода, поэтому мы можем сравнить измерения и найти процентное содержание кислорода в крови. Это значение называется Sp02%.

Sp02% полностью называется «насыщение кислородом периферийных капилляров», и обозначает примерное содержание кислорода в крови. Точнее, это процентное соотношение насыщенного кислородом гемоглобина по сравнению с общим количеством гемоглобина в крови.

У нашего датчика KY-039 есть только один инфракрасный (950 нм) светодиод. Нам нужно добавить к схеме красный светодиод (600 нм), подсоединить его к контакту Arduino, а кроме того, нам надо отсоединить инфракрасный светодиод от Vcc и подключить его к ещё одному контакту Arduino. Я также использовал два резистора на 330 Ом для защиты светодиода.

Схема изменённого датчика:

Теперь мы можем включать инфракрасный светодиод, считывать показания с контакта S датчика KY-039, а потом выключать инфракрасный светодиод и включать красный светодиод, и снова считывать показания с контакта S.

Что получилось:

Если мы построим два графика, мы увидим, что значения, полученные с ИД всегда меньше, чем значения красного светодиода.

5. Как измеряется насыщение

Насыщение измеряется как функция параметра R, который определяется через максимум и минимум двух сигналов:

Rnum = (REDmax - REDmin) / REDmin;
Rden = (IRmax - IRmin) / IRmin;

R = Rnum / Rden;
Уровень насыщения кислородом (SpO2%) – это функция от R (подробности я нашёл в данной работе одного студента из Миланского политехнического).

У каждого инструмента функция от R получается своей, и чтобы найти правильную функцию, соотносящую R и SpO2%, новый пульсоксиметр нужно откалибровать по показаниям другого пульсоксиметра.

Как указано в 3-м разделе, подсчитать количество пиков довольно легко. Но нам кроме этого нужно ещё найти максимумы и минимумы двух кривых (для красного светодиода и для инфракрасного светодиода).

Для этого нам нужно оценить «период» сердцебиений (длительность каждого из них) и поделить его на скорость считывания показаний (в моём коде это 40 мс – 20 для красного светодиода и 20 для инфракрасного светодиода). Период сердцебиения – это время между двумя пиками кривых сигнала.

Теперь мы можем проанализировать N последних запросов (N = период / 40) и найти REDmax, REDmin, IRmax и IRmin. Затем через max и min мы можем вычислить R. R, N и период вычисляются после каждого сокращения сердца.

Как откалибровать самодельный пульсоксиметр, чтобы перейти от R к SpO2%?

Функцию, связывающую R с SpO2%, можно аппроксимировать прямой (SpO2 = K * R + M). Нам понадобятся две точки, чтобы определить параметры K и M, определяющие уравнение прямой – то есть, две пары значений SpO2% и R. Единственный способ найти их – использовать другой пульсоксиметр и прочесть значения с него.

Во время калибровки необходимо быть внимательным – на наш самодельный пульсоксиметр влияет освещение, поэтому его уровень нужно поддерживать одинаковым во всех случаях. Я пробовал закрывать его тёмной тканью, однако при отсутствии света сигнал получается слишком слабым и его сложно отличить от шума.

Рекомендую делать много измерений. Для получения двух разных точек на графике рекомендую понижать значения SpO2%, задерживая дыхание или выдыхая и вдыхая их пластикового пакета.

Найдя две хороших точки, вам останется решить уравнение 2-го порядка. Так можно будет найти параметры K и M.

Я в итоге решил добавить ещё и дисплей, чтобы сразу видеть все показания, а также добавил в код массив измерений. Я вывожу на дисплей измерения, только когда нахожу не менее 5 значений подряд, не сильно отличающихся друг от друга. Таким образом я избавляюсь от шума, вызванного недостаточно качественными компонентами или освещением. Однако всё равно измерения R получаются не очень стабильными, и коэффициент насыщения сильно скачет. Думаю, результаты были бы лучше, если бы я смог усилить сигнал.


Скачать код для Arduino

Чтобы не зависеть от окружающего освещения, я добавил в схему ещё один, белый светодиод, и стал считывать показания, закрывая всё тёмной тканью. Так получается гораздо лучше, чем просто прикрывать всё тканью – идёт сильный сигнал, не зависящий от освещения в помещении.

См. также:

Пульсоксиметр медицинский - АО ПО УОМЗ

Параметры пульсоксиметра 

Измерение степени насыщения крови кислородом (SpO2)

от 60 до 100 %

Измерение частоты пульса (PR)

от 30 до 300 уд./мин
Оценка индекса перфузии (PI)

Наличие, светодиодная шкала

Абсолютная погрешность измерения SpO2:
  • в диапазоне значений от 90 до 100 %
  • в диапазоне значений от 60 до 89 %
не более ±2 %;
не более ±3 %.
Максимальная погрешность измерения частоты пульса (PR):
  • в диапазоне значений от 25 до 99 мин-1
  • в диапазоне значений от 100 до 220 мин-1
не более ± 1 мин-1
не более ± 2 мин-1
Отображения значений SpO2, PR

На семисегментных индикатораях, непрерывно

Отображения параметров в графическом представлении

При подключении к ПК

Сигнализация при отклонении частоты пульса выше и ниже пределов установленного предела срабатывания аварийной сигнализации

Наличие

Сигнализация при снижении SpO2 ниже установленного предела срабатывания аварийной сигнализации

Наличие

Параметры электропитания

Питание от встроенной аккумуляторной батареиНаличие
Время непрерывной работы пульсоксиметра при питании от встроенной аккумуляторной батареине менее 8 ч
Потребляемая мощность10 Вт
Напряжение и частота сети питания220±22 В, 60 Гц
110±11 В, 50 Гц

Срок службы

Средний срок службыне менее 3 лет
Средний ресурс аккумуляторной батареи2 года / 300 циклов заряд - разряд
Комплектность

Пульсоксиметр

Базовая
Кабель USBБазовая
Адаптер питанияБазовая
Зашитный чехол для пульсоксиметра для предотвращения попадания влаги и пылиПо требованию заказчика
Многоразовые датчики пульсоксиметрии для взрослых и детейПо требованию заказчика
*По желанию заказчика возможна комплектация изделия другими принадлежностями

Какие факторы могут вызывать неверные показания пульсоксиметра

Пульсоксиметр (прибор для измерения насыщения крови кислородом) производит измерения без внутреннего вмешательства (неинвазивным методом). Но существует множество внешних факторов, которые  оказывают влияние на результат измерений. 

Содержание статьи:
1. Аномальный гемоглобин
2. Медицинские красители
3. Маникюр и педикюр
4. Движение пальца в датчике, вызванное движением тела
5. Блокировка кровотока в артериях и пальцах
6. Плохое периферическое кровообращение
7. Яркий свет
8. Окружающие электромагнитные волны
9. Неправильное положение датчика

Следует принять во внимание следующие факторы:

1. Аномальный гемоглобин

Кровь может содержать ненормальный гемоглобин. Карбоксигемоглобин и метгемоглобин не участвуют в доставке кислорода. Наличие в крови этих типов гемоглобина может привести к ошибкам в измерении SpO2.

Например, отравление угарным газом (высокие концентрации карбоксигемоглобина) может давать значение сатурации около 100%.

Анемия требует более высоких уровней кислорода для обеспечения транспорта кислорода. При значениях гемоглобина ниже 5 г/л может отмечаться 100% сатурация крови даже при недостатке кислорода.

2. Медицинские красители

Наличие в крови пациента медицинских красителей может привести к искажениям при прохождении красных и инфракрасных волн через ткани и исказить результаты измерений. К таким красящим веществам относятся: метиленовый синий, индоцианин зеленый, индигокармин, флюоресцеин.

3. Маникюр и педикюр

Лак для ногтей или накладные ногти могут привести к неточным показаниям SpO2, так как они могут уменьшать и искажать волны, излучаемые датчиком пульсоксиметра.

4. Движение пальца в датчике, вызванное движением тела

Движение пальца в датчике может вызвать шум, который повлияет на вычисления SpO2 и ЧСС.

5. Блокировка кровотока в артериях и пальцах

Возможность или невозможность выполнения измерений зависит от степени пульсаций в артериях. Если происходит блокировка кровотока, то точность измерений падает. Кроме того, при перегибах или усиленном давлении на пальцы, например, при занятиях на велотренажере. Возросшее давление в пальце может привести к искажению световых волн и ошибкам в измерении.

6. Плохое периферическое кровообращение

Значительное снижение перфузии периферических тканей (холод, шок, гипотермия, гиповолемия) ведет к уменьшению или исчезновению пульсовой волны. Если нет видимой пульсовой волны на пульсоксиметре, любые цифры процента сатурации малозначимы.

Если руки холодные или периферическое кровообращение недостаточное, необходимо усилить кровоток путем массажа или разогрева пальцев.

7. Яркий свет. (Бестеневые лампы, флуоресцентные лампы, ИК лампы, прямой солнечный свет и т.д.)

Пульсоксиметр, как правило, защищен от внешнего освещения. Однако, если освещение слишком сильное, это может привести к ошибкам. Необходимо защищать сенсор от лучей мощных бестеневых ламп и инфракрасных ламп. Например, спрятать руку с датчиком под пальто или в подмышку.

8. Окружающие электромагнитные волны

Рядом расположенные электроприборы, которые являются источниками сильных электромагнитных волн, такие как: телевизоры, мобильные телефоны, микроволновые печи, копировальные аппараты, компьютеры, медицинские приборы могут влиять на точность измерений и работу пульсоксиметра.

9. Неправильное положение датчика

Необходимо, чтобы обе части датчика находились симметрично, иначе путь между фотодетектором и светодиодами будет неодинаковым и одна из длин волн будет «перегруженной». Изменение положения датчика часто приводит к внезапному «улучшению» сатурации, хотя на самом деле это просто ошибки прибора.

Что такое пульсоксиметр и как им пользоваться | COVID-19 Коронавирус | Путеводитель по здоровью

Пульсоксиметр — это небольшое электронное устройство, измеряющее насыщение крови кислородом и подсчитывающее частоту сердечных сокращений.

Как работает

Когда вы дышите, в легкие поступает кислород. Благодаря этому легочных альвеол миллионы, и каждая из них оплетена сетью мельчайших кровеносных сосудов. Стенки этих сосудов настолько тонкие, что в них свободно проникает кислород.Далее вместе с током крови кислород достигает различных органов.

Пульсоксиметр, надетый на кончик пальца, измеряет процент эритроцитов, переносящих кислород в кровеносных сосудах под кожей. Правильный результат так называемого SpO2 – это значение от 95% до 99%. Нормальная частота сердечных сокращений составляет от 50 до 90 ударов в минуту.

Зачем вам это устройство

Пульсоксиметр позволяет легко проверить, насколько хорошо работают ваши легкие. Это важно, потому что вы не всегда можете испытывать симптомы, связанные с низким содержанием кислорода в крови.Если насыщение крови кислородом снижается постепенно, вы можете привыкнуть к этому и не испытывать никаких симптомов. Подобно альпинистам, которые высоко в горах дышат воздухом с меньшим содержанием кислорода, они не всегда осознают нехватку кислорода в организме. Врачи называют это «тихой гипоксией» — чем раньше вы об этом узнаете, тем эффективнее сможете лечиться. Измерение насыщения крови кислородом — хороший способ отслеживать ход лечения COVID-19.

Как пользоваться оксиметром

Если у вас есть пульсоксиметр с зажимом для пальца, он предназначен для крепления на кончике пальца.Средний или указательный палец лучше всего подходит для измерения. Если у вас на ногте лак или вы носите накладные ногти (типсы, гибриды), их необходимо снять - иначе измерение будет неверным.

  • Перед измерением отдохните пять минут.
  • Согрейте руку, если она холодная.
  • Положите руку на грудь на уровне сердца и держите ее там.
  • Включите пульсоксиметр и наденьте его на палец.
  • Для стабилизации показаний требуется время.Подождите не менее минуты или больше, если показания продолжают меняться. Запишите самый высокий результат после того, как показания останутся стабильными в течение пяти секунд.
  • Будьте осторожны, не перепутайте результат измерения частоты сердечных сокращений с измерением кислорода.
  • При следующей консультации с врачом определите, как часто вам следует измерять пульсоксиметром. А до тех пор делайте измерения три раза в день, желательно в одно и то же время суток — например, утром, в обед и вечером. Если вы чувствуете себя хуже, сделайте дополнительное измерение.
  • Запишите свои результаты.
.

OLED Пульсоксиметр с зажимом для пальца PR Измеритель насыщения крови кислородом на кончике пальца Низковольтный монитор сердечного ритма SPO2 с ремешком

OLED Пульсоксиметр с зажимом для пальца PR Измеритель насыщения крови кислородом на кончике пальца Низковольтный монитор сердечного ритма SPO2 с ремешком

Особенности:

1. Версия Deluxe имеет много других полезных функций, таких как плетизмограф и будильник.

2. Цифровое оптическое преобразование частоты, новое поколение алгоритма забора крови.

Описание:

Пульсоксиметр

использует алгоритм забора крови нового поколения для большей точности измерений.

Технические характеристики:

Материал: пластик

Рабочее напряжение: 2,6–3,6 В

Потребляемая мощность: не более 25мА

Диапазон измерения SpO2: 0–100 %

Диапазон измерения пульса: 30–250 уд/мин (разрешение 1 уд/мин)

Источник питания: 2 батарейки ААА (не входят в комплект)

Размер: 51*31*31 мм

В комплект входит:

1 ×

пальцевой пульсоксиметр

Тип А

Тип В

Тип С1

Тип С2

Тип D

.

Газы крови и пульсоксиметрия. Тесты и процедуры

Эти тесты используются для оценки эффективности дыхания - для выявления дыхательной недостаточности и оценки эффективности ее лечения. Применяются в условиях неотложной помощи и при плановой диагностике.

Газы крови

Измерение газов крови — это измерение давления дыхательных газов (кислорода и углекислого газа) в крови. Тест следует проводить с артериальной кровью (т.е. кровью, взятой из артерии). К сожалению, взять кровь из артерии непросто, поэтому иногдаартериализованная капиллярная кровь (обычно берется из кончика пальца). Следует подчеркнуть, что это может привести к фальсификациям (особенно в результате устойчивости к углекислому газу), поэтому в любом случае следует использовать артериальную кровь.

Техника донорства крови

Кровь обычно берут из лучевой артерии — одной из двух артерий, доходящих до руки. Обследованию должна предшествовать простая оценка кровоснабжения кисти, проводимая врачом. Поверхность кожи в месте прокола (область запястья со стороны большого пальца) дезинфицируют.Человек, проводящий тест, прокалывает артерию тонкой иглой со шприцем. Пункция непростая и не всегда удачная, иногда требуется не одна попытка. Процедура неприятная и может быть болезненной. Во время теста важно держать руку неподвижно. Во избежание образования гематомы в месте прокола после осмотра необходимо плотно прижать повязку к месту сбора на несколько минут.

Результат газов крови доступен через несколько минут, и оцениваются следующие параметры:

  • реакция крови (pH)
  • Парциальная концентрация кислорода и двуокиси углерода
  • содержание бикарбоната (HCO3)
  • т.н.избыток оснований (BE)

Наиболее важным в оценке эффективности дыхания является оценка давления дыхательных газов . Парциальное давление кислорода (paO 2 ) ниже 60 мм рт.ст. указывает на дыхательную недостаточность и обычно является показанием к оксигенотерапии . Если пробу проводят у больного в стабильном состоянии, вне периода обострения, paO 2 ниже 55 мм рт. терапия показана при наличии гипертензии в легочной артерии, полиглобулии (повышенное количество эритроцитов) или правожелудочковой недостаточности.

Вторым важным параметром является парциальное давление углекислого газа. Его снижение указывает на гипервентиляцию , т.е. на слишком частое и глубокое дыхание - у больных ХОБЛ оно обычно сопровождается снижением парциального давления кислорода.

Гипервентиляция является адаптационным механизмом - легкие больного в условиях покоя не в состоянии обеспечить достаточную концентрацию кислорода в крови, поэтому для поддержания его должного объема необходимо учащение и углубление дыхания, что приводит к снижению концентрация углекислого газа.Более опасное явление — повышение парциального давления углекислого газа, свидетельствующее о полной дыхательной недостаточности. Это явление было обнаружено при обострениях ХОБЛ и у некоторых больных с очень тяжелым течением ХОБЛ.

Значительное повышение концентрации углекислого газа опасно для жизни и может привести к т.н. гиперкапническая кома , то есть потеря сознания из-за высокого уровня углекислого газа. Это состояние требует эндотрахеальной интубации и искусственной вентиляции легких.Повышение концентрации углекислого газа у больного с обострением ХОБЛ требует осторожности при назначении кислорода (у этих больных слишком много кислорода опасно, так как может угнетать дыхательный драйв), а у больных, которым консервативного лечения недостаточно, - ИВЛ. (обычно неинвазивный). Хроническое повышение концентрации углекислого газа в крови обнаруживается у наиболее тяжелых больных; в этом случае рекомендуется с осторожностью относиться к домашней оксигенотерапии (необходимо строго соблюдать дозу кислорода, рекомендованную врачом).

Пульсоксиметрия

Это неинвазивный метод оценки содержания кислорода в крови. Тест основан на оценке насыщения кислородом гемоглобина (красного пигмента эритроцитов, который переносит кислород). Результатом теста является процент гемоглобина, связанного с кислородом.

Обследование не требует специальной подготовки (кроме возможного снятия лака с ногтя) и безболезненно.


Рис. Пульсоксиметр с экраном и сенсором на палец

Наиболее важной частью пульсоксиметра является клипса, которую вы большую часть времени надеваете на палец (некоторые устройства состоят из самой клипсы с небольшим дисплеем).Внутри зажима находится диод, излучающий свет определенной длины, который в разной степени поглощается кислородосвязанным и деоксигенированным гемоглобином.

Правильное значение сатурации (насыщения) гемоглобина кислородом (SaO 2 ) составляет 95-98% (при введении кислорода значения могут достигать 100%). Определенно ненормальные значения, свидетельствующие о дыхательной недостаточности у больного ХОБЛ, составляют SaO 2 <90% (это соответствует парциальному давлению кислорода в газах крови <60 мм рт.ст.).

Тест применяют при подозрении на дыхательную недостаточность у больного ХОБЛ (например, при посещении кабинета врача или отделения неотложной помощи больницы) и для контроля оксигенотерапии в условиях стационара. На его основании, к сожалению, нельзя рекомендовать постоянную домашнюю оксигенотерапию; для этого необходимо провести газы артериальной крови. Пульсоксиметрия не позволяет оценить содержание углекислого газа в крови, поэтому при мониторинге оксигенотерапии у больных ХОБЛ обычно также необходима газометрия.

.

Медицинский пальцевой оксиметр OLED-пульсоксиметр

Медицинский пальцевой оксиметр OLED-пульсоксиметр

МЕДИЦИНСКИЙ ОКСИМЕТР / ПАЛЬЦЕВОЙ ПУЛЬСИКСИМЕТР

Продаваемый нами пульсоксиметр представляет собой небольшой и легкий прибор, который позволяет НЕИНВАЗИВНО измерять насыщение кислородом (насыщение крови кислородом), частоту сердечных сокращений (пульс) и индекс перфузии.Прибор надевается на палец - тогда он измеряет кислород в крови и частоту сердечных сокращений - в режиме реального времени! Изделие очень простое в использовании и с ним справится любой.

Идеально подходит для взрослых и детей от 4 лет - для правильной работы пульсоксиметра требуется толщина пальца не менее 1 см.

ПУЛЬСОКСИМЕТР - оснащен четким и разборчивым OLED-дисплеем, который вращается в зависимости от положения.

В комплекте идет шнурок!

УСТРОЙСТВО ПОКАЗЫВАЕТ ПАРАМЕТРЫ:

  • сатурация - насыщение крови кислородом - символ SpO2 - выражено в % (правильное значение для взрослых 93-99%)
  • частота сердечных сокращений - частота сердечных сокращений - выражается в количестве ударов в минуту PRbpm (правильный диапазон составляет от 60 до 90 ударов в минуту)
  • перфузионный индекс - рассчитывается в %, используется для оценки кровотока периферической крови.

НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИБОРА:

  • высококачественное исполнение
  • простое управление (просто запустите устройство одной кнопкой)
  • низкий расход батареи
  • легко читаемый дисплей - даже для пожилых людей
  • точность измерения - +/- 2%

Устройство оснащено функцией автоматического отключения: устройство автоматически выключается, если в течение 5 секунд не поступает сигнал.

Датчик пульса

очень прост в использовании.Пульсоксиметр имеет большой, четкий, цветной дисплей, а возможность установки нескольких режимов отображения способствует комфортной работе.

ОСОБЕННОСТИ:

  • прибор измеряет неинвазивным способом!
  • Нажав одну кнопку, вы измеряете три жизненно важные функции
  • устройство маленькое и компактное, удобное в использовании
  • Барная волна, т. н. волна ПЛЭТ
  • Автоматически выключается через 5 секунд после удаления пальца
  • Визуальная тревога - при превышении пороговых значений результат отображается красным цветом
  • Портативное устройство для дома или путешествий.
  • Источник питания: 2 батарейки ААА - хватает примерно на 18 часов измерений.

СПЕЦИФИКАЦИЯ ПРОДУКТА:

  • измерение сатурации - оксигенация крови 35-100% - точность измерения оксигенации в диапазоне 70-100% (это 2%)
  • Диапазон измерения пульса 30–250 ударов в минуту (разрешение 1 удар в минуту)
  • Точность измерения пульса 2 удара в минуту
  • Диапазон измерения перфузии 1–23 % (точность измерения 1 %)
  • Вес устройства 50 г с батареями.
  • Размеры устройства: 60x35x32 мм
  • Цветной яркий OLED-дисплей
  • Индикатор батареи
  • Автоматическое отключение через 5 секунд бездействия
  • Потребляемый ток <25 мА
  • Предназначен для взрослых и детей старше 4 лет.лет (масса тела более 15 кг)
  • Высокая точность измерения даже в условиях сильного освещения — погрешность измерения менее 1 %
  • Блок питания 3 В (2 батарейки AAA 1,5 В) (не входят в комплект)

Сохраняйте товары в списке желаний, чтобы купить их позже или поделиться с друзьями.