Почему обманывают пульсоксиметры: лак для ногтей, яркий свет и холодная комната

Измерение уровня кислорода в крови стало актуальным в эпоху пандемии ковида.

Фото: Shutterstock

Один из главных показателей того, что коронавирус «пошел вразнос» и болезнь развивается по худшему сценарию - падение уровня кислорода в крови (на медицинском языке показатель этого уровня называется сатурацией). В Методичке Минздрава говорится, что сатурация 93% и менее - признак тяжелой формы ковида. В таких случаях требуется госпитализация и кислородная поддержка: вдыхание насыщенной кислородом смеси через специальную маску или силиконовые трубочки-усики. Если это не помогает, человека подключают к аппарату ИВЛ (искусственной вентиляции легких). Сначала применяют интубацию, то есть вводят пластиковую трубку через рот или нос в трахею; при долгом нахождении на ИВЛ проводят трахеостомию: трубку вставляют через разрез в шее.

Сегодня из-за нехватки мест в больницах как можно больше пациентов с ковидом стараются оставить на домашнем лечении. Поэтому измерение уровня кислорода в крови стало особенно актуальным. Ведь та же одышка, ощущение нехватки воздуха может возникнуть и на нервной почве. А если низкую сатурацию показал медицинский прибор - пульсоксиметр, это серьезное основание бить тревогу и принимать все меры для вызова Скорой.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

Чаще всего пульсоксиметр выглядит как пластиковая прищепка с монитором. Внутрь прищепки вставляется палец (какой лучше - см. далее).

- На одной стороне прибора - верхней части «прищепки» - находится источник света. На другой стороне - нижняя часть «прищепки» - принимающий датчик, - поясняет биоинженер, научный сотрудник Института биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН Александр Кудрявцев. - Когда вы кладете палец внутрь и включаете пульсоксиметр, источник света излучает волны двух типов: в красном диапазоне (660 нанометров) и в инфракрасном (940 нанометров). Наши ткани довольно хорошо пропускают такие спектры длин волн. При этом белок красных кровяных клеток гемоглобин поглощает волны в красном диапазоне. А оксигемоглобин (то есть соединенный с кислородом) - волны инфракрасного спектра. Чем больше оксигемоглобина, тем лучше кровь насыщена кислородом.

Биоинженер Александр Кудрявцев.

Фото: Личный архив

Пульсоксиметр анализирует количество света, пропущенного после частичного поглощения, и переводит информацию в цифры. В результате мы получаем показатель: сколько процентов нашего гемоглобина насыщено кислородом.

МАНИКЮРУ ЗДЕСЬ НЕ МЕСТО

В соцсетях и на форумах в интернете часто встречается предостережение: перед измерением сатурации обязательно удалите лак с ногтей. Почему?

- Давайте посмотрим научную работу, посвященную влиянию различных факторов на поглощение волн определенных спектров, - предлагает Александр Кудрявцев. - Как видим, спектр поглощения у лака для ногтей довольно серьезный. Причем, в том числе, именно в инфракрасных диапазонах, которые «ловит» оксигемоглобин. Исходя из этого, можно сделать вывод: пульсоксиметр на пальце с накрашенным ногтем будет давать искаженные показания.

- В большую или меньшую сторону насыщения кислородом?

- Возможны разные варианты. Фактически, лак за счет поглощения световых волн дает «шумы», мешает нормальным измерениям. И это может вылиться в искажение показаний в любую сторону.

ИССЛЕДОВАТЕЛИ: СИЛЬНЕЕ ВСЕГО «ОБМАНЫВАЮТ» ПУРПУРНЫЙ, СИНИЙ И БЕЖЕВЫЙ

Пульсоксиметры используются в медицине уже давно. Пару лет назад терапевт частной клиники, решив, что я слишком бледная, начала измерять уровень сатурации той самой «прищепкой». У меня тогда были ледяные пальцы, и прибор категорически отказался выдавать показания. Между тем ученые уже собрали целый список факторов - причин, мешающих нормальной работе пульсоксиметра. При этом лакам для ногтей было посвящено отдельное исследование.

Авторы научной работы из Анкары (Военно-медицинская академия Гюльхане, Школа медсестер) измеряли тремя разными устройствами-пульсоксиметрами сатурацию на пальцах с лакированными ногтями разных цветов. А также - для контроля - на руках без цветного маникюра. Как выяснилось, сильнее всего искажали показания прибора четыре расцветки лака: пурпурный, бежевый, белый и синий.

- На самом деле, любой цвет лака может давать те или иные искажения, поскольку так или иначе покрытие на ногтях будет частично поглощать световые волны, - поясняет биофизик Александр Кудрявцев. - В целом отклонение показаний пульсоксиметра из-за лака для ногтей может достигать 2%. Это весьма серьезно - с учетом того, что при сатурации 93% пациента обязаны госпитализировать, а при уровне 95%, скорее всего, оставят дома.

Пульсоксиметр анализирует количество света, пропущенного после частичного поглощения, и переводит информацию в цифры

Фото: Shutterstock

БУДЬ В КУРСЕ

Что еще может помешать правильно измерить уровень кислорода в крови

Вот какой список «обманывающих» факторов приводят авторы научной работы в журнале Американской ассоциации практикующих медсестер (The Journal for Nurse Practitioners).

- Яркий свет или солнечный свет: ложное усиление сигнала (преувеличение сатурации)

- Холодная комната: плохой сигнал

- Дрожь, озноб, движение во время измерений: плохой сигнал

- Высота датчика выше уровня сердца (например, поднятая рука навесу): плохой сигнал

- Грязный датчик: плохой сигнал

ИСПЫТАНО НА СЕБЕ

Руки, пальцы, холод и алый цвет

Я обзавелась пальчиковым пульсоксиметром еще в весеннюю волну эпидемии. После знакомства с научными данными и ликбеза от Александра Кудрявцева решила проверить возможные искажения показаний прибора на собственно опыте.

Обычно меряю сатурацию на среднем пальце правой руки, так изначально оказалось сподручнее. Как выяснилось, ученые поддерживают такой подход. В одном из исследований было показано, что самые точные данные пульсоксиметрии - именно на среднем, а также большом пальцах доминирующей руки - правой у правшей и левой у левшей.

На мониторе - сатурация 99%. Покрываю ноготь алым лаком по полной программе: база, два толстых слоя и топ, итого 4 слоя. Пульсоксиметр показывает… 93%! Но я вижу, что индикатор измерения сатурации продолжает мигать, и держу палец еще некоторое время. В результате показатель начинает расти - видимо, сигнал все-таки пробивается. В конце-концов сатурация доходит до тех же 99%.

При подъеме руки над собой (датчик выше уровня сердца) показатель снижается на 1% - сатурация 98%. При поднесении прибора к люстре с очень ярким светом искажений нет - те же 99%. Попытка «заморозить» палец, высунув руку на холодный балкон, тоже не обманывает пульсоксиметр: по прежнему 99%.

А вот измерения на левой руке действительно влияют на показания - прибор выдает сатурацию 98%.