Датчик уровня кислорода в крови для чего
Мобильная диагностика: как работают датчики уровня кислорода, пульса, ЭКГ и шума
Содержание
Содержание
Непростой 2020 год показал, что за здоровьем надо тщательно следить даже при самой невероятной занятости. Тем более, что развитие технологий позволяет делать это при помощи смартфона, умных часов или фитнес-браслета. Комбинация различных датчиков и софта может контролировать ряд важных параметров и делать выводы: все ли в порядке или стоит запланировать визит к врачу.
Всплеск интереса к повседневному контролю здоровья случился после появления на рынке «умных» часов и браслетов. Разработчики с самого начала встраивали в них не только акселерометр и/или гироскоп с навигационным приемником, но и датчики контроля сердечных ритмов. Сейчас в такие устройства ставят несколько дополнительных чипов, позволяющих узнать о своем организме много полезного.
Давайте разберемся, какие датчики применяются в «умных» гаджетах, что они умеют и насколько точным получается результат измерений.
Акселерометр и гироскоп
Изначально эти датчики устанавливали в смартфоны. Когда появились «умные» часы и браслеты, их также оснастили такими чипами: на работе акселерометра, например, построена одна из основных задач всех «умных» гаджетов — подсчет количества шагов.
Сейчас все настолько привыкли к тому, что акселерометр и гироскоп есть в мобильных устройствах, что не видят между ними разницы. Тем более, что функции этих датчиков реализуются одной микросхемой. На самом деле разница есть. Если коротко, то акселерометр реагирует на ускорение предмета, а гироскоп — на изменение его положения в пространстве. Поэтому с помощью акселерометра можно, например, понять, нужно ли сменить ориентацию экрана смартфона или посчитать шаги. А с помощью гироскопа — точно определить положение тела.
Зачем это нужно в мобильной диагностике? С подсчетом шагов все ясно — это контроль здорового образа жизни. Но это больше относится к фитнесу. А как это помогает в плане наблюдений за своим самочувствием?
Дело в том, что связка акселерометра и гироскопа обеспечивает работу функции, способной определить, что владелец устройства упал. «Умный» гаджет на основании резкого изменения показаний датчиков делает вывод, что пользователю необходима помощь, и автоматически вызовет экстренные службы, например, скорую или полицию. Зачем это нужно? Например, гаджет оперативно вызовет врачей, если с вами случится какая-то неприятность на улице. А при инсульте и инфаркте очень важно, чтобы квалифицированная медицинская помощь была оказана как можно быстрее.
К примеру, такая функция реализована в Apple Watch. По умолчанию она активируется у пожилых пользователей, также можно ее включить вручную.
Кстати, обратите внимание, что наличие акселерометра вместе с гироскопом позволяет получать более точные результаты тренировок: гироскоп точно распознает такие вещи, как бег на месте или прыжки, и понимает, когда вы идете пешком, а когда бежите.
Датчик пульса
Датчик пульса — первое устройство для мобильной диагностики, появившееся в носимых гаджетах. Он предназначен для контроля сердечных ритмов в состоянии покоя и при физической нагрузке. На основании собранной статистики можно оценить состояние здоровья и понять, оптимальны ли нагрузки на тренировках или, если имеются какие-либо заболевания, сориентироваться, не пора ли обратиться к специалисту.
Измерения пульса
Датчики пульса, используемые в мобильных гаджетах, работают на основе оптической технологии — фотоплетизмографии (PPG). Смысл ее заключается в следующем. При сокращении сердечной мышцы в кровеносных сосудах изменяется кровяное давление и происходит изменение интенсивности капиллярного кровотока. Увеличившееся количество крови в сосуде поглощает больше поступающего света. Если подать поток света определенной интенсивности, то на основании прошедшего через ткань или отраженного сигнала можно сделать вывод об изменениях анализируемой среды: например, подсчитать количество «всплесков» кровотока в минуту и сделать вывод о частоте пульса.
В мобильных гаджетах подсчет пульса реализуется на основе как прошедшего через ткань света (в компактных пульсоксиметрах), так и отраженного — в «умных» часах и фитнес-браслетах. В них светодиод, размещенный на внутренней стороне устройства, испускает свет,который отражается от тканей запястья и поступает на фотодатчик, регистрирующий уровень отраженного сигнала.
Для подсветки используется светодиод зеленого цвета (525 нм). Зеленый цвет излучения выбран потому, что является наиболее контрастным к красному цвету крови, согласно цветовому кругу Иттена, а следовательно, лучше всего поглощается.
«Умные» гаджеты регистрируют пульс автоматически (по расписанию) или по желанию пользователя. На основании измеренных значений они построят красивые графики в мобильных или десктопных приложениях, которые помогут следить за уровнем пульса: контролировать выход за установленные пределы, наблюдать процесс в динамике за определенные интервалы времени. В целом с этой задачей мобильные устройства справляются хорошо.
Измерения артериального давления
Раз датчик пульса анализирует сердечные ритмы на основе изменений кровотока и давления, то логично предположить, что с его помощью можно не только посчитать пульс, но и измерить давление. Это на самом деле так. На основании данных, полученных от датчика пульса, программа может рассчитать величину артериального давления.
Но проблема заключается в том, что для того, чтобы получить близкий к реальному результат, необходимо выполнить калибровку устройства под конкретного пользователя. В противном случае измерение давления будет корректным только для тех, у кого оно находится на нормальном уровне, и еще не проявились возрастные изменения или проблемы, связанные с различными заболеваниями. Поэтому, если вы хотите с помощью «умных» гаджетов контролировать еще и давление, ищите модель с настройкой измерений под владельца.
Датчик ЭКГ
Еще более интересная вещь в плане контроля здоровья — датчик электрокардиографии (ЭКГ). Дело в том, что о работе сердца можно судить не только по изменениям кровотока в сосудах, но и по электрическим сигналам, которые возникают в процессе работы этого органа. И эта информация точнее и информативнее. Электрокардиограмма, полученная специалистом медицинского центра, позволяет сделать выводы о работе сердца и его здоровье. Для этого на руки, ноги и грудную клетку устанавливают электроды, а результат интерпретирует компьютер.
Точно такой же датчик ЭКГ, только миниатюрных размеров, сейчас устанавливают в ряд мобильных устройств. Например, начиная с 4-го поколения, датчик ЭКГ имеется в Apple Watch. Но с мобильными датчиками существует ряд проблем.
Дело в том, что в профессиональном медицинском оборудовании обычно используют 10-12 датчиков, минимум шесть из них размещают в области сердца. А носимое мобильное устройство крепится на запястье. То есть, оно удалено от сердца на большое расстояние. И датчиков в таких устройствах значительно меньше.
Например, в Apple Watch их всего два: один размещен в Digital Crown, второй вместе с датчиком пульса установлен на внутренней стороне.
Поэтому точность ЭКГ, снятого с помощью мобильного устройства, не настолько высока, чтобы делать серьезные клинические выводы. Тем не менее, даже такой точности достаточно, чтобы определить мерцательную аритмию, показывающую, что визит к врачу откладывать не стоит.
Еще один важный момент — работа функции ЭКГ должна пройти проверку надзорных органов в разных странах. На момент написания статьи у Apple, например, получено разрешение для использования функции ЭКГ на территории США. В России Росздравнадзор сертифицировал ее буквально несколько дней назад. В остальном мире она официально отключена, хотя датчики в устройствах имеются. Остается только надеяться, что вопрос рано или поздно решится и полезная функция будет разблокирована.
Датчик уровня шума
Еще одна занятная функция, которая имеется, например, в Apple Watch — измерение уровня шума. Датчик регистрирует уровень фонового шума и, если он в течение некоторого времени превышает пороговое значение, гаджет выдает уведомление и предлагает покинуть место с высоким уровнем шума.
Полезна ли такая функция? Да, поскольку ВОЗ обращает внимание на то, что значительное количество людей подвергается риску потерять слух из-за сильного шумового воздействия в местах развлечений. Вы, наверное, замечали, что после того, как выходишь с рок-концерта или из клуба, некоторое время все слышно словно сквозь вату. Вот от таких «сюрпризов» датчик шума вас и защитит. Если, конечно, вы сами захотите защищаться.
Датчик уровня кислорода в крови
Теперь поговорим о новомодном датчике, которым мобильные устройства начали оснащать недавно. Это датчик определения уровня кислорода в крови. В свете коронавирусной инфекции, ставшей главной темой 2020 года, эта функция оказалась чуть ли не самой рекламируемой.
Нужно отметить, что, помимо наблюдений за своим состоянием в свете последних событий, контроль за уровнем кислорода в крови интересен и в других случаях: недостаток кислорода приводит к таким нехорошим вещам, как дыхательная недостаточность, одышка, головные боли и так далее.
Медики измеряют уровень кислорода в крови с помощью небольших приборов — пульсоксиметров. Внешне они напоминают прищепку с экраном, которая крепится на палец и выдает информацию о пульсе и степени насыщения кислородом артериальной крови. По этой причине датчики уровня кислорода в крови также называют датчиками SpO2.
Расшифровывается эта аббревиатура так:
Нормальной считается величина сатурации от 95 до 100%, показания ниже 90% говорят о наличии проблем.
В пульсооксиметре датчик измерения уровня кислорода работает следующим образом. В приборе установлен светодиод, излучающий сигналы инфракрасного диапазона и красного цвета, а также фотодетектор, фиксирующий, какая часть светового потока прошла через ткани пальца с капиллярными сосудами. Аналогичный способ используется и в умных гаджетах.
Только фотодетектор принимает не прошедший через ткани, а отраженный от них сигнал, так как браслет или часы крепятся на запястье. На основании уровня отраженного сигнала приложение, встроенное в гаджет, делает оценку сатурации и выводит на дисплей измеренное значение.
Такие датчики есть в новой серии Apple Watch, а также в ряде фитнес-браслетов, например, Honor Band 5 и Huawei Band 4 PRO.
Точность измерений и их использование для диагностики
Все перечисленные измерения — сердечных ритмов, ЭКГ и уровня кислорода — работают в мобильных гаджетах в упрощенном режиме. Они имеют уровень погрешности, не позволяющий использовать их как медицинские диагностические приборы. Это написано в документации ко всем «умным» часам и фитнес-трекерам, но, тем не менее, на этом стоит дополнительно заострить внимание.
К примеру, датчик уровня кислорода может ошибаться на несколько процентов, причем значение может колебаться, как в большую, так и в меньшую сторону. Также результаты измерений изменятся в том случае, если браслет или часы неплотно прилегали к вашему запястью, либо потому что резко похолодало.
Поэтому производители и специалисты обращают внимание, что все данные, полученные с мобильных датчиков, могут использоваться для общего контроля здоровья и оценки динамики состояния организма. Они не предназначены для постановки диагнозов и не являются медицинскими приборами. Для профессионального осмотра необходимо использовать специализированную технику.
Вместе с тем, нельзя не отметить и то, что имеется очевидная польза от использования датчиков в мобильной технике. Спортсмены и просто любители активного образа жизни успешно контролируют процесс тренировоки объемы нагрузок. А те, кому пришло время внимательнее относиться к своему здоровью, собирают статистику, показывающую общую картину изменений, и могут ее соотнести со своим самочувствием.
Анализ собранной статистики позволит вовремя заметить, если что-то пошло не так, и своевременно обратиться к врачу, например, при наличии сердечно-сосудистых заболеваний. Поэтому во многих случаях использование мобильной диагностики интересно, полезно и даже необходимо.
Зачем нужен пульсоксиметр и как им правильно пользоваться?
В первой сети ортопедических салонов ОРТЕКА вы можете купить пульсоксиметр – прибор для измерения уровня кислорода в крови. Рассказываем, как это устройство может помочь в нестабильной эпидемиологической ситуации.
Пульсоксиметр, похожий на прищепку, надевается на палец. Спустя 10-20 секунд он показывает уровень кислорода в крови и пульс. Чтобы измерить все корректно, надо соблюдать несколько простых правил:
Что показывает и как работает?
На одной стороне прибора расположен источник света, а на другой – принимающий датчик. Когда вы кладете палец в пульсоксиметр, он пропускает световые волны через его ткани. Гемоглобин с кислородом и гемоглобин без кислорода поглощают световые волны разной длины. Пульсоксиметр анализирует количество пропущенного света и переводит информацию в цифры. Так мы и узнаем, сколько процентов гемоглобина насыщено кислородом.
Актуален как никогда
В непростых эпидемиологических условиях показатель сатурации может использоваться в качестве первичной диагностической процедуры. Пневмония является наиболее распространенным и одним из самых тяжелых осложнений коронавирусной инфекции, но воспалительный процесс в лёгких может протекать без внешних явных симптомов. Если у пациента с коронавирусной инфекцией или острым гриппом уровень кислорода в крови падает ниже 92%, то это уже показание к госпитализации и началу кислородотерапии.
Мониторинг сатурации в домашних условиях на фоне течения респираторной инфекции позволит своевременно выявить ухудшение состояния, сообщить об этом лечащему врачу и предупредить возможные осложнения.
Пульсоксиметр: зачем нужен и как правильно пользоваться
Пульсоксиметрия – методика определения сатурации, или уровня насыщения гемоглобина крови кислородом. Это жизненно важный показатель, который обеспечивает нормальную работу клеток и тканей организма. При коронавирусе уровень сатурации может стремительно уменьшаться из-за воспаления легких, поэтому важно вести учет результатов измерения. Пульсоксиметр – это небольшой прибор, которым легко пользоваться в домашних условиях. В нашем магазине можно подобрать вариант на любой бюджет, чтобы всегда держать собственное здоровье под контролем.
Описание пульсоксиметров
Портативные пульсоксиметры напоминают небольшую прищепку, которая надевается на палец руки. Они измеряют одновременно два жизненно важных показателя: пульс и сатурацию. Методики измерения неинвазивные, то есть не требуют прокола кожи, забора крови и других болезненных процедур. Прибор работает на батарейках и может храниться в домашней аптечке. Существует несколько типов похожих устройств, и перед покупкой стоит ознакомиться с каждым из них.
Пульсоксиметр-прищепка – это самый распространенный вариант, который подходит для применения в больницах и в домашних условиях. В нашем магазине можно приобрести такой прибор и пользоваться им по инструкции. Для профессионального применения также можно найти пульсоксиметры для круглосуточного наблюдения за показателями сатурации. Они также крепятся на палец руки, но от них отходит шнур к браслету, расположенному на запястье. Показатели постоянно высвечиваются на небольшом мониторе. Также есть профессиональное габаритное оборудование, которое используется во время лечения пациентов с болезнями легких в стационаре.
Принцип действия пульсоксиметра
Чтобы понимать принцип действия прибора, важно понимать, какую величину он измеряет. Сатурация – это степень насыщения гемоглобина крови кислородом. В процессе дыхания газообмен происходит в легких. Артериальная кровь получает кислород, чтобы разносить его к органам и тканям. Этот газ закрепляется со специальным белком-гемоглобином, который находится на эритроцитах. Гемоглобин, который содержит кислород, называется насыщенным, или сатурированным.
В артериальной крови здорового человека показатель сатурации составляет от 96 до 100%. Если исследовать венозную кровь, то значение будет в норме составлять около 75%. Это связано с тем, что кровь отдает некоторое количество кислорода к клеткам организма, а затем возвращается обратно к легким. Если в артериальной крови сатурация снижается до 94%, это говорит об остром или хроническом течении опасных заболеваний легких. При уменьшении насыщения гемоглобина кислородом до 92–93% и ниже, это говорит об опасном состоянии гипоксии и необходимости срочной госпитализации.
Пульсоксиметр – это прибор для измерения уровня сатурации. Он очень компактный, поэтому подходит для использования дома, в офисе, в дороге и в любых других условиях. Он состоит из нескольких частей:
Для определения уровня сатурации диод излучает свет, который полностью просвечивает палец. Принцип работы прибора заключается в способности насыщенного и ненасыщенного гемоглобина поглощать свет. Датчик, который находится на обратной стороне, фиксирует остаточное количество света и анализирует эти данные. На экране высвечивается количество насыщенного гемоглобина, связанного с кислородом.
Показания к применению прибора
Пульсоксиметрия – это область диагностики, информативная при различных заболеваниях дыхательной системы. Чтобы оценить состояние пациента и степень гипоксии (кислородного голодания) тканей, проводится измерение уровня сатурации. В том числе пульсоксиметры необходимы для диагностики и во время лечения коронавируса, который протекает с воспалением легких. Кроме того, эти измерения могут быть информативны в следующих сферах:
Пациентам с хроническими заболеваниями, которые могут вызывать гипоксию, стоит приобрести карманный пульсоксиметр и держать его в портативной аптечке. Измерения будут информативны и позволят вовремя определить ухудшение самочувствия, поскольку прибор показывает данные на момент использования. Если проводить процедуру ежедневно, можно отслеживать динамику показателей и подобрать более эффективное лечение.
Применение при Covid-19
Коронавирус – опасное заболевание, которое протекает с преимущественным поражением легких. Воспалительный процесс приводит к ухудшению газообмена, поэтому кровь не насыщается достаточным количеством кислорода. Кроме того, поврежденные участки со временем подвергаются фиброзу и постепенно замещаются на малофункциональную соединительную ткань. Уменьшение сатурации до 91% и ниже – один из характерных признаков коронавирусной инфекции, которая протекает в средней или тяжелой форме. Измерение этого показателя рекомендуется проводить при появлении следующих симптомов:
Пульсоксиметр должен обязательно быть в домашней аптечке у людей из группы риска: пожилых, пациентов с хроническими заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также других внутренних органов. С его помощью можно вовремя определить опасные нарушения кислородного обмена и обратиться за медицинской помощью.
Кроме того, прибором стоит обязательно пользоваться в период после коронавируса, во время реабилитации. Воспалительные процессы, высокая температура, общая слабость и снижение иммунитета приводят к тому, что ткани восстанавливаются медленно. В легких образуются очаги фиброза – островки соединительной ткани, которые не могут участвовать в процессах дыхания. Несмотря на то, что вирус удается удалить из организма, пациент продолжает ощущать симптомы кислородного голодания, если здоровая поверхность легких не успевает насыщать гемоглобин кислородом в нужной степени.
Кому рекомендуется использовать
Портативный пульсоксиметр – это прибор для домашнего использования. Он подходит любому человеку, который заботится о собственном здоровье и желает знать все важные показатели. В период пандемии коронавируса пульсоксиметр остается одним из самых полезных приобретений для использования в домашних условиях. Процедура простая и безболезненная, а с инструкцией к прибору разберется даже новичок. Однако, регулярные измерения необходимы для следующих категорий населения:
Важно понимать, что пациентам с различными заболеваниями, которые могут спровоцировать снижение сатурации, необходимо получать точные данные. Для этого стоит подобрать качественный прибор, который будет фиксировать все изменения и выдавать результаты без сбоев. Одного пульсоксиметра достаточно, чтоб измерять уровень сатурации и пульс у всей семьи. Для детей можно подобрать специальные детские приборы – они хорошо подходят по размеру, поэтому более точно фиксируют необходимые данные.
Пульсоксиметры также полезны для спортсменов во время тренировок. На занятиях происходит быстрое сжигание кислорода, который находится в тканях, поскольку мышцы испытывают повышенную нагрузку. Это может приводить к резкому снижению сатурации и ухудшению самочувствия. В этот период спортсмен ощущает головокружение, слабость и другие признаки кислородного голодания. Наличие компактного прибора позволит быстро определить причину плохого самочувствия и подбирать нагрузки в соответствии с физическими возможностями человека.
Подробности к инструкции по применению
В каждой упаковке с пульсоксиметром находится необходимая документация, в том числе инструкция по применению. С ней несложно разобраться, поскольку прибор компактный и простой. Большинство домашних пульсоксиметров работают на батарейках типа АА либо на аккумуляторах. Для использования прибора необходимо вставить батарейки и подождать несколько минут. Затем следует обратить внимание на уровень заряда устройства – если он низких, показатели могут быть недостаточно точными. Далее остается выполнить несколько простых шагов самостоятельно или с помощником.
Прибором можно пользоваться самостоятельно либо с помощником. Даже простые портативные пульсоксиметры способны измерить показатели пульса и сатурации у лежачих больных, а также во сне. Для более продолжительных измерений рекомендуется использовать приборы, которые постоянно считывают данные и выводят их на экран. Монитор закреплен на запястье, а данные получаются точными даже если не удерживать палец в неподвижном положении. Такие пульсоксиметры эффективны для диагностики апноэ во время сна и для круглосуточного наблюдения за уровнем пульса и сатурации.
Как разобраться в показаниях пульсоксиметра
В результате измерения все данные выводятся на экран монитора. Первый показатель, который считывает пульсоксиметр – это пульс. Он отображается в количестве сердечных сокращений в минуту. У взрослого человека пульс в норме составляет от 60 до 90 ударов в минуту. Он может повышаться после физических нагрузок, при хронических болезнях сердца и сосудов, а также в результате резкого снижения уровня кислорода в крови. Пульс не является постоянной величиной и может часто меняться, поэтому для получения более точных данных рекомендуется измерить его несколько раз с интервалом в 3–4 минуты.
Второй показатель, для получения которого используются портативные пульсоксиметры – это сатурация (SpO2). Он отображается в процентах и обозначает уровень гемоглобина, обогащенного кислородом. У здорового человека в состоянии покоя он будет соответствовать 95% и более. Однако, если на мониторе высвечивается результат 98–100%, стоит повторить процедуру – возможно, прибор неисправен. Уровень сатурации от 90 до 94% соответствует 1 степени гипоксии, от 75 до 89% – 2 степени, от 60 до 75% – 3 степени. При уменьшении сатурации до 60% наблюдается гипоксическая кома, которая представляет опасность для жизни пациента. Обращаться к врачу рекомендуется, если на мониторе отображается уровень сатурации 94% и ниже – даже незначительное кислородное голодание может существенно повлиять на работу внутренних органов и тканей.
Рекомендации к выбору пульсоксиметра
В любой домашней аптечке найдется место для портативного пульсоксиметра. В нашем магазине представлен широкий ассортимент приборов, которыми можно пользоваться в домашних условиях. Они предлагаются со всеми необходимыми документами и сертификатами качества, поэтому подходят для использования в домашних условиях и в медицинских учреждениях. У врачей есть несколько критериев, по которым они рекомендуют выбирать пульсоксиметр.
Стоимость пульсоксиметра – один из важных критериев выбора. Не стоит покупать самые доступные приборы, если будет необходимость пользоваться ими постоянно. Однако, устройства из средней ценовой категории обычно хорошо улавливают все необходимые показатели, поэтому измерениям можно доверять. Дорогостоящие пульсоксиметры с наличием дополнительных функций более долговечны. Они работают даже после попадания на солнце и в другие неблагоприятные условия. Однако, для домашнего использования не обязательно выбирать самый дорогой и сложный в использовании прибор.
Как проверить работу прибора
Для оценки состояния здоровья важно, чтобы пульсоксиметр выдавал точные показатели. Есть несколько способов проверить, насколько прибор исправен и можно ему доверять. Большинство простых устройств работают точно, а при поломке просто перестают включаться. В домашних условиях можно провести несколько тестов, чтоб определить исправность прибора.
Пульсоксиметры – это один из популярных товаров, которые быстро разбирают во время пандемии коронавируса. Такая статистика показывает, что большая часть населения – сознательные люди, которые заботятся о здоровье и готовы основные показатели самостоятельно, в домашних условиях. Наиболее популярны простые модели, легкие в использовании, которые можно брать с собой на работу и в путешествия. Людям спокойнее заниматься привычными делами, если всегда под рукой остается возможность быстро проверить здоровье и убедиться, что дыхание в порядке.
В сети магазинов медтехники «А-Я Здоров» можно приобрести пульсоксиметры на любой бюджет. У нас есть в наличии доступные приборы моделей MD300C5, MD300C2 и другие, а также продукция известных производителей ChoiseMMed и Armed. Все представленные изделия имеют необходимые документы и регистрационные удостоверения, отличаются высокой точностью. Подходящую модель можно приобрести в магазинах в Екатеринбурге и Нижнем Тагиле, а также с доставкой в любой населенный пункт России.