Читаем Компьютерная пульсоксиметрия в диагностике нарушений дыхания во сне: учебное пособие онлайн бесплатно

За сутки человек делает около 20 000 вдохов, вдыхая 10 м3 воздуха. Сердце сокращается за то же время около 100 000 раз и прокачивает 6 тонн крови. Такая титаническая работа нужна для обеспечения единственного показателя – насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом (сатурация), который является важнейшим параметром жизнедеятельности организма.

Мы можем прожить без пищи около месяца, без воды – около 7 дней. В организме создаются запасы жира и жидкости на случай отсутствия пищи и воды. К сожалению, природа не предусмотрела возможности накопления запасов кислорода в организме. Так, уже через 3 минуты отсутствия дыхания полностью истощается запас кислорода в организме, и человек умирает.

Даже небольшие нарушения работы легких и сердца постепенно приводят к развитию хронического недостатка кислорода в организме (гипоксемия), который отрицательно сказывается практически на всех органах и системах организма. Человека беспокоят головные боли, отмечается снижение работоспособности, ухудшение памяти и внимания, сон становится прерывистым и неосвежающим, появляется дневная сонливость. Значительно увеличивается риск развития артериальной гипертонии, нарушений ритма сердца, инфарктов и инсультов.

Обычно первые признаки гипоксемии появляются при физической нагрузке или во время сна. Очевидно, что работа мышц приводит к увеличению потребления кислорода. Если легкие или сердце не способны обеспечить растущую потребность организма в кислороде, то развивается гипоксемия.

Сон провоцирует развитие гипоксемии, поскольку в это время межреберные мышцы выключаются из акта дыхания, и работает одна диафрагма. Если же у человека имеется избыточная масса тела, то в горизонтальном положении избыточные отложения жира в области живота давят на диафрагму, смещают ее в сторону легких и существенно ограничивают ее подвижность. Легкие не могут расправиться и не обеспечивают необходимый уровень вентиляции.

Кроме этого во время сна возрастает бронхиальное сопротивление, что также отрицательно сказывается на функции дыхания. Нарушение бронхиальной проходимости ночью особенно выражено у пациентов с бронхиальной астмой, хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), хроническим бронхитом, эмфиземой и пневмосклерозом.

Закономерно ухудшаются показатели насыщения крови кислородом во время сна у больных с недостаточностью кровообращения. Характерным проявлением этих нарушений является неравномерное дыхание с циклическими апноэ центрального генеза (например, дыхание Чейна – Стокса).

У полных людей во сне часто встречается еще одно опасное состояние – периодическое спадение дыхательных путей на уровне глотки, которая сдавлена снаружи жиром. Данное заболевание называется синдром обструктивного апноэ сна (СОАС) и проявляется храпом, периодическими остановками дыхания во сне с последующими громкими всхрапываниями. Каждая остановка дыхания, в свою очередь, приводит к кратковременному выраженному падению насыщения гемоглобина крови кислородом – эпизоду десатурации. За ночь может наблюдаться несколько сотен таких эпизодов.

В целом распространенность клинически значимых нарушений дыхания во сне достигает 15 % у пациентов терапевтического профиля в стационаре [3–5]. В настоящее время стандартными методами диагностики нарушений дыхания во сне являются полисомнография и кардио-респираторный мониторинг. Однако их применение ограничено высокой стоимостью исследований и малой доступностью оборудования для практического здравоохранения.

В последние годы в мире широкое распространение получила компьютерная пульсоксиметрия (МКП), позволяющая мониторировать сатурацию во время ночного сна. МКП является простым и эффективным методом скрининговой диагностики расстройств дыхания во сне, который показал высокую эффективность при минимальных затратах материальных и человеческих ресурсов. В пособии представлены современные взгляды на возможности МКП в скрининговой диагностике нарушений дыхания во сне.

АД – артериальное давление

ДКТ – длительная кислородотерапия

ИАГ – индекс апноэ / гипопноэ

ИД – индекс десатураций

МКП – мониторинговая компьютерная пульсоксиметрия

ОФД – отделение функциональной диагностики

ПСГ – полисомнография

СОАС – синдром обструктивного апноэ сна

ХДН – хроническая дыхательная недостаточность

ХНГ – хроническая ночная гипоксемия

ХОБЛ – хроническая обструктивная болезнь легких ЧСС – частота сердечных сокращений

ЭКГ – электрокардиография

BiLevel – неинвазивная вспомогательная вентиляция терапия легких двухуровневым положительным давлением

CPAP – неинвазивная вспомогательная вентиляция терапия легких постоянным положительным давлением

SpO2 – насыщение гемоглобина артериальной крови кислородом, измеренное неинвазивным методом

Основным методом неинвазивного измерения сатурации является пульсоксиметрия – метод измерения процентного содержания оксигемоглобина в артериальной крови (SpO2). В клинической практике предлагается пользоваться терминами «насыщение артериальной крови кислородом» или «оксигенация артериальной крови», а сам параметр SpO2 обозначать термином «сатурация». В отечественной литературе существует некоторая путаница, обусловленная употреблением аббревиатур SpO2 и SaO2. Употреблять сокращение SpO2 следует в том случае, когда речь идет о сатурации, измеренной неинвазивным методом, поскольку в этой ситуации результат измерения зависит от особенностей метода. Например, SpO2 при наличии в крови карбоксигемоглобина будет выше истинной величины сатурации. Термин SaO2 следует употреблять для обозначения истинной сатурации, измеренной лабораторным методом [1].

Работа пульсоксиметра основана на способности гемоглобина, связанного (HbO2) и не связанного (Hb) с кислородом, абсорбировать свет различной длины волны. Оксигенированный гемоглобин больше абсорбирует инфракрасный свет, деоксигенированный гемоглобин больше абсорбирует красный свет. В пульсоксиметре установлены 2 светодиода, излучающих красный и инфракрасный свет. На противоположной части датчика располагается фотодетектор, который определяет интенсивность падающего на него светового потока. Измеряя разницу между количеством света, абсорбируемого во время систолы и диастолы, пульсоксиметр определяет величину артериальной пульсации. Сатурация рассчитывается как соотношение количества HbO2 к общему количеству гемоглобина, выраженное в процентах:

SpO2 = (HbO2 / HbO2 + Hb)×100 %.

Показатели SpO2 коррелируют с парциальным давлением кислорода в крови (PaO2), которое в норме составляет 80–100 мм рт. ст. Снижение PaO2 влечет за собой снижение SpO2, однако эта зависимость носит нелинейный характер:

• 80–100 мм рт. ст. PaO2 соответствует 95–100 % SpO2;

• 60 мм рт. ст. PaO2 соответствует 90 % SpO2;

• 40 мм рт. ст. PaO2 соответствует 75 % SpO2.

В настоящее время в клинической практике применяются трансмиссионные пульсоксиметры (работающие на просвет ткани) и рефракционные (работающие на отражение света от ткани). Последние обладают рядом преимуществ: нет необходимости точно позиционировать излучающие и отражающие датчики друг напротив друга, не возникает проблем с накрашенными и накладными ногтями или изменениями ногтевой пластинки.

Пульсоксиметрия является непрямым методом оценки вентиляции и не дает информации об уровне pH и PaCO2. Таким образом, не представляется возможным оценить в полной мере параметры газообмена пациента, в частности степень гиповентиляции и гиперкапнии. Кроме этого на точность измерений могут оказывать отрицательное влияние ряд факторов [1]:

• Яркий внешний свет и движения могут нарушать работу прибора.

• Неправильное расположение датчика. Для трансмиссионных оксиметров необходимо, чтобы обе части датчика находились симметрично, иначе путь между фотодетектором и светодиодами будет неравным, и одна из длин волн будет «перегруженной». Изменение положения датчика часто приводит к внезапному «улучшению» сатурации. Этот эффект может быть связан с непостоянным кровотоком через пульсирующие кожные венулы. Данного недостатка лишены рефракционные пульсоксиметры.

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

• 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.

• Отравление угарным газом (высокие концентрации карбоксигемоглобина могут давать значение сатурации около 100 %).

• Красители, включая лак для ногтей, могут спровоцировать заниженное значение сатурации (при использовании трансмиссионных пульсоксиметров).

• Трикуспидальная регургитация вызывает венозную пульсацию, и пульсоксиметр может фиксировать венозную пульсацию и сатурацию.

• При значениях сатурации ниже 70 % резко возрастает погрешность метода, т. к. в алгоритмах пульсоксиметров не имеется контрольных значений для сравнения.

• Сердечные аритмии могут нарушать восприятие пульсоксиметром пульсового сигнала.

• Следует отметить, что возраст, пол, желтуха и темный цвет кожи практически не влияют на работу пульсоксиметра.

Мониторинговая компьютерная пульсоксиметрия (МКП) – метод длительной регистрации сатурации и пульса с сохранением данных в памяти прибора и их последующей компьютерной обработкой.

Для мониторинга применяются компьютерные пульсоксиметры, обеспечивающие регистрацию сигнала с дискретностью 1 раз в несколько секунд (от 1 до 10 секунд). Таким образом, за 8 часов наблюдения компьютерный пульсоксиметр может выполнить до 28 800 измерений и сохранить полученные данные.

К сожалению, в настоящее время в России мониторинговыми пульсоксиметрами оснащены, зачастую, только отделения реанимации и интенсивной терапии. Вне этих отделений МКП не нашла широкого применения. Причем проблема заключается не столько в стоимости оборудования (в настоящее время цена компьютерного пульсоксиметра составляет немногим более 30 000 рублей), сколько в неинформированности врачей о той пользе, которую может принести применение МКП для скрининга нарушений дыхания во сне в повседневной клинической практике.

В настоящей работе речь будет идти о портативных компьютерных пульсоксиметрах, которые применяются для длительного мониторирования сатурации во сне. В настоящее время на рынке имеется достаточно большое количество аппаратов данного типа, производимых различными фирмами. В Клиническом санатории «Барвиха» хорошо себя зарекомендовали специализированные пульсоксиметры для мониторирования сатурации во сне PulseOX 7500 (рис. 1).

На примере данного прибора целесообразно описать характеристики, которыми должен обладать современный портативный компьютерный пульсоксиметр:

• Применяется рефракционная (отражающая) технология регистрации сигнала, минимизирующая двигательные артефакты во сне. Данная технология также устраняет артефакты, обусловленные изменениями ногтевой пластинки.

• Используется мягкий пульсоксиметрический датчик, обеспечивающий комфорт исследования.

Рис. 1. Компьютерный пульсоксиметр PulseOX 7500 ( SPOMedical , Израиль)