О дисгемоглобинах, красителях и лаке для ногтей

 

Еще одно обстоятельство, которое влияет на показания пульсоксиметра, — это наличие в крови дополнительных фракций гемоглобина. К ним принадлежат дисгемоглобины (карбокси- и метгемоглобин), а также фетальный гемоглобин.

В норме содержание карбоксигемоглобина (СОHb) в крови невелико (1-3 %) и не сказывается на величине SpO₂. Однако при отравлении угарным газом или у больных с недавно полученными ожогами пламенем карбоксигемоглобин может составлять десятки процентов от общего количества гемоглобина. СОHb поглощает свет почти так же, как HbO₂, поэтому вместо насыщения гемоглобина кислородом пульсоксиметр у таких пациентов показывает сумму процентных концентраций СОНb и НbO₂. Например, если SaO₂ = 65 %, а СОHb = 25 %, пульсоксиметр высветит на дисплее величину SpO2, близкую к 90 %.

При карбоксигемоглобинемии пульсоксиметр завышает степень насыщения гемоглобина кислородом.

 

Метгемоглобинемия возникает в результате действия на гемоглобин метгемоглобинобразующих веществ. К ним относятся не только определенные яды, но и некоторые лекарственные препараты, в частности нитропруссид натрия или сульфален-меглюмин. MetHb поглощает красный и инфракрасный свет так же, как и гемоглобин, насыщенный кислородом на 85 %.

 

При умеренной метгемоглобинемии пульсоксиметр занижает S_PO₂, а при выраженной метгемоглобинемии показывает величину, близкую к 85 %, которая почти не зависит от колебаний S_aO₂.

Фетальный гемоглобин (HbF) содержится в эритроцитах плода и у детей первого года жизни. В невысокой концентрации (до 5 %) он также может быть обнаружен у женщин в первом триместре беременности. HbF отличается от гемоглобина взрослых (который обозначается "НЬА" [от англ, adult — взрослый]) значительно большим сродством к кислороду. И это неудивительно. Напряжение кислорода в оксигенированной крови, оттекающей по пупочной вене от плаценты к плоду, составляет всего 30 мм рт. ст., и лишь сдвинутое влево положение кривой диссоциации фетального оксигемоглобина обеспечивает при этом SaO₂ = 75 %. Метаболизм плода настроен на низкое напряжение кислорода в тканях, а увеличение метаболизма после рождения компенсируется возрастанием P_аO₂ и S_aO₂ при переходе на дыхание атмосферным воздухом.

Фетальный гемоглобин отличается от гемоглобина взрослых только аминокислотным составом двух глобиновых цепей, что делает HbF менее чувствительным к изменению концентрации 2,3-ДФГ, чем и объясняется высокое сродство фетального гемоглобина к кислороду.

Как реагирует пульсоксиметр на присутствие в крови фетального гемоглобина? Практически никак. Величина S_PO₂ у новорожденных соответствует истинному значению SаO₂, потому что гемовые группы HbF и НЬА, определяющие светопоглощающие свойства гемоглобина, идентичны, а молекулы глобина — бесцветны и не влияют на измерение. Особенности пульсоксиметрии в неонатологии относятся в основном к интерпретации данных мониторинга. В частности, необходимо учитывать высокое сродство фетального гемоглобина к кислороду и существенное различие нормальных значений параметров кислородного гомеостаза у новорожденного и взрослого.

За несколько недель до срока рождения в эритроцитах плода начинается синтез взрослого гемоглобина, и к моменту рождения ребенка содержание HbА достигает 15-25 %. Из-за резкого преобладания HbF кривая диссоциации оксигемоглобина у новорожденного сдвинута влево (P₅₀ = 19-22 мм рт. ст.). Через неделю после появления ребенка на свет HbF постепенно начинает замещаться на НЬА.

Внутривенное введение красителей. Некоторые красители, применяемые с диагностической целью, способны изменять светопоглощающие свойства крови именно в том частотном диапазоне, который используется в пульсоксиметрии (сильное поглощение света с длиной волны 660 нм). К таким веществам относятся метиленовый синий (метиленблау) и, в меньшей степени, индоцианин. Их внутривенное введение сопровождается быстрым и выраженным снижением величины SpO₂, которое длится 5-10 мин. На этом основан простой тест на правильность установки внутривенного катетера: если сразу после введения красителя наблюдается резкое снижение сатурации, катетер находится в вене.

Лак для ногтей обычно не искажает показания пульсоксиметра. В некоторых случаях он способен уменьшить сигналы обоих светодиодов, но это не сказывается на расчете SpO₂. Правда, имеются сообщения о том, что синий лак может избирательно ослаблять излучение одного из светодиодов (660 нм), что приводит к артефактному занижению SpO₂. Это следует иметь в виду, работая с пациентками, которые поступают в операционную в полной боевой раскраске.

 

Амплитуда ФПГ

 

Фотоплетизмограмма — не только исходный материал для расчета SpO₂: она также обладает собственным диагностическим значением. Амплитуда ФПГ отражает объемную пульсацию артериол и, значит, характеризует периферический кровоток. Хорошие модели пульсоксиметров способны улавливать даже резко ослабленную пульсацию, когда величина периферического кровотока достигает лишь 4-5 % от нормальной. Разумеется, фотоплетизмограмма непригодна для количественной оценки кровоснабжения периферии, но она позволяет составить довольно точное впечатление о локальном кровотоке. Пренебрегать такой возможностью ненужно, тем более что метод неинвазивен и длительность его применения не ограничена.

Отображение ФПГ на дисплее предусмотрено не во всех моделях пульсоксиметров. Не забывайте об этом, выбирая монитор.

 

В клинических условиях амплитуда ФПГ способна изменяться в десятки раз, поэтому на дисплее зубцы кривой в одних случаях не помещаются на экране, а в других — уменьшаются до такой степени, что становятся неразличимыми. Чтобы ФПГ всегда имела удобный для анализа вид и стандартную высоту, она подвергается автоматическому масштабированию (autoscaling); эта процедура производится при каждом стойком изменении амплитуды. В результате даже при плачевном состоянии периферического кровотока кривая на дисплее может иметь нормальный внешний вид и по ее форме трудно заподозрить неладное. В программном обеспечении некоторых мониторов содержится набор стандартных масштабов, и выбор новой шкалы осуществляется автоматически лишь в тех случаях, когда пики кривой выходят за пределы дисплея или сливаются с изолинией. Такой способ представления данных удобен тем, что позволяет в заданных диапазонах отслеживать изменения амплитуды ФПГ.

Для предотвращения потери информации о реальной амплитуде ФПГ на дисплее некоторых моделей предусмотрен специальный индикатор. Как правило, это столбик, высота которого отражает истинную величину пиков кривой. Максимальная высота столбика присуща нормальному периферическому кровотоку; при нарушении кровоснабжения столбик снижается. В дальнейшем, рассматривая амплитуду ФПГ, мы будем иметь в виду показания именно этого индикатора.

Отдельного упоминания заслуживает другой, более удобный, но редкий способ отображения ФПГ. После первоначального автоматического масштабирования врач вручную выбирает более удачный, с его точки зрения, постоянный масштаб и наблюдает за изменениями формы и высоты фотоплетизмограммы в динамике. Так работают, например, мониторы фирм DATEX и BRUEL & KJAER. Пульсоксиметры фирмы DATEX, кроме того, выдают численный параметр (он называется "амплитудный фактор"), отражающий реальный объем артериальных пульсаций. Мониторы с такой организацией дисплея позволяют отслеживать ситуации, когда амплитуда ФПГ превышает норму. Диагностическое значение этой функции приводится в разделе о клинических аспектах метода.

Фотоплетизмограмма по форме весьма похожа на кривую артериального давления, но, в отличие от последней, характеризует колебания объема микрососудов.

Амплитуда ФПГ зависит от тонуса микрососудов и ударного объема сердца.

 

Вот почему изменения фотоплетизмограммы далеко не всегда соответствуют изменениям артериального давления. При артериальной гипотензии, вызванной вазодилататорами, кривая на экране пульсоксиметра может иметь высокую амплитуду. И наоборот, снижение волн ФПГ при вазоконстрикции иногда наблюдается и на фоне артериальной гипертензии.

Микрососуды тканей пальца богато иннервированы волокнами симпатической системы и содержат большое количество рецепторов для "плавающих" катехоламинов. Поэтому активация симпатической системы, инфузия альфа₁-адреномиметиков, бета₂-адреноблокаторов, ангиотензина и других сосудосуживающих препаратов сопровождается снижением амплитуды ФПГ. Необходимо помнить, что данные, получаемые при пульсоксиметрии, из-за специфики регуляции пальцевого кровотока не всегда пригодны для суждения о кровоснабжении внутренних органов. Пример такого несоответствия — холодовая вазоконстрикция.

Второй фактор, от которого зависит форма фотоплетизмографической кривой,— ударный объем сердца, определяющий наполнение пульсовой волны. Его непосредственное влияние на амплитуду отдельных волн ФПГ прекрасно видно на экране пульсоксиметра при парадоксальном или альтернирующем пульсе. Кроме того, влияние сердечного выброса на форму ФПГ может быть и опосредованным, поскольку его снижение часто сопровождается периферической вазоконстрикцией.

Снижение амплитуды ФПГ служит признаком периферической вазоконстрикции и/или уменьшения ударного объема, а повышение амплитуды свидетельствует об обратном. Тонус сосудов — основной фактор, определяющий высоту волн фотоплетизмограммы.

 

К сожалению, пульсоксиметрия в своем современном варианте не позволяет дифференцировать вазоконстрикцию от уменьшения ударного объема. Принципиальная возможность такой дифференцировки, основанной на математическом анализе формы пульсовой волны, существует, но в серийных мониторах еще не реализована.

Форма ФПГ

 

Форма волны ФПГ индивидуальна, но полной клинической ее интерпретации пока нет. На нисходящем колене каждой волны заметна вырезка — дикротическая инцизура,— которая соответствует закрытию аортального клапана. За инцизурой следует дополнительный пик — дикротический зубец (рис. 1.9). Четкость изображения инцизуры и зубца на дисплеях разных моделей пульсоксиметров неодинакова, и нередко они представлены едва заметной волной.

 

При выраженной артериальной гипертензии или аортальной недостаточности дикротический зубец может быть очень высоким (рис. 1.10) и пульсоксиметр интерпретирует его как самостоятельную пульсовую волну. В результате частота пульса артефактно завышается.

 

В каждом случае, когда данные пульсоксиметрии свидетельствуют о выраженной тахикардии, непременно обратите внимание на форму ФПГ и посчитайте пульс вручную. При работе с пульсоксиметром, не выводящим ФПГ на дисплей, коррекции тахикардии обязательно должна предшествовать проверка частоты пульса. Наличие высокого дикротического зубца — типичная причина расхождения показаний пульсоксиметра и ЭКГ-монитора, поэтому такие артефакты нехарактерны для моделей, в которых использован принцип C-lock.

 

Рис. 1.9. Волна ФПГ как отражение пульсации артериол

 

Иногда в промежутках между пиками ФПГ наблюдаются дополнительные колебания — венозные волны (об их происхождении и роли см. "Артефакты и их источники", с. 22).

Пульсоксиметрия позволяет непрерывно контролировать важнейшую функцию легких — насыщение гемоглобина крови кислородом. При всей несомненной полезности этой информации нельзя забывать, что SpO₂ — лишь один из многих параметров, используемых для описания кислородного гомеостаза. Надеемся, что приведенных выше фрагментарных сведений из физиологии достаточно для того, чтобы понять, насколько непростой может стать трактовка этого показателя, когда он вырван из клинико-физиологического контекста. Тем не мене пульсоксиметрия — самый распространенный, а во многих случаях и вообще единственный доступный метод определения оксигенации.

 

Рис. 1.10. Высокий дикротический зубец, имитирующий волну ФПГ

 

Мониторинг амплитуды фотоплетизмограммы — простой и неинвазивный метод ориентировочной оценки периферического артериального кровотока. Если причина изменения ФПГ лежит на поверхности, заключение, сделанное врачом, поможет своевременно принять правильные меры и контролировать их эффективность. Однако при наличии сложных расстройств кровообращения, когда амплитуда ФПГ формируется под влиянием сразу нескольких факторов, она теряет самостоятельное диагностическое значение и становится лишь дополнительным аргументом в дифференциальной диагностике.

В следующей главе мы расскажем, как выжимать из этих параметров максимум пользы.