Zasada działania i dokładność pomiaru pulsoksymetru

Pulsoksymetr to nieinwazyjne urządzenie medyczne, które w sposób szybki i bezpieczny umożliwia ocenę natlenienia krwi tętniczej (saturacji, oznaczanej jako SpO₂) oraz częstości tętna. Jest powszechnie stosowany w szpitalach, gabinetach lekarskich, a także w warunkach domowych, szczególnie u pacjentów z chorobami układu oddechowego, krążeniowego i w okresie zakażeń wirusowych, takich jak COVID-19. W artykule przedstawiono mechanizm działania pulsoksymetru oraz czynniki wpływające na dokładność pomiarów.

Zasada działania pulsoksymetru

Pulsoksymetr działa na podstawie spektrofotometrii przezskórnej, wykorzystując dwie długości fal światła:

* Czerwoną (około 660 nm)
* Podczerwoną (około 940 nm)

Urządzenie składa się zazwyczaj z dwóch diod emitujących światło i detektora. Gdy pulsoksymetr jest założony na palec, ucho lub inną część ciała, światło przechodzi przez tkanki i jest absorbowane przez hemoglobinę w krwinkach czerwonych.

Hemoglobina a światło

Hemoglobina występuje w dwóch podstawowych formach:

* Oksyhemoglobina (HbO₂) – nasycona tlenem
* Hemoglobina odtlenowana (Hb) – bez cząsteczki tlenu

Każda z tych form inaczej absorbuje światło:

* HbO₂ silniej pochłania światło podczerwone
* Hb silniej pochłania światło czerwone

Na podstawie proporcji pochłaniania światła przez obie formy hemoglobiny, urządzenie oblicza procentową zawartość HbO₂ – czyli saturację krwi.

Zakres dokładności

Dla większości certyfikowanych pulsoksymetrów:

* Dokładność wynosi ±2% w zakresie 90–100% SpO₂
* Dokładność maleje przy saturacjach <90%, a szczególnie <80%

Czynniki wpływające na dokładność pomiaru

1. Perfuzja obwodowa

   * Niska perfuzja (np. hipotermia, wstrząs, skurcz naczyń) może znacznie zaburzyć pomiar, ponieważ pulsoksymetr wykrywa sygnał pulsacyjny.

2. Ruch pacjenta

   * Ruchy ręki lub palca mogą prowadzić do artefaktów pomiarowych.

3. Pigmentacja skóry i lakier do paznokci

   * Ciemne lakiery (szczególnie niebieski, zielony, czarny) oraz silna pigmentacja skóry mogą zmieniać pochłanianie światła i zaniżać wynik.

4. Zatrucie tlenkiem węgla (CO)

   * Pulsoksymetr nie odróżnia karboksyhemoglobiny od oksyhemoglobiny, co może prowadzić do **fałszywie wysokich wyników** przy zatruciu CO.

5. Methemoglobinemia

   * Obecność methemoglobiny może powodować **fałszywe odczyty około 85%**, niezależnie od rzeczywistej saturacji.

6. Zimne kończyny

   * Mogą zaburzyć przepływ krwi i zmniejszyć sygnał, co prowadzi do niestabilnych wyników.

7. Światło otoczenia

   * Silne światło (np. lampa operacyjna, światło słoneczne) może zakłócać działanie detektora.

Interpretacja wyników SpO₂                  
95–100%  Prawidłowa saturacja                               
90–94%  Lekka hipoksemia                                   
<90%  Ciężka hipoksemia, wskazanie do pilnej interwencji 
<80%  Potencjalnie zagrażająca życiu hipoksemia          

U pacjentów z przewlekłymi chorobami płuc (np. POChP) dopuszcza się niższe wartości jako indywidualną normę.

Zastosowania kliniczne

* Monitorowanie pacjentów podczas znieczulenia ogólnego i sedacji
* Kontrola saturacji w chorobach układu oddechowego (np. astma, COVID-19)
* Ocena wydolności oddechowej u noworodków
* Diagnostyka bezdechu sennego
* Opieka domowa u pacjentów z tlenoterapią

Nowoczesne technologie i przyszłość pulsoksymetrii

Nowe generacje pulsoksymetrów, zwłaszcza typu reflectance (odbiciowe, np. na czoło), oferują lepszą dokładność w warunkach słabej perfuzji. Technologie cyfrowe i integracja z urządzeniami mobilnymi pozwalają na długoterminowy monitoring i analizę trendów saturacji.

Trwają prace nad urządzeniami, które będą rozróżniać więcej frakcji hemoglobiny (np. karboksy-, methemoglobina) – tzw. pulsoksymetry wielofalowe (ang. *multi-wavelength pulse oximeters*), co może znacząco zwiększyć bezpieczeństwo diagnostyki.

Pulsoksymetria to nieinwazyjna, szybka i stosunkowo dokładna metoda oceny natlenienia krwi, mająca kluczowe znaczenie w monitorowaniu stanu pacjentów. Mimo wysokiej użyteczności, dokładność pomiarów zależy od wielu czynników zewnętrznych i wewnętrznych, dlatego interpretacja wyników powinna być zawsze dokonywana w kontekście klinicznym. Znajomość zasad działania i ograniczeń pulsoksymetru jest niezbędna zarówno dla personelu medycznego, jak i pacjentów korzystających z tych urządzeń w warunkach domowych.