Измеритель кислорода своими руками

Пульсоксиметр — устройство измерения кислорода в крови

Одним из средств диагностики при COVID-19 является измерении уровня кислорода в крови. Сейчас эти измерения делают с помощью прибора — пульсоксиметра. Желательно производить ряд измерений при различных условия, так как у разных людей показания могут меняться.

Содержание кислорода в крови у здорового человека составляет 96-100%. Быстрое снижение показателя указывает на развитие легочных либо сердечно-сосудистых заболеваний. Показатель ниже 90% свидетельствует об острой дыхательной недостаточности. Уменьшение значения на 3-4% от обычного для человека уровня может указывать на наличие тяжелого заболевания. В состоянии покоя уровень кислорода в крови (сатурация) обычно увеличивается, во время сна и при физических нагрузках – снижается.

Более насыщенная кислородом кровь имеет более яркий оттенок красного цвета. С изменением насыщенности крови кислородом (сатурации) меняется степень поглощения и отражения лучей красного и инфракрасного света, направленных на капилляры. При этом, проходя через кровь и ткани, световой сигнал приобретает пульсирующий характер под воздействием изменяющегося объема кровеносных сосудов.

Во время начала эпидемии такие приборы сильно подскочили в цене. Впрочем, также подскочила цена и на бесконтактные термометры. Например, в апреле месяце цена на бесконтактные термометры доходила до 14 тыс.руб.

Сейчас цены уже пришли в норму и самый дешевый пульсоксиметр на Али можно купить за 300 рублей, а бесконтактный термометр и того дешевле.
Мастер предлагает нам собрать пульсоксиметр своими руками.

Шаг первый: общие сведения
В данной самоделке мастер использует сенсорный модуль MAX30102 представленный в начале 2016 года компанией Maxim Integrated. MAX30102 — это интегрированный модуль биосенсора пульсоксиметра и монитора сердечного ритма. Он объединяет красный и инфракрасный светодиоды, фотодетектор, оптические компоненты и малошумную электронную схему с подавлением окружающего света. MAX30102 работает от источника питания напряжением 1,8 В. Отдельный источник питания 5,0 В требуется для излучения встроенных светодиодов.

Взаимодействие с внешними устройствами происходит через стандартный интерфейс I2C.
Мастер подключит датчик к плате ESP32, чтобы принимать входные данные и отображать контролируемый уровень кислорода в приложении Blynk на смартфоне.

Подробно о приложении Blynk можно прочесть в этой статье.

Шаг четвертый: код
Прилагаемый здесь код является полным. Просто нужно внести некоторые изменения в соответствии с «Blynk Auth Token» пользователя и настройками Wi-Fi. Загрузка стандартная, с помощью Arduino IDE.
Max30102_Oxymeter.ino

Источник

Как пользоваться пульсоксиметром

Пульсоксиметр — прибор, который помогает измерять концентрацию кислорода в артериальной крови, этот показатель называется сатурацией кислорода, или SpO₂.

Пульсоксиметр используют при заболеваниях легких, чтобы не пропустить момент, когда уровень кислорода в крови станет опасно низким. От недостатка кислорода страдают все органы и ткани, в первую очередь — сердце и мозг.

Воспаление легких — частое осложнение тяжелой коронавирусной болезни. Однако это не значит, что пульсоксиметр необходим всем без исключения заразившимся людям. В этой статье мы расскажем, кому может пригодиться этот прибор, как им правильно пользоваться, чтобы получить точный результат, и как его правильно выбрать.

Зачем врачи используют пульсоксиметр при коронавирусной болезни

Пульсоксиметр — гаджет 2020 года. В клинической практике он позволяет врачу в спорных случаях своевременно направить пациента на госпитализацию. При госпитализации пульсоксиметрия в числе комплекса исследований помогает принять решение, куда направить пациента, — в обычное или реанимационное отделение, подобрать ему режим кислородотерапии и отслеживать ее эффективность. На этапе реабилитации пульсоксиметрия может быть использована, чтобы оценивать прогресс в переносимости физических нагрузок.

Отслеживать SpO₂ крайне важно, так как при COVID-19 даже тяжелый дефицит кислорода очень часто субъективно переносится достаточно легко, иногда практически бессимптомно.

Кому нужно измерять кислород в крови при коронавирусной болезни

Существуют российские и международные клинические рекомендации — это постоянно обновляющиеся инструкции для врачей о том, как правильно лечить коронавирусную болезнь. В них подробно указано, кому нужно измерять кислород в крови. Клинические рекомендации разных стран могут различаться в деталях, но в ключевых моментах они похожи. Согласно им, людям, которые лечатся от коронавируса дома, смысла использовать пульсоксиметры нет.

Временные методические рекомендации МинздраваPDF, 11,2 МБ

Клиническое ведение COVID-19 — рекомендации ВОЗPDF, 2,1 МБ

Российские клинические рекомендации предписывают оставлять дома пациентов с легким и среднетяжелым течением коронавирусной болезни. Степень тяжести болезни определяет лечащий врач после осмотра. Однако у некоторых людей, заразившихся коронавирусом, самочувствие начинает ухудшаться уже после того, как врач уйдет. Поэтому, если температура поднялась выше 38 °C, появилась одышка или давление упало ниже 90/60 мм рт. ст. , как можно скорее позвоните врачу и проконсультируйтесь с ним, как быть дальше.

Чтобы не пропустить момент, когда станет хуже, достаточно следить за этими тремя симптомами. Но некоторые специалисты считают, что пульсоксиметр может быть полезен в качестве дополнительного средства самоконтроля.

Кому действительно нужен пульсоксиметр

При правильном использовании пульсоксиметр — незаменимый диагностический прибор в руках врача. Но рекомендовать покупку этого прибора всем людям, которые заболели или опасаются заболеть ОРВИ, в том числе COVID-19 , нецелесообразно.

Четыре заболевших человека из пяти переносят коронавирусную болезнь в легкой форме, им измерять SpO₂ в принципе не нужно. Многие будут неправильно пользоваться прибором. При этом, с врачебной точки зрения, нормальные значения SpO₂, измеренные пациентом, не исключают необходимости его осмотра и опроса — как и сообщение о снижении сатурации. Будет ли пациенту психологически спокойнее иметь под рукой пульсоксиметр, или, наоборот, он станет поводом для дополнительных тревог, зависит от психологических особенностей человека.

Вероятно, домашний персональный пульсоксиметр мог бы быть действительно полезным, если:

1. пациент по каким-либо причинам не госпитализируется при наличии показаний;
2. пациент относится к группе риска неблагоприятного протекания заболевания;
3. у пациента или его семьи сложились доверительные партнерские отношения с участковым врачом, который сможет использовать данные пульсоксиметрии для своевременной коррекции терапии и госпитализации пациента.

Как разобраться с показаниями пульсоксиметра

У здоровых взрослых людей, которые не курят и живут не в горах, уровень насыщения крови кислородом считается нормальным, когда SpO₂ находится в пределах 96—100% . Если человек живет в горах, нормальный уровень SpO₂ у него может быть в пределах 95—100%.

Норма SpO₂ — международный учебник для студентов-медиков

При легком течении коронавирусной болезни SpO₂ должен быть в норме. При среднетяжелом течении SpO₂ обычно снижается до 94—95% . Если SpO₂ упал ниже 95%, как можно скорее позвоните врачу.

У пациентов в тяжелом состоянии SpO₂ равен 93% или меньше.

В течение дня уровень кислорода в крови может колебаться, поэтому имеет смысл делать измерения как минимум дважды, утром и вечером.

Чтобы результаты можно было сравнить, измеряйте SpO₂ в одной и той же позе, в одно и то же время и на одном и том же пальце одной и той же руки. По некоторым данным, SpO₂ на указательном пальце чуть ниже, чем на среднем пальце той же руки. На пальцах разных рук результаты тоже отличаются.

На какие показатели пульсоксиметра нужно обращать внимание при коронавирусной болезни?

Пропустить сатурацию 93% легко. Пациенты не чувствуют одышки субъективно, зато имеют выраженную слабость, и она является аналогом одышки. Сатурация 93% может не сопровождаться возбуждением и тревогой. Часто при этом пациент просто не может встать и дойти до компьютера, телефона, туалета; испытывает повышенную сонливость.

Повод для повторного вызова врача у пациентов младше 60 лет:

1. лихорадка выше 38 °C;
2. продолжающаяся слабость;
3. падение сатурации на 5—9 день болезни до 95% и ниже при изначальной сатурации 98—99% .

Пациенты старше 60 лет изначально в группе риска, поэтому можно не ориентироваться на сатурацию, а принимать во внимание только лихорадку, слабость. Если наблюдаются эти признаки, вызывать врача нужно, даже если сатурация 95—96% .

Как работает пульсоксиметр

Принцип работы всех пульсоксиметров одинаковый. Во всех есть источники красного света — диоды, чувствительные к свету датчики и монитор с дисплеем, на который выводится результат.

Пульсоксиметр обычно похож на прищепку, которую нужно цеплять к пальцу. Диоды и датчики у прищепки находятся внутри, а дисплей — снаружи. Когда прищепку надевают на палец, луч света проходит сквозь него. А поскольку насыщенная кислородом артериальная кровь пропускает свет иначе, чем артериальная кровь, в которой кислорода мало, датчик фиксирует отклонение от нормы и выводит результат на экран.

Как правильно измерять сатурацию пульсоксиметром

Измерять сатурацию нужно примерно как давление — правила очень похожи:

1. Сядьте поудобнее и положите руку на стол. Лучше всего, если рука при этом будет теплой и расслабленной.
2. Наденьте пульсоксиметр на палец. Датчик должен находиться у основания ногтя. Если датчик оказался над ногтем, ничего страшного — но чтобы получить точный результат, перед измерением с ногтя придется стереть лак. Накладные ногти для надежности тоже лучше убрать.
3. Не шевелитесь во время измерения — иначе угол падения света будет неправильным, и результат получится неточным.
4. Дождитесь звукового сигнала о том, что измерение окончено.

У парализованных людей пульсоксиметр-прищепка занижает сатурацию. Для них нужен пульсоксиметр с клеящимися электродами.

Как выбрать пульсоксиметр

В интернет-магазинах можно встретить три типа приборов, которые называются пульсоксиметрами. Для самодиагностики при коронавирусной болезни подходят не все.

Пульсоксиметры-прищепки. Надеваются на палец, предназначены для однократного измерения SpO₂. Работают такие устройства на двух батарейках типа AAA.

Производители обязаны регистрировать пульсоксиметры-прищепки как медицинские изделия и выдавать им регистрационные удостоверения — РУ. Поэтому перед покупкой имеет смысл проверить приглянувшееся устройство в государственном реестре медицинских изделий. Для этого достаточно зайти на сайт Росздравнадзора и ввести название пульсоксиметра в поисковую строку.

В 2016 году исследователи протестировали шесть пульсоксиметров такого типа и пришли к выводу, что в целом они не так точны, как анализы на газы крови, которые делают в больнице. Однако, если у пациента SpO₂ в пределах 90—100%, эти устройства оказались почти такими же точными, как анализы крови. Это значит, что пульсоксиметры можно использовать для самопроверки при коронавирусной болезни.

Пульсоксиметры круглосуточного наблюдения. Эти устройства тоже крепятся на палец, при этом от них отходит шнур, который идет к браслету с монитором. Такие устройства предназначены для круглосуточного мониторинга SpO₂ у лежачих пациентов, их носят не снимая. Питается такое устройство от сети, в среднем выдерживает 500 перезарядок. Пульсоксиметры для круглосуточного наблюдения зарегистрированы как медицинские изделия, у них должно быть РУ.

Р . Источник: oxy2.ru» loading=»lazy» data-bordered=»true»>

Эксперимент показал, что пульсоксиметры с браслетом, как правило, помогают получить достаточно надежные результаты даже у людей, которые занимаются домашними делами. Однако движение все-таки мешает определению SpO₂, поэтому иногда прибор ошибается и выдает неправильный результат.

«Прищепки» и «браслеты» никто пока не сравнивал. Но пока кажется, что здоровым людям, которые постоянно двигаются и не лежат в кровати, для самоконтроля при коронавирусной болезни все-таки надежнее использовать пульсоксиметры-прищепки.

Как проверить качество пульсоксиметра

Пульсоксиметры бывают дорогими и дешевыми. Дорогие пульсоксиметры стоят более 20 000 Р и в целом устойчиво выдают точные показатели в условиях воздействия неблагоприятных факторов.

Дешевые пульсоксиметры стоят менее 10 000 Р и делятся на две категории: дешевые хорошие, которые в случае неблагоприятных условий измерения просто выключаются, и дешевые плохие, которые в неоптимальных условиях начинают выдавать ложные значения.

Отличить их друг от друга позволяет простой тест. Если поднять над головой палец с пульсоксиметром во время измерения, то в определенный момент хороший пульсоксиметр отключится. Плохой пульсоксиметр в этой ситуации станет занижать значение сатурации.

Фитнес-трекеры и умные часы. В некоторых интернет-магазинах пульсоксиметрами называют в том числе и спортивные гаджеты, которые нужно носить не на пальце, а на запястье. У некоторых из этих устройств, например Apple Watch Series 6 или пульсоксиметра CMS 50F, действительно есть датчики, которые позволяют измерять SpO₂. Хотя технология измерения концентрации кислорода в этих умных часах напоминает ту, что используется в пульсоксиметрах-прищепках, это не одно и то же .

Подробнее всего о своем устройстве рассказала компания «Эпл». На задней поверхности часов есть и светодиоды, и датчики. Как и в пульсоксиметрах, светодиоды «просвечивают» артерии, однако свет не проходит насквозь, а отражается от кровеносных сосудов и попадает на датчики, которые передают его в приложение.

Компания «Эпл» планирует выяснить, можно ли использовать умные часы для диагностики и контроля за состоянием при коронавирусной болезни. Однако, пока результатов исследования нет, доверять этому гаджету преждевременно, потому что измерения могут быть неточными.

Предварительные результаты тестирования умных часов с функцией определения SpO₂ пока неутешительны. Обозреватель новых технологий из газеты «Вашингтон-пост» протестировал Apple Watch Series 6 и очень похожие на них часы Fitbit Sense. При каждом тесте он получал разные результаты, которые не совпадали с данными от пульсоксиметра-прищепки.

Ни одни умные часы с функцией пульсоксиметрии, включая Apple Watch Series 6, не зарегистрированы в качестве медицинского изделия. Представители «Эпла» пишут, что умные часы не предназначены для использования в медицинских целях.

Приложения для смартфонов тоже не подходят для контроля за состоянием при COVID-19 . В 2019 году ученые скачали три приложения для измерения уровня кислорода в крови и протестировали их. Oximeter и Heart Rate & Pulse Oximeter использовали встроенную в смартфон камеру, а приложение iOx использовало дополнительное устройство с диодами и датчиками, по принципу действия похожее на умные часы. Его нужно было подключать к смартфону. Исследователи сравнили данные приложений с результатами, полученными на больничном мониторе SpO₂, и пришли к выводу, что точных результатов не дает ни одно из приложений.

Источник