Az SpO₂ írásában az S és az O nagybetű, a p kisbetű, a 2 pedig alsó index: S — saturation, p — pulse, vagyis pulzoximéterrel mért szaturáció. Az elöl álló betűk fontosak: az SaO₂ ugyanez a mennyiség artériás vérből, analizátorral mérve, az ScvO₂ a centrális vénából, és az értékük eltér.
A szaturáció az oxigént kötő hemoglobin aránya, nem a vér oxigéntartalma: vérszegénységben az SpO₂ lehet 99 %, a szövetek mégsem kapnak elég oxigént. És nem is a PaO₂ parciális nyomás mmHg-ben, amely S alakú görbén keresztül függ össze a szaturációval, és 97 %-nál nagyjából 90 mmHg.
Balra egy ujjbegy a körömmel a LED-ek és a fotodióda közé szorítva: a vörös 660 nm-es és az infravörös 940 nm-es fény felváltva villan fel és halad át az ujjon, a benne futó artéria pedig a szívverés ütemére lüktet. Jobbra a kis kijelzőn fut a pulzushullám görbéje és villog az ütések jele, a lenti skála csúszkája pedig 97 %-ig ér — ez egy egészséges ember szokásos szaturációja tengerszinten.
Egységlap
oxihemoglobin-hányad · pulzus adatlap 1/1 · átd. 2026-09Pulzoximetria SpO₂ · % · min⁻¹
Dimenzió nélküli mennyiség · az oxihemoglobin hányada a pulzáló artériás vérben, %; pulzus — szívverés percenként
Két fény, amely belelát a vérbe
1972-ben Takuo Aoyagi, a tokiói Nihon Kohden cég mérnöke a perctérfogatot próbálta mérni abból, ahogyan egy festék felhígul a vérben, és bosszantotta egy zavar: a fülön áthaladó fény jele a pulzus ütemére remegett. Rájött, hogy ez a remegés valójában ajándék — csak az artériás vér pulzál, és ha csak a kétféle színű fény ingadozó részét nézzük, a bőr, a csont és a vénák maguktól kiesnek a számításból.
Így született meg a pulzoximéter — egy csipesz, amely másodpercek alatt megmutatja, hogy az artériák hemoglobinjának hány százaléka szállít oxigént. Az 1980-as évek végére kötelező lett az altatásban, a 2020-as világjárványban pedig emberek millióinak otthoni eszköze, és ekkor derült ki, hogy sötét bőrű embereknél gyakrabban mutat normál értéket, amikor már kevés az oxigén.
Az adatlap átvezeti a fényt az ujjon, megmutatja, hogyan lesz két pulzushullámból százalék, és sorra veszi, honnan ered a hiba, és mit tesznek ellene a hatóságok.
01 · Meghatározás
két fény · R arány · kalibrációAz SpO₂ az oxihemoglobin aránya az oxigénszállításra képes hemoglobinon belül, a szöveten áthaladt fény alapján mérve. Az oxihemoglobin élénkpiros, és keveset nyel el a 660 nm-es vörös fényből, de többet a 940 nm-es infravörösből, a redukált hemoglobin pedig fordítva; a két elnyelés aránya mutatja meg, mennyi hemoglobin kötött oxigént.
Hogy kiszűrje a bőrt, a csontot és a vénás vért, a műszer csak a jel pulzáló részét, az AC-t veszi, és mindkét színre elosztja az állandó résszel, a DC-vel, majd a vörös arányt elosztja az infravörössel. Így egy dimenzió nélküli R szám adódik, az „arányok aránya”, és minél nagyobb, annál alacsonyabb a szaturáció.
A fény az ujjban túl bonyolultan szóródik ahhoz, hogy a százalékot elméletileg le lehessen vezetni R-ből, ezért az összefüggést kísérletileg határozzák meg: önkéntesek csökkentett oxigéntartalmú keveréket lélegeznek be, artériás vért vesznek tőlük, és az „R — SaO₂” pontok adják a műszerbe beégetett kalibrációs görbét. Egyszerűsítve ez közel áll az SpO₂ ≈ 110 − 25·R egyeneshez.
Mit lát a műszer, és mit nem
Balra egy valódi ujjra csíptethető pulzoximéter egy olyan ujjon, amelynek bőre a Monk-skála szerint van színezve: a felső fedélen világít a kijelző a szaturációval és a pulzussal, a házon vágott ablak pedig megmutatja, hogyan világítja át felváltva a vörös és az infravörös LED az ujjbegyet a lüktető artéria fölött a fotodiódáig. Jobbra egy betegágy melletti monitor két pulzushullámmal, ahogyan a fotodióda látja őket: kilengésük az AC, eltolásuk a DC. A csúszkák az artériás vér valódi szaturációját, a bőr pigmentáltságát, a perfúziót és a pulzust állítják; a műszer a saját számát mutatja, az adatlap pedig összeveti a valósággal.
Kalibrálás világos bőrű önkénteseken
A melanin a vörös fényt jóval erősebben nyeli el, mint az infravöröst, így sötét bőrben kevesebb vörös fény jut el a lüktető artériáig és vissza, a jel pedig gyengébb és eltolódott lesz. Ha a kalibrációs görbét főleg világos bőrű önkénteseken vették fel, a műszer nem veszi figyelembe ezt az eltolódást, és túlbecsüli a szaturációt, méghozzá alacsony értékeknél a legjobban, ahol a hiba a legveszélyesebb. 2020-ban egy, a NEJM-ben megjelent vizsgálat kimutatta, hogy a rejtett hipoxémia — 88 % alatti valódi SaO₂ 92—96 %-os SpO₂ mellett — fekete bőrű betegeknél háromszor gyakoribb volt, mint fehéreknél.
02 · Átszámítás
görbe · pontosság · magasságA százaléktól az oxigén nyomásáig
Adja meg a szaturációt, az oxigén parciális nyomását vagy az R arányt, és az adatlap a hemoglobin disszociációs görbéje alapján átszámítja őket egymásba, megmutatja, milyen tartományban van a valódi SaO₂ a műszer megengedett hibája mellett, és milyen szaturáció várható nagy magasságban.
Megjegyzendő: 90 % szaturáció nagyjából 60 mmHg oxigénnyomásnak felel meg, és e pont alatt a görbe meredeken zuhan.
A szén-monoxid a hemoglobinhoz kötődve karboxihemoglobint képez, amely 660 nm-en szinte olyan, mint az oxihemoglobin, így mérgezéskor a pulzoximéter normális 98 %-ot mutat, holott a vérben nincs elég oxigén. A methemoglobin ezzel szemben a kijelzést 85 % felé húzza, bármekkora is a valódi szaturáció; mindkét esetben csak a vérgázanalizátor CO-oximétere mondja meg az igazat.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Mérőeszközök
fül · csipesz · óra · CO-oximéterA vér színének négyféle mérése
Műszer oxigénmaszk nélküli pilótáknak
A háború idején Glenn Millikan füloximétert épített, hogy figyelmeztesse a pilótákat az oxigénhiányra nagy magasságban. A fülcimpát melegítették, hogy a benne lévő vér szinte artériássá váljon, a műszer pedig a vörös és a zöld fényt hasonlította össze; működött, de szeszélyes volt, és minden emberen kalibrálni kellett, mert a jel pulzáló részét még nem tudták elkülöníteni.
Aoyagi csipesze
A csipeszben két LED kapcsol be felváltva, néha egy szünettel, amely alatt a fotodióda a szoba háttérfényét méri, így a műszer másodpercenként több százszor kap három jelet. A vörös és az infravörös hullámból leválasztja a pulzáló részeket, kiszámítja az R-t, néhány másodpercre átlagolja, és a kalibrációs táblázat alapján százalékra váltja, a hullám periódusából pedig a pulzust kapja.
Fény, amely nem halad át
Egy óra nem tudja átvilágítani a csuklót, ezért a LED és a fotodióda egymás mellett van, és a műszer a bőr alól visszaszóródó fényt fogja fel. A pulzust így megbízhatóan mérik, többnyire zöld fénnyel, a szaturáció viszont pontatlanabb: a jel gyengébb, a csukló mozog, és a legtöbb ilyen eszköz nem orvostechnikai eszköz.
A mérce, amelyhez a csipeszt mérik
A vérgázanalizátorban az artériás vért hemolizálják, küvettába teszik, és több tucat hullámhosszon világítják át, így a műszer külön-külön megkülönbözteti az oxihemoglobint, a redukált hemoglobint, a karboxi- és a methemoglobint. Az általa mért SaO₂ az igazság, amelyhez a pulzoximétereket kalibrálják és ellenőrzik, és kétes esetben az orvos artériás vért vesz, ahelyett hogy a csipesznek hinne.
05 · Írásszabályok
Sp és Sa · százalék · oxigénAz O₂ előtti betű a műszert nevezi meg
A szaturációt a forrás jelölésével, egész százalékban és a körülmények megadásával írják: levegőt lélegzik-e az ember, vagy oxigént kap.
A jobb oldali első sor elveszíti a kis- és nagybetűket, az indexet és a százalékjelet, a második összekeveri a szaturációt az oxigén nyomásával, a harmadik pedig egyenlőségjelet tesz a csipesz és a vérgázanalizátor közé, pedig a műszer megengedett hibája néhány százalék. A negyedik a kötött hemoglobin arányát oxigénmennyiségnek nevezi, az ötödik tizedes pontosságot tulajdonít a műszernek, amellyel az nem rendelkezik, a hatodik pedig hertzben írja a pulzust, holott a percenkénti 72 szívverés 1,2 Hz.
06 · Szomszédos egységek
nyomás · hullámhossz · frekvenciaAz SpO₂ szomszédai a higanymilliméter, amelyben a vér oxigénnyomását mérik, a nanométer — az a hullámhossz, amelyen a hemoglobinok színe eltér —, és a percenkénti szívverés, amelyet ugyanaz a műszer a pulzushullámból számol.
A hemoglobin S alakú disszociációs görbéje köti a szaturációhoz.
A 660 és a 940 nm ott van, ahol a hemoglobinok a legjobban eltérnek.
A pulzus a pulzushullám periódusából, ugyanaz a frekvencia, mint a szívé.
07 · Történeti rész
archívum · a fülcimpától az FDA-igHogyan lett a zavarból a fő jel
{title}
{text}
Milyen gyakran siklott el a műszer az oxigénhiány fölött
Az oszlop magassága azon mérési párok aránya, ahol az SpO₂ 92—96 % volt, a valódi SaO₂ pedig 88 % alatti, fehér és fekete bőrű betegeknél Sjoding és munkatársai vizsgálatában, NEJM 2020; a skála nullától 12 %-ig tart. A keret körülveszi az oszlopokat.
Háromszoros különbség ugyanannál a kijelzett számnál — és éppen e munka után vizsgálták felül a hatóságok a vizsgálati követelményeket.
Műszer, amelynek kalibrációja emberekből áll
A pulzoximéternek nincs olyan etalonja, amelyet a csipeszbe lehetne tenni: a kalibrációs görbét minden modellnél élő embereken veszik fel, akiktől a laboratóriumban fokozatosan megvonják az oxigént, és közben artériás vért vesznek tőlük. Az ISO 80601-2-61 szabvány legalább tíz egészséges önkéntest és több száz pontpárt ír elő a 70 és 100 % közötti tartományban, a pontosságot pedig az Arms négyzetes középeltéréssel fejezik ki: a hatóságok legfeljebb három-négy százalékot engednek meg.
A gyenge pontnak e tíz ember összetétele bizonyult. A régi szabályok csak néhány sötét bőrű önkéntest írtak elő, így a vizsgálaton átment műszereket rajtuk szinte nem is ellenőrizték; az egész csoportra számított átlagos hiba kicsinek látszott, az emberek egy részénél jelentkező szisztematikus eltolódás pedig feloldódott benne.
A 2020—2022 közötti vizsgálatok után az FDA szakértői testületet hívott össze, és azt javasolta, hogy a műszereket a pigmentáltság teljes tartományát lefedő embereken vizsgálják, a pigmentáltságot objektíven, a bőr színe alapján, ne kérdőívvel mérjék, és minden csoportra külön adják meg a pontosságot. Így a méltányosság kérdése először vált mérésügyi kérdéssé: kinek jutott a kalibráció.
Az SI hét alapegysége
Mennyiségek katalógusa
Orvoslás
Egy csepp sav megváltoztatja a lé színét, a só megfesti a lángot, a víz egy koppintásra megfagy. Alattuk a Simetrium összes lapja, szakterület és ábécé szerint.
A mutató megnyitása →