Несколько лет я держу у себя датчик CO2 и уже писал о том, какого качества воздух в разных помещениях, транспорте, ситуациях. А сейчас задался вопросом, какова связь между повышением CO2 в окружающем пространстве и уровнем кислорода в крови. Для этого я использовал браслет Huawei Band 4 Pro. Подопытным кроликом выступал сам, сделав добрую сотню замеров в разных ситуациях (в духоте, на свежем воздухе). Под катом – куча всяких циферок.
Просто мысль вслух: основной показатель на госпитализацию с COVID-19 – это появление одышки, вызванной падением уровня кислорода в крови (Sp02). Однако одышка может появиться и без всякого SARS CoV-2. Главная причина – глухие пластиковые окна квартир, где многие сейчас, кстати, работают в режиме хоум-офиса. Они препятствуют нормальному воздухообмену. И если вдруг так случилось, что у вас или ваших знакомых появились подозрения на пневмонию с сопутствующими симптомами, простое проветривание может сыграть свою роль. Но об этом ниже.
В домах и квартирах с закрытыми пластиковыми окнами, даже при наличии работающей вентиляции, воздух очень быстро становится практически не��ригодным для дыхания. Нет, кислорода в нем достаточно, но растет уровень CO2, который весьма заметно влияет на самочувствие и работоспособность.
Приведу знакомые многим цифры (для тех, кто ранее прошел мимо этой темы). Кратко про норму: в городе на улице ~400 ppm (частей на миллион), что для CO2 соответствует 0,04% об.д. (объемные доли). В хорошо проветриваемом помещении ~650 ppm. При строительстве и проектировании систем вентиляции берут за основу ГОСТ 30494-2011. Этот документ оптимальным для здоровья считает уровень CO2 в диапазоне 800 – 1000 ppm. А воздух с CO2 в 1000 ppm и более официально называется низкокачественным.
Далее приведу пару табличек из Википедии, которые вполне адекватные:
Единственное, по моим наблюдениям «жалобы на несвежий воздух» обычно начинаются с 900 ppm. При 600-800 никто никогда не жаловался.
Суммируя информацию из разных источников, делаю вывод, что если уровень кислорода в крови падает ниже 85-90%, это повод обратиться за помощью.
Примерно 80% CO2 переносится в организме эритроцитами, еще 7-10% гемоглобином эритроцитов (который таскает кислород) и оставшееся — плазмой крови.
Газообмен происходит за счет разности парциального давления каждого газа.
Ухудшение отдачи CO2 в альвеолах легких закисляет кровь, что в свою очередь замедляет процесс присоединения кислорода к гемоглобину.
Это краткая теория, а теперь небольшой эксперимент.
Замеры CO2 проводил с помощью китайского приборчика HT-501. В нем используется датчик CO2 шведской компании SenseAir. Кому интересны детали по этому прибору – вот тут я выкладывал его детальный обзор.
Для измерения SpO2 прихватизировал у жены на несколько дней новый браслет Huawei Band 4 Pro с прошивкой 1.5.0.60, которая вышла в конце апреля. В ней как раз активирован пульсоксиметр.
Замеры проходят стабильно, если браслет размещать перед кистевым (лучезапястным) суставом.
Предлагаю сначала взглянуть на замеры CO2.
Приведу личные ощущения с краткими комментариями.
1000 ppm — если дома, то нормально, ничего не замечаешь. Но в офисе этот же уровень поселяет в голове мысль, что пора проветрить. Причем у всех присутствующих.
1500 ppm. Теперь пора проветривать и дома. Но в целом как бы нормально, хотя голова уже соображает чуть хуже. Почему дом отличается от офиса – пока не понял. Но различия заметны.
2000 ppm. Дыхание слегка учащается. Думать не хочется, мозги слегка ватные и ленивые. Если дело происходит в общественном транспорте, да еще и стоя, то лично мне становится очень некомфортно. Может начаться головокруже��ие, но это моя личная особенность.
2500 ppm. Дома может появиться чувство, что делаешь неполный вздох. Но зависит от ситуации. Видать, есть еще факторы, которые влияют на ощущения.
3000+ ppm. В ста процентах случаев учащается дыхание и пульс. Работоспособность снижается. Читая книгу, периодически приходится перечитывать отдельные абзацы.
Если утром проснулся, а в комнате вот такая «обстановка» (>3000 ppm), ощущения — как будто накануне перебрал. Переход в помещение со свежим воздухом воспринимается как выход на холод, хотя температура в помещениях одинакова (незначительные отличия лишь во влажности — 35% против 50% в душном).
Вот тут все интереснее. Huawei Band 4 Pro замеряет уровень кислорода в крови достаточно долго. Первые значения появляются секунд через 15, а далее еще секунд 30 он показывает их в динамике, после чего выдает окончательный результат, подсчитанный по каким-то своим алгоритмам.
Я ожидал, что в душном помещении и на свежем воздухе результаты будут примерно одинаковы. Отчасти это так и оказалось. На улице или в помещении со свежим воздухом десятки замеров показали, что уровень SpO2 стабильно держится в диапазоне 95-98%. В динамике наблюдаются скачки в пределах еще 1-2 единиц, но это редко.
Если на датчике CO2 около 2000 ppm, картина с SpO2 не меняется. А вот с 3000 ppm показания SpO2начинают «плыть». Первый замер я сделал утром после пробуждения в «закупоренном» помещении с CO2 на отметке 3400 ppm. Браслет в динамике скакал от 85 до 90%, зафиксировав в итоге 89%.
После того как я подышал пару минут в соседней комнате, данные уже не опускались ниже 92% вне зависимости от того, где я делал замеры (в духоте или на свежем воздухе). Вдобавок закралось подозрение, что после пробуждения уровень кислорода может быть сниженным и по другим причинам. Поэтому я сделал второй более чистый эксперимент, засев в ванной комнате с книжкой (предварительно заглушив вентиляцию). Через час с небольшим датчик показывал 3800 ppm, а браслет стабильно фиксировал значения SpO2 на уровне 93% и учащенный пульс (93 вместо типичных 85).
Выход на свежий воздух спустя некоторое время давал стабильные значения SpO2 в 95-96%. Т.е. формальная разница в плане SpO2 между душным помещением и проветренным таки есть.
Еще один момент, который я подметил, делая другие замеры в душных помещениях с 2000-3000 ppm – это нестабильность результатов. Если на свежем воздухе повторяемость результатов высокая, например, четыре замера подряд выдадут значения в диапазоне 95-97%, то в духоте вы можете намерить и 93%, и 96%, и 92% в одной серии.
Поскольку поставленные эксперименты были неидеальными, а измерительные приборы – любительского класса (что-то мне подсказывает, что для Band 4 Pro надо еще поколдовать над прошивкой), можно лишь сказать, что да, связь между уровнем кислорода в крови и уровнем CO2 в окружающем воздухе есть (спасибо, Кэп). В душном помещении насыщенность крови кислородом начинает «гулять» и в итоге снижается. И если вы хотите помочь приболевшему человеку с симптомами пневмонии – проветрите помещение (еще раз привет глухим пластиковым окнам).
Что до ощущений при разном уровне CO2 в окружающем воздухе и работоспособности – влияние тоже более чем заметное, и все в деталях описано выше.
Про проветривания – по моим наблюдениям, очень желательно утром и днем (датчик тут всегда показывает высокие значения). Ну и перед сном тоже. Как вариант – оставляйте окна в режиме зимнего проветривания (это не когда оно сверху открыто, а когда ручка повернута на 45°, и между створкой и рамой появляется щель).
Причем тут COVID-19
Просто мысль вслух: основной показатель на госпитализацию с COVID-19 – это появление одышки, вызванной падением уровня кислорода в крови (Sp02). Однако одышка может появиться и без всякого SARS CoV-2. Главная причина – глухие пластиковые окна квартир, где многие сейчас, кстати, работают в режиме хоум-офиса. Они препятствуют нормальному воздухообмену. И если вдруг так случилось, что у вас или ваших знакомых появились подозрения на пневмонию с сопутствующими симптомами, простое проветривание может сыграть свою роль. Но об этом ниже.
В чем именно проблема
В домах и квартирах с закрытыми пластиковыми окнами, даже при наличии работающей вентиляции, воздух очень быстро становится практически не��ригодным для дыхания. Нет, кислорода в нем достаточно, но растет уровень CO2, который весьма заметно влияет на самочувствие и работоспособность.
Сколько должно быть CO2
Приведу знакомые многим цифры (для тех, кто ранее прошел мимо этой темы). Кратко про норму: в городе на улице ~400 ppm (частей на миллион), что для CO2 соответствует 0,04% об.д. (объемные доли). В хорошо проветриваемом помещении ~650 ppm. При строительстве и проектировании систем вентиляции берут за основу ГОСТ 30494-2011. Этот документ оптимальным для здоровья считает уровень CO2 в диапазоне 800 – 1000 ppm. А воздух с CO2 в 1000 ppm и более официально называется низкокачественным.
Далее приведу пару табличек из Википедии, которые вполне адекватные:
Единственное, по моим наблюдениям «жалобы на несвежий воздух» обычно начинаются с 900 ppm. При 600-800 никто никогда не жаловался.
Сколько должно быть SpO2
Суммируя информацию из разных источников, делаю вывод, что если уровень кислорода в крови падает ниже 85-90%, это повод обратиться за помощью.
Какая связь CO2 и SpO2
Примерно 80% CO2 переносится в организме эритроцитами, еще 7-10% гемоглобином эритроцитов (который таскает кислород) и оставшееся — плазмой крови.
Газообмен происходит за счет разности парциального давления каждого газа.
Ухудшение отдачи CO2 в альвеолах легких закисляет кровь, что в свою очередь замедляет процесс присоединения кислорода к гемоглобину.
Это краткая теория, а теперь небольшой эксперимент.
Чем измерял
Замеры CO2 проводил с помощью китайского приборчика HT-501. В нем используется датчик CO2 шведской компании SenseAir. Кому интересны детали по этому прибору – вот тут я выкладывал его детальный обзор.
Для измерения SpO2 прихватизировал у жены на несколько дней новый браслет Huawei Band 4 Pro с прошивкой 1.5.0.60, которая вышла в конце апреля. В ней как раз активирован пульсоксиметр.
Замеры проходят стабильно, если браслет размещать перед кистевым (лучезапястным) суставом.
Замеры CO2 в разных ситуациях
Предлагаю сначала взглянуть на замеры CO2.
| ситуация |
CO2, ppm |
| за городом |
~350 |
| на улице в Москве |
400-450 (с пиками в центре города до 600) |
| в просторном офисе с хорошей вентиляцией |
450-550 |
| однушка, двое взро��лых, хорошая вентиляция, у пластиковых окон открыты щели зимнего проветривания (когда ручка под 45°) |
800-1300 |
| однушка 28м2, двое взрослых, хорошая вентиляция, пластиковые окна закрыты наглухо |
1600-2000 |
| комната 16м2 в двушке, двое взрослых, плохая вентиляция, пластиковые окна закрыты наглухо |
2500-3400 |
| кухня 5,5 м2, две газовые конфорки в полсилы, закрыты окна и дверь, хорошая вентиляция |
3300 через 15 минут |
| полупустой вагон «Оки» в московском метро |
1300 |
| битком набитый вагон «Оки» в метро |
1900 |
| подмосковная электричка, все сидячие места заняты |
2200 |
| салон компактного кроссовера, один человек, в пробке |
650 |
| салон компактного кроссовера, один человек, рециркуляция |
1800 через 15 минут |
Как ощущается
Приведу личные ощущения с краткими комментариями.
1000 ppm — если дома, то нормально, ничего не замечаешь. Но в офисе этот же уровень поселяет в голове мысль, что пора проветрить. Причем у всех присутствующих.
1500 ppm. Теперь пора проветривать и дома. Но в целом как бы нормально, хотя голова уже соображает чуть хуже. Почему дом отличается от офиса – пока не понял. Но различия заметны.
2000 ppm. Дыхание слегка учащается. Думать не хочется, мозги слегка ватные и ленивые. Если дело происходит в общественном транспорте, да еще и стоя, то лично мне становится очень некомфортно. Может начаться головокруже��ие, но это моя личная особенность.
2500 ppm. Дома может появиться чувство, что делаешь неполный вздох. Но зависит от ситуации. Видать, есть еще факторы, которые влияют на ощущения.
3000+ ppm. В ста процентах случаев учащается дыхание и пульс. Работоспособность снижается. Читая книгу, периодически приходится перечитывать отдельные абзацы.
Если утром проснулся, а в комнате вот такая «обстановка» (>3000 ppm), ощущения — как будто накануне перебрал. Переход в помещение со свежим воздухом воспринимается как выход на холод, хотя температура в помещениях одинакова (незначительные отличия лишь во влажности — 35% против 50% в душном).
Что происходит с уровнем SpO2
Вот тут все интереснее. Huawei Band 4 Pro замеряет уровень кислорода в крови достаточно долго. Первые значения появляются секунд через 15, а далее еще секунд 30 он показывает их в динамике, после чего выдает окончательный результат, подсчитанный по каким-то своим алгоритмам.
Я ожидал, что в душном помещении и на свежем воздухе результаты будут примерно одинаковы. Отчасти это так и оказалось. На улице или в помещении со свежим воздухом десятки замеров показали, что уровень SpO2 стабильно держится в диапазоне 95-98%. В динамике наблюдаются скачки в пределах еще 1-2 единиц, но это редко.
Если на датчике CO2 около 2000 ppm, картина с SpO2 не меняется. А вот с 3000 ppm показания SpO2начинают «плыть». Первый замер я сделал утром после пробуждения в «закупоренном» помещении с CO2 на отметке 3400 ppm. Браслет в динамике скакал от 85 до 90%, зафиксировав в итоге 89%.
После того как я подышал пару минут в соседней комнате, данные уже не опускались ниже 92% вне зависимости от того, где я делал замеры (в духоте или на свежем воздухе). Вдобавок закралось подозрение, что после пробуждения уровень кислорода может быть сниженным и по другим причинам. Поэтому я сделал второй более чистый эксперимент, засев в ванной комнате с книжкой (предварительно заглушив вентиляцию). Через час с небольшим датчик показывал 3800 ppm, а браслет стабильно фиксировал значения SpO2 на уровне 93% и учащенный пульс (93 вместо типичных 85).
Выход на свежий воздух спустя некоторое время давал стабильные значения SpO2 в 95-96%. Т.е. формальная разница в плане SpO2 между душным помещением и проветренным таки есть.
Еще один момент, который я подметил, делая другие замеры в душных помещениях с 2000-3000 ppm – это нестабильность результатов. Если на свежем воздухе повторяемость результатов высокая, например, четыре замера подряд выдадут значения в диапазоне 95-97%, то в духоте вы можете намерить и 93%, и 96%, и 92% в одной серии.
В итоге
Поскольку поставленные эксперименты были неидеальными, а измерительные приборы – любительского класса (что-то мне подсказывает, что для Band 4 Pro надо еще поколдовать над прошивкой), можно лишь сказать, что да, связь между уровнем кислорода в крови и уровнем CO2 в окружающем воздухе есть (спасибо, Кэп). В душном помещении насыщенность крови кислородом начинает «гулять» и в итоге снижается. И если вы хотите помочь приболевшему человеку с симптомами пневмонии – проветрите помещение (еще раз привет глухим пластиковым окнам).
Что до ощущений при разном уровне CO2 в окружающем воздухе и работоспособности – влияние тоже более чем заметное, и все в деталях описано выше.
Про проветривания – по моим наблюдениям, очень желательно утром и днем (датчик тут всегда показывает высокие значения). Ну и перед сном тоже. Как вариант – оставляйте окна в режиме зимнего проветривания (это не когда оно сверху открыто, а когда ручка повернута на 45°, и между створкой и рамой появляется щель).
