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 непригодным 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 головокружение, 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 непригодным 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 взрослых, 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 головокружение, 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).
