Barmaq ucu puls oksimetri, COVID-19-un şiddətinin vacib göstəricisi olan arterial qanda oksigen konsentrasiyasını izləmək üçün 1940-cı illərdə Millikan tərəfindən icad edilmişdir.Yonker İndi barmaq uclu puls oksimetrinin necə işlədiyini izah edirsiniz?
Bioloji toxumanın spektral udma xüsusiyyətləri: İşıq bioloji toxumaya şüalandırıldıqda, bioloji toxumanın işığa təsiri udma, səpələnmə, əks olunma və flüoresans daxil olmaqla dörd kateqoriyaya bölünə bilər. Səpələnmə istisna olmaqla, işığın bioloji toxumadan keçdiyi məsafə əsasən udma ilə idarə olunur. İşıq bəzi şəffaf maddələrə (bərk, maye və ya qaz halında) nüfuz etdikdə, bəzi spesifik tezlik komponentlərinin hədəflənmiş udulması səbəbindən işığın intensivliyi əhəmiyyətli dərəcədə azalır ki, bu da işığın maddələr tərəfindən udulması fenomeni. Bir maddənin nə qədər işığı udduğuna onun optik sıxlığı, həmçinin udma deyilir.
İşığın yayılmasının bütün prosesində maddə tərəfindən işığın udulmasının sxematik diaqramına əsasən, maddə tərəfindən udulmuş işıq enerjisinin miqdarı üç amilə mütənasibdir: işığın intensivliyi, işıq yolunun məsafəsi və işıq yolunun en kəsiyindəki işığı udma hissəciklərinin sayı. Homojen materialın əsas prinsipinə əsasən, en kəsiyindəki işığı udma hissəciklərinin sayı vahid həcmə düşən işığı udma hissəcikləri, yəni materialın udma işığı hissəciklərinin konsentrasiyası kimi qəbul edilə bilər və Lambert Beer qanununu əldə edə bilər: materialın konsentrasiyası və optik sıxlığın vahid həcmə düşən optik yol uzunluğu kimi şərh edilə bilər, materialın udma işığının materialın udma işığının təbiətinə cavab vermə qabiliyyəti. Başqa sözlə, eyni maddənin udma spektri əyrisinin forması eynidir və udma pikinin mütləq mövqeyi yalnız fərqli konsentrasiyaya görə dəyişəcək, lakin nisbi mövqe dəyişməz qalacaq. Udma prosesində bütün maddələrin udulması eyni hissənin həcmində baş verir və udma maddələri bir-biri ilə əlaqəli deyil və heç bir flüoresan birləşmə mövcud deyil və işıq şüalanması səbəbindən mühitin xüsusiyyətlərinin dəyişməsi fenomeni yoxdur. Buna görə də, N2 udma komponentləri olan məhlul üçün optik sıxlıq additivdir. Optik sıxlığın additivliyi qarışıqlarda udma komponentlərinin kəmiyyətcə ölçülməsi üçün nəzəri əsas təmin edir.
Bioloji toxuma optikasında 600 ~ 1300 nm spektral bölgə adətən "bioloji spektroskopiyanın pəncərəsi" adlanır və bu diapazondakı işıq bir çox məlum və naməlum spektral terapiya və spektral diaqnoz üçün xüsusi əhəmiyyət kəsb edir. İnfraqırmızı bölgədə su bioloji toxumalarda dominant işığı udma maddəsinə çevrilir, buna görə də sistem tərəfindən qəbul edilən dalğa uzunluğu hədəf maddənin işığı udma məlumatlarını daha yaxşı əldə etmək üçün suyun udma pikindən qaçınmalıdır. Buna görə də, 600-950 nm yaxın infraqırmızı spektr diapazonunda işığı udma qabiliyyətinə malik insan barmaq ucu toxumasının əsas komponentlərinə qandakı su, O2Hb (oksigenləşdirilmiş hemoglobin), RHb (azalmış hemoglobin) və periferik dəri melanini və digər toxumalar daxildir.
Buna görə də, emissiya spektrinin məlumatlarını təhlil etməklə toxumada ölçüləcək komponentin konsentrasiyası haqqında effektiv məlumat əldə edə bilərik. Beləliklə, O2Hb və RHb konsentrasiyalarına sahib olduqda, oksigen doymasını bilirik.Oksigen doyma SpO2qanda oksigenlə əlaqəli oksigenləşdirilmiş hemoglobinin (HbO2) həcminin ümumi bağlanan hemoglobinin (Hb) faizi, qan oksigen impuls konsentrasiyasıdır, bəs niyə puls oksimetri adlanır? Budur yeni bir konsepsiya: qan axını həcmi puls dalğası. Hər ürək dövrü ərzində ürəyin yığılması aorta kökünün qan damarlarında qan təzyiqinin artmasına səbəb olur ki, bu da qan damar divarını genişləndirir. Əksinə, ürəyin diastolu aorta kökünün qan damarlarında qan təzyiqinin düşməsinə səbəb olur ki, bu da qan damar divarının yığılmasına səbəb olur. Ürək dövrünün davamlı təkrarlanması ilə aorta kökünün qan damarlarında qan təzyiqinin daimi dəyişməsi onunla əlaqəli aşağı axan damarlara və hətta bütün arterial sistemə ötürüləcək və beləliklə, bütün arterial damar divarının davamlı genişlənməsi və yığılmasını əmələ gətirəcək. Yəni, ürəyin dövri döyüntüsü aortada arterial sistem boyunca qan damar divarları boyunca irəliləyən puls dalğaları yaradır. Hər dəfə ürək genişləndikdə və yığıldıqda, arterial sistemdə təzyiq dəyişməsi dövri puls dalğası yaradır. Buna nəbz dalğası deyirik. Nəbz dalğası ürək, qan təzyiqi və qan axını kimi bir çox fizioloji məlumatları əks etdirə bilər ki, bu da insan bədəninin spesifik fiziki parametrlərinin qeyri-invaziv aşkarlanması üçün vacib məlumat verə bilər.
Tibbdə impuls dalğası adətən təzyiq impuls dalğası və həcm impuls dalğası olmaqla iki növə bölünür. Təzyiq impuls dalğası əsasən qan təzyiqinin ötürülməsini, həcm impuls dalğası isə qan axınındakı dövri dəyişiklikləri təmsil edir. Təzyiq impuls dalğası ilə müqayisədə həcm impuls dalğası insan qan damarları və qan axını kimi daha vacib ürək-damar məlumatlarını ehtiva edir. Tipik qan axını həcm impuls dalğasının qeyri-invaziv aşkarlanması fotoelektrik həcm impuls dalğasının izlənməsi ilə əldə edilə bilər. Bədənin ölçmə hissəsini işıqlandırmaq üçün müəyyən bir işıq dalğası istifadə olunur və şüa əks olunmadan və ya ötürülmədən sonra fotoelektrik sensora çatır. Alınan şüa həcm impuls dalğasının effektiv xarakterik məlumatlarını daşıyacaq. Qan həcmi ürəyin genişlənməsi və büzülməsi ilə dövri olaraq dəyişdiyindən, ürək diastolası zamanı qan həcmi ən kiçik olduqda, işığın qan tərəfindən udulması zamanı sensor maksimum işıq intensivliyini aşkarlayır; ürək büzüldükdə həcm maksimum olur və sensor tərəfindən aşkar edilən işıq intensivliyi minimumdur. Barmaq uclarının qan axını həcm impuls dalğası ilə birbaşa ölçmə məlumatları kimi qeyri-invaziv aşkarlanmasında spektral ölçmə yerinin seçilməsi aşağıdakı prinsiplərə əməl etməlidir.
1. Qan damarlarının damarları daha çox olmalı və spektrdəki ümumi material məlumatlarında hemoglobin və ICG kimi effektiv məlumatların nisbəti artırılmalıdır.
2. Həcm nəbzi dalğa siqnalını effektiv şəkildə toplamaq üçün qan axını həcminin dəyişməsinin açıq xüsusiyyətlərinə malikdir
3. İnsan spektrini yaxşı təkrarlana bilən və sabit olan şəkildə əldə etmək üçün toxuma xüsusiyyətlərinə fərdi fərqlər daha az təsir göstərir.
4. Stress emosiyasının yaratdığı sürətli ürək döyüntüsü və ölçmə mövqeyinin hərəkəti kimi müdaxilə amillərindən qaçınmaq üçün spektral aşkarlama aparmaq və subyekt tərəfindən qəbul etmək asandır.
İnsan ovucunda qan damarlarının paylanmasının sxematik diaqramı Qolun mövqeyi nəbz dalğasını çətinliklə aşkar edə bilir, buna görə də qan axını həcmi nəbz dalğasının aşkarlanması üçün uyğun deyil; Bilək radial arteriyaya yaxındır, təzyiq nəbz dalğası siqnalı güclüdür, dəridə mexaniki titrəmə yaratmaq asandır, aşkarlama siqnalına əlavə olaraq həcm nəbz dalğası dəri əks etdirmə nəbz məlumatlarını da daşıyır, qan həcminin dəyişməsinin xüsusiyyətlərini dəqiq xarakterizə etmək çətindir, ölçmə mövqeyi üçün uyğun deyil; Ovucun ümumi klinik qan çəkmə yerlərindən biri olmasına baxmayaraq, sümüyü barmaqdan daha qalındır və diffuz əks olunma ilə toplanan ovucun həcminin nəbz dalğası amplitudası daha aşağıdır. Şəkil 2-5-də ovucun qan damarlarının paylanması göstərilir. Şəkilə baxdıqda, barmağın ön hissəsində bol kapilyar şəbəkələrin olduğunu görmək olar ki, bu da insan bədənindəki hemoglobin miqdarını effektiv şəkildə əks etdirə bilər. Üstəlik, bu mövqe qan axını həcminin dəyişməsinin aşkar xüsusiyyətlərinə malikdir və həcm nəbz dalğasının ideal ölçmə mövqeyidir. Barmaqların əzələ və sümük toxumaları nisbətən nazikdir, buna görə də fon müdaxiləsi məlumatlarının təsiri nisbətən azdır. Bundan əlavə, barmağın ucunu ölçmək asandır və subyektdə heç bir psixoloji yük yoxdur ki, bu da sabit yüksək siqnal-səs-küy nisbəti spektral siqnal əldə etməyə kömək edir. İnsan barmağı sümük, dırnaq, dəri, toxuma, venoz qan və arterial qandan ibarətdir. İşıqla qarşılıqlı təsir prosesində barmağın periferik arteriyasındakı qan həcmi ürək döyüntüsü ilə dəyişir və bu da optik yolun ölçülməsinin dəyişməsinə səbəb olur. Digər komponentlər isə bütün işığın prosesində sabitdir.
Barmaq ucunun epidermisinə müəyyən bir dalğa uzunluğunda işığın tətbiqi zamanı barmaq iki hissədən ibarət qarışıq kimi qəbul edilə bilər: statik maddə (optik yol sabitdir) və dinamik maddə (optik yol materialın həcmi ilə dəyişir). İşıq barmaq ucu toxuması tərəfindən udulduqda, ötürülən işıq fotodetektor tərəfindən qəbul edilir. Sensor tərəfindən toplanan ötürülən işığın intensivliyi insan barmaqlarının müxtəlif toxuma komponentlərinin udma qabiliyyətinə görə açıq şəkildə zəifləyir. Bu xüsusiyyətə görə, barmaq işığının udulmasının ekvivalent modeli qurulur.
Uyğun şəxs:
Barmaq ucu puls oksimetriUşaqlar, böyüklər, yaşlılar, koronar ürək xəstəliyi, hipertoniya, hiperlipidemiya, beyin trombozu və digər damar xəstəlikləri olan xəstələr və astma, bronxit, xroniki bronxit, ağciyər ürək xəstəliyi və digər tənəffüs yolları xəstəlikləri olan xəstələr də daxil olmaqla, hər yaşdan insanlar üçün uyğundur.
Yazı vaxtı: 17 iyun 2022
