Barmaq ucu nəbz oksimetri Millikan tərəfindən 1940-cı illərdə COVID-19-un şiddətinin mühüm göstəricisi olan arterial qanda oksigenin konsentrasiyasını izləmək üçün icad edilmişdir.Yonker İndi barmaq ucu pulse oksimetrinin necə işlədiyini izah edir?
Bioloji toxumanın spektral udma xüsusiyyətləri: İşığın bioloji toxumaya şüalanması zamanı bioloji toxumanın işığa təsirini udma, səpilmə, əks etdirmə və flüoresans daxil olmaqla dörd kateqoriyaya bölmək olar. Səpilmə istisna olunarsa, işığın bioloji toxumadan keçdiyi məsafə toxuma əsasən udma ilə idarə olunur.İşıq bəzi şəffaf maddələrə (bərk, maye və ya qaz halında) nüfuz etdikdə işığın intensivliyi bəzi spesifik tezlik komponentlərinin məqsədyönlü şəkildə udulması səbəbindən əhəmiyyətli dərəcədə azalır ki, bu da işığın maddələr tərəfindən udulması hadisəsidir.Bir maddənin nə qədər işığı udduğuna onun optik sıxlığı deyilir və udma da deyilir.
İşığın bütün yayılması prosesində maddə tərəfindən işığın udulmasının sxematik diaqramı, maddə tərəfindən udulan işıq enerjisinin miqdarı üç amillə mütənasibdir, bunlar işığın intensivliyi, işığın yolunun məsafəsi və işıq uducu hissəciklərin sayıdır. işıq yolunun kəsişməsi.Homojen material əsasında, işıq yolunun sayı kəsiyində işıq uducu hissəciklər vahid həcmdə işığı udan hissəciklər kimi qəbul edilə bilər, yəni materialın əmzikli yüngül hissəcik konsentrasiyası Lambert pivə qanununu əldə edə bilər: materialın konsentrasiyası kimi şərh edilə bilər və optik sıxlığın vahid həcminə düşən optik yolun uzunluğu, materialın emiş işığının materialın emiş işığının təbiətinə cavab vermək qabiliyyəti. Başqa sözlə, eyni maddənin udma spektri əyrisinin forması eynidir və mütləq mövqeyi udma zirvəsi yalnız fərqli konsentrasiyaya görə dəyişəcək, lakin nisbi mövqe dəyişməz qalacaq.Absorbsiya prosesində maddələrin udulması hamısı eyni bölmənin həcmində baş verir və udulan maddələr bir-biri ilə əlaqəsizdir və flüoresan birləşmələr mövcud deyil və mühitin xassələrinin dəyişməsi fenomeni yoxdur. yüngül radiasiya.Buna görə də N udma komponentləri olan məhlul üçün optik sıxlıq əlavədir.Optik sıxlığın əlavəliyi qarışıqlarda uducu komponentlərin kəmiyyət ölçülməsi üçün nəzəri əsas verir.
Bioloji toxuma optikasında 600 ~ 1300nm spektral bölgə adətən "bioloji spektroskopiyanın pəncərəsi" adlanır və bu zolaqdakı işıq bir çox məlum və naməlum spektral terapiya və spektral diaqnostika üçün xüsusi əhəmiyyətə malikdir.İnfraqırmızı bölgədə su bioloji toxumalarda dominant işıq uducu maddəyə çevrilir, buna görə də sistem tərəfindən qəbul edilən dalğa uzunluğu hədəf maddənin işıq udma məlumatını daha yaxşı əldə etmək üçün suyun udulma zirvəsindən qaçmalıdır.Buna görə də, 600-950nm-ə yaxın infraqırmızı spektr diapazonunda, işıq 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 edərək toxumada ölçüləcək komponentin konsentrasiyası haqqında effektiv məlumat əldə edə bilərik.Beləliklə, O2Hb və RHb konsentrasiyalarımız olduqda, oksigen doymasını bilirik.Oksigenlə doyma SpO2qanda oksigenlə əlaqəli oksigenləşdirilmiş hemoglobinin (HbO2) həcminin ümumi bağlayıcı hemoglobinin (Hb) faizi kimi, qan oksigen nəbzinin konsentrasiyasıdır, buna görə nəbz oksimetri adlanır?Burada yeni bir konsepsiya var: qan axınının həcmi nəbz dalğası.Hər bir ürək tsiklində ürəyin daralması aorta kökünün damarlarında qan təzyiqinin yüksəlməsinə səbəb olur ki, bu da damar divarını genişləndirir.Əksinə, ürəyin diastolası aorta kökünün damarlarında qan təzyiqinin aşağı düşməsinə səbəb olur ki, bu da damar divarının büzülməsinə səbəb olur.Ürək dövrünün davamlı təkrarlanması ilə aorta kökünün qan damarlarında qan təzyiqinin daimi dəyişməsi onunla əlaqəli olan aşağı axın damarlarına və hətta bütün arterial sistemə ötürüləcək və bununla da damarın davamlı genişlənməsi və daralması meydana gələcək. bütün arterial damar divarı.Yəni ürəyin vaxtaşırı döyünməsi aortada bütün arterial sistemdə qan damarı divarları boyunca irəliyə doğru dalğalanan nəbz dalğaları yaradır.Hər dəfə ürəyin genişlənməsi və büzülməsi zamanı arterial sistemdə təzyiqin dəyişməsi dövri nəbz dalğası yaradır.Nəbz dalğası dediyimiz budur.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 məlumatları təmin edə bilər.
Tibbdə nəbz dalğası adətən təzyiq nəbz dalğası və həcm nəbz dalğası olaraq iki növə bölünür.Təzyiq nəbzinin dalğası əsasən qan təzyiqinin ötürülməsini, həcm nəbzinin dalğası isə qan axınındakı dövri dəyişiklikləri təmsil edir.Təzyiq nəbz dalğası ilə müqayisədə, həcmli nəbz dalğası insan qan damarları və qan axını kimi daha vacib ürək-damar məlumatlarını ehtiva edir.Tipik qan axını həcmi nəbz dalğasının qeyri-invaziv aşkarlanması fotoelektrik həcmli nəbz dalğasının izlənməsi ilə əldə edilə bilər.Bədənin ölçmə hissəsini işıqlandırmaq üçün xüsusi bir işıq dalğası istifadə olunur və şüa əks olunduqdan və ya ötürüldükdən sonra fotoelektrik sensora çatır.Qəbul edilən şüa həcmli nəbz dalğasının təsirli xarakterik məlumatını daşıyacaqdır.Qan həcmi ürəyin genişlənməsi və daralması ilə vaxtaşırı dəyişdiyinə görə, ürək diastola, qan həcmi ən kiçik olduqda, işığın qan udma, sensor maksimum işıq intensivliyini təsbit etdi;Ürək büzüldükdə həcm maksimum olur və sensor tərəfindən aşkar edilən işıq intensivliyi minimum olur.Birbaşa ölçmə məlumatları kimi qan axını həcminin nəbz dalğası ilə barmaq uclarının qeyri-invaziv aşkarlanmasında spektral ölçmə yerinin seçilməsi aşağıdakı prinsiplərə əməl etməlidir.
1. Damarların damarları daha bol olmalı, spektrdə ümumi maddi məlumatda hemoglobin və ICG kimi effektiv məlumatların nisbəti yaxşılaşdırılmalıdır.
2. Həcmi nəbz dalğası siqnalını effektiv şəkildə toplamaq üçün qan axınının həcmi dəyişikliyinin aşkar xüsusiyyətlərinə malikdir
3. Yaxşı təkrarlanabilirlik və sabitlik ilə insan spektrini əldə etmək üçün toxuma xüsusiyyətləri fərdi fərqlərdən daha az təsirlənir.
4. Stress emosiyasının yaratdığı sürətli ürək döyüntüsü və ölçmə mövqeyinin hərəkəti kimi müdaxilə faktorlarının qarşısını almaq üçün spektral aşkarlama aparmaq asandır və subyekt tərəfindən asanlıqla qəbul edilir.
İnsan ovucunda qan damarlarının paylanmasının sxematik diaqramı Qolun mövqeyi nəbz dalğasını çətin ki, aşkar edə bilir, ona görə də qan axınının həcminin nəbz dalğasının aşkarlanması üçün uyğun deyil;Bilək radial arteriyanın yaxınlığındadır, təzyiq nəbz dalğası siqnalı güclüdür, dəridə mexaniki vibrasiya yaratmaq asandır, nəbz dalğasının həcminə əlavə olaraq aşkarlama siqnalına səbəb ola bilər, həmçinin dəri əks etdirən nəbz məlumatlarını daşıyır, dəqiqliyi çətindir. qan həcminin dəyişməsinin xüsusiyyətlərini xarakterizə edin, ölçmə mövqeyinə uyğun deyil;Xurma ümumi klinik qan alma yerlərindən biri olsa da, onun sümüyü barmaqdan daha qalındır və diffuz əks olunmaqla toplanan palma həcminin nəbz dalğası amplitudası daha aşağıdır.Şəkil 2-5 xurma içərisində qan damarlarının paylanmasını göstərir.Şəkili müşahidə etdikdə, barmağın ön hissəsində insan orqanizmində hemoglobinin tərkibini təsirli şəkildə əks etdirə bilən bol kapilyar şəbəkələrin olduğunu görmək olar.Üstəlik, bu mövqe qan axınının həcminin dəyişməsinin aşkar xüsusiyyətlərinə malikdir və həcm nəbz dalğasının ideal ölçü mövqeyidir.Barmaqların əzələ və sümük toxumaları nisbətən nazikdir, buna görə də fon müdaxilə məlumatlarının təsiri nisbətən azdır.Bundan əlavə, barmaq ucunu ölçmək asandır və subyektin sabit yüksək siqnal-küy nisbəti spektral siqnalını əldə etmək üçün əlverişli olan psixoloji yükü yoxdur.İnsan barmağı sümük, dırnaq, dəri, toxuma, venoz qan və arterial qandan ibarətdir.İşıqla qarşılıqlı əlaqə prosesində barmaqların periferik arteriyasında qan həcmi ürək döyüntüsü ilə dəyişir, nəticədə optik yolun ölçülməsi dəyişir.Digər komponentlər isə bütün işıq prosesində sabitdirlər.
Barmaq ucunun epidermisinə müəyyən bir işıq dalğası tətbiq edildikdə, barmaq iki hissədən ibarət bir qarışıq kimi qəbul edilə bilər: statik maddə (optik yol sabitdir) və dinamik maddə (optik yol, barmaqların həcmi ilə dəyişir. material).İşıq barmaq ucu toxuması tərəfindən udulmuş zaman, ötürülən işıq fotodetektor tərəfindən qəbul edilir.Sensor tərəfindən toplanan ötürülən işığın intensivliyi, insan barmaqlarının müxtəlif toxuma komponentlərinin udma qabiliyyətinə görə açıq şəkildə zəifləyir.Bu xarakteristikaya görə barmaq işığının udulmasının ekvivalent modeli qurulur.
Uyğun şəxs:
Barmaq ucu nəbz oksimetriuşaqlar, böyüklər, qocalar, koroner 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 yaşda olan insanlar üçün uyğundur.
Göndərmə vaxtı: 17 iyun 2022-ci il
