Пулсни оксиметар на врху прста је измислио Миликан 1940-их да би пратио концентрацију кисеоника у артеријској крви, важан показатељ тежине ЦОВИД-19.Ионкер сада објашњава како функционише пулсни оксиметар прста?
Спектралне апсорпционе карактеристике биолошког ткива: Када се светлост озрачи на биолошко ткиво, ефекат биолошког ткива на светлост се може поделити у четири категорије, укључујући апсорпцију, расејање, рефлексију и флуоресценцију. ткиво је углавном регулисано апсорпцијом. Када светлост продре у неке провидне супстанце (чврсте, течне или гасовите), интензитет светлости значајно опада услед циљане апсорпције неких специфичних фреквенцијских компоненти, што је феномен апсорпције светлости супстанцама. Колико светлости супстанца апсорбује назива се њена оптичка густина, позната и као апсорбанца.
Шематски дијаграм апсорпције светлости материјом у целом процесу простирања светлости, количина светлосне енергије коју материја апсорбује пропорционална је три фактора, а то су интензитет светлости, растојање путање светлости и број честица које апсорбују светлост на попречни пресек светлосног пута. На премиси хомогеног материјала, честице које апсорбују светлост на попречном пресеку са бројем путање светлости могу се сматрати честицама које апсорбују светлост по јединици запремине, односно концентрација усисних светлих честица материјала, може добити Ламбертов закон: може се тумачити као концентрација материјала и дужина оптичког пута по јединици запремине оптичке густине, способност усисног светла материјала да реагује на природу усисне светлости материјала. Другим речима, облик криве апсорпционог спектра исте супстанце је исти, а апсолутни положај апсорпциони врх ће се променити само због различите концентрације, али ће релативни положај остати непромењен. У процесу апсорпције, апсорпција свих супстанци се одвија у запремини истог одсека, а апсорбујуће супстанце су неповезане једна са другом, не постоје флуоресцентна једињења и не постоји појава промене својстава медијума услед светлосно зрачење. Дакле, за раствор са Н апсорпционим компонентама, оптичка густина је адитивна. Адитивност оптичке густине даје теоријску основу за квантитативно мерење упијајућих компоненти у смешама.
У оптици биолошког ткива, спектрални регион од 600 ~ 1300 нм се обично назива „прозором биолошке спектроскопије“, а светлост у овом опсегу има посебан значај за многе познате и непознате спектралне терапије и спектралну дијагнозу. У инфрацрвеном региону, вода постаје доминантна супстанца која апсорбује светлост у биолошким ткивима, тако да таласна дужина коју усваја систем мора да избегне апсорпциони врх воде како би се боље добила информација о апсорпцији светлости циљне супстанце. Стога, у опсегу блиског инфрацрвеног спектра од 600-950 нм, главне компоненте ткива врха људског прста са капацитетом апсорпције светлости укључују воду у крви, О2Хб (оксигеновани хемоглобин), РХб (смањени хемоглобин) и периферни меланин коже и друга ткива.
Стога можемо добити ефективну информацију о концентрацији компоненте која се мери у ткиву анализом података емисионог спектра. Дакле, када имамо концентрације О2Хб и РХб, знамо засићење кисеоником.Засићење кисеоником СпО2је проценат запремине оксигенованог хемоглобина везаног за кисеоник (ХбО2) у крви као проценат укупног везујућег хемоглобина (Хб), концентрација пулса кисеоника у крви, па зашто се зове пулсни оксиметар? Ево новог концепта: пулсни талас запремине крвотока. Током сваког срчаног циклуса, контракција срца узрокује пораст крвног притиска у крвним судовима корена аорте, што шири зид крвних судова. Насупрот томе, дијастола срца узрокује пад крвног притиска у крвним судовима корена аорте, што доводи до контракције зида крвних судова. Континуираним понављањем срчаног циклуса, стална промена крвног притиска у крвним судовима корена аорте преносиће се на низводне судове повезане са њим, па чак и на цео артеријски систем, формирајући тако континуирано ширење и контракцију аорте. цео артеријски васкуларни зид. То јест, периодични откуцаји срца стварају пулсне таласе у аорти који се таласају напред дуж зидова крвних судова кроз артеријски систем. Сваки пут када се срце шири и скупља, промена притиска у артеријском систему производи периодични пулсни талас. То је оно што зовемо пулсни талас. Пулсни талас може одражавати многе физиолошке информације као што су срце, крвни притисак и проток крви, што може пружити важне информације за неинвазивну детекцију специфичних физичких параметара људског тела.
У медицини, пулсни талас се обично дели на пулсни талас притиска и пулсни талас запремине два типа. Пулсни талас притиска углавном представља пренос крвног притиска, док пулсни талас запремине представља периодичне промене у протоку крви. У поређењу са пулсним таласом притиска, волуметријски пулсни талас садржи важније кардиоваскуларне информације као што су људски крвни судови и проток крви. Неинвазивна детекција типичног пулсног таласа запремине крвотока може се постићи фотоелектричним волуметријским праћењем пулсног таласа. Специфичан светлосни талас се користи за осветљавање мерног дела тела, а сноп долази до фотоелектричног сензора након рефлексије или преноса. Примљени сноп ће носити ефективну карактеристичну информацију волуметријског пулсног таласа. Пошто се запремина крви периодично мења са ширењем и контракцијом срца, када је дијастола срца, запремина крви је најмања, крв апсорпција светлости, сензор је детектовао максимални интензитет светлости; Када се срце контрахује, запремина је максимална, а интензитет светлости који детектује сензор је минималан. У неинвазивној детекцији врхова прстију са пулсним таласом запремине крвотока као директним мерним подацима, избор места за спектрално мерење треба да следи следеће принципе
1. Вене крвних судова треба да буду обилније, а удео ефективних информација као што су хемоглобин и ИЦГ у укупним материјалним информацијама у спектру треба да се побољша
2. Има очигледне карактеристике промене запремине крвотока за ефикасно прикупљање сигнала пулсног таласа запремине
3. Да би се људски спектар добио са добром поновљивошћу и стабилношћу, на карактеристике ткива мање утичу индивидуалне разлике.
4. Лако је спровести спектралну детекцију и лако бити прихваћено од стране субјекта, како би се избегли фактори интерференције као што су брзи откуцаји срца и кретање положаја мерења узроковане стресном емоцијом.
Шематски дијаграм дистрибуције крвних судова у људском длану Положај руке тешко може да детектује пулсни талас, тако да није погодан за детекцију пулсног таласа запремине крвотока; Ручни зглоб је близу радијалне артерије, сигнал пулсног таласа притиска је јак, кожа је лако произвести механичку вибрацију, може довести до сигнала детекције, поред пулсног таласа запремине, такође носи информације о пулсу о рефлексији коже, тешко је прецизно карактерише карактеристике промене запремине крви, није погодан за положај мерења; Иако је длан једно од уобичајених места за клиничко вађење крви, његова кост је дебља од прста, а амплитуда пулсног таласа запремине длана прикупљена дифузном рефлексијом је нижа. Слика 2-5 приказује расподелу крвних судова на длану. Посматрајући слику, може се видети да се у предњем делу прста налазе обилне капиларне мреже које могу ефикасно да одражавају садржај хемоглобина у људском телу. Штавише, ова позиција има очигледне карактеристике промене запремине крвотока и идеална је позиција за мерење пулсног таласа запремине. Мишићно и коштано ткиво прстију је релативно танко, тако да је утицај информација о позадинским сметњама релативно мали. Поред тога, врх прста је лако измерити, а субјект нема психичко оптерећење, што је погодно за добијање стабилног спектралног сигнала високог односа сигнал-шум. Људски прст се састоји од кости, ноктију, коже, ткива, венске крви и артеријске крви. У процесу интеракције са светлошћу, запремина крви у периферној артерији прста се мења са откуцајима срца, што резултира променом мерења оптичке путање. Док су остале компоненте константне у целом процесу светлости.
Када се одређена таласна дужина светлости примени на епидермис врха прста, прст се може сматрати мешавином, која укључује два дела: статичку материју (оптичка путања је константна) и динамичку материју (оптичка путања се мења са запремином материјал). Када се светлост апсорбује у ткиво врха прста, пропуштену светлост прима фотодетектор. Интензитет пропуштене светлости коју сакупља сензор је очигледно ослабљен услед апсорпције различитих компоненти ткива људских прстију. Према овој карактеристици, успостављен је еквивалентни модел апсорпције светлости прстију.
Погодна особа:
Пулсни оксиметар на врху прстапогодан је за људе свих узраста, укључујући децу, одрасле, старије, пацијенте са коронарном болешћу, хипертензијом, хиперлипидемијом, церебралном тромбозом и другим васкуларним обољењима и пацијентима са астмом, бронхитисом, хроничним бронхитисом, плућним срчаним обољењима и другим респираторним обољењима.
Време поста: 17.06.2022
