Parmak ucu nabız oksimetresi, 1940'lı yıllarda Millikan tarafından, COVID-19'un ciddiyetinin önemli bir göstergesi olan arteriyel kandaki oksijen konsantrasyonunu izlemek için icat edildi.Yonker şimdi parmak ucu nabız oksimetresinin nasıl çalıştığını açıklıyor musunuz?
Biyolojik dokunun spektral absorpsiyon özellikleri: Işık biyolojik dokuya ışınlandığında, biyolojik dokunun ışık üzerindeki etkisi absorpsiyon, saçılma, yansıma ve floresans olmak üzere dört kategoriye ayrılabilir. Saçılma hariç tutulursa, ışığın biyolojik dokuda kat ettiği mesafe doku esas olarak emilim tarafından yönetilir. Işık bazı şeffaf maddelere (katı, sıvı veya gaz) nüfuz ettiğinde, ışığın maddeler tarafından emilmesi olgusu olan bazı spesifik frekans bileşenlerinin hedeflenen emilimi nedeniyle ışığın yoğunluğu önemli ölçüde azalır. Bir maddenin ne kadar ışık emdiği, absorbans olarak da bilinen optik yoğunluğuna denir.
Işığın yayılma sürecinin tamamında madde tarafından ışık emiliminin şematik diyagramı, madde tarafından emilen ışık enerjisi miktarı üç faktörle orantılıdır; bunlar ışık yoğunluğu, ışık yolunun mesafesi ve ışık emici parçacıkların sayısıdır. ışık yolunun kesiti. Homojen malzeme temelinde, enine kesitteki ışık yolu sayısı ışık soğuran parçacıklar, birim hacim başına ışık soğuran parçacıklar olarak kabul edilebilir, yani malzeme emme ışık parçacık konsantrasyonu, bir lambert birası yasasını alabilir: malzeme konsantrasyonu olarak yorumlanabilir ve optik yoğunluğun birim hacmi başına optik yol uzunluğu, malzeme emme ışığının malzeme emme ışığının doğasına cevap verme yeteneği. Başka bir deyişle, aynı maddenin absorpsiyon spektrum eğrisinin şekli aynıdır ve mutlak konumu absorpsiyon zirvesi yalnızca farklı konsantrasyon nedeniyle değişecektir, ancak göreceli konum değişmeden kalacaktır. Absorbsiyon sürecinde, maddelerin absorpsiyonu aynı bölümün hacminde gerçekleşir ve absorbe eden maddeler birbiriyle ilişkili değildir, floresan bileşikler mevcut değildir ve ortamın özelliklerinin değişmesine bağlı olarak değişen bir olgu yoktur. ışık radyasyonu. Bu nedenle, N absorpsiyon bileşenli çözelti için optik yoğunluk katkılıdır. Optik yoğunluğun toplanabilirliği, karışımlardaki emici bileşenlerin niceliksel ölçümü için teorik bir temel sağlar.
Biyolojik doku optiğinde, 600 ~ 1300 nm'lik spektral bölge genellikle "biyolojik spektroskopi penceresi" olarak adlandırılır ve bu banttaki ışık, bilinen ve bilinmeyen birçok spektral terapi ve spektral teşhis için özel bir öneme sahiptir. Kızılötesi bölgede su, biyolojik dokularda ışığı soğuran baskın madde haline gelir, dolayısıyla hedef maddenin ışık absorpsiyon bilgisini daha iyi elde etmek için sistem tarafından benimsenen dalga boyunun suyun absorpsiyon zirvesinden kaçınması gerekir. Bu nedenle, 600-950 nm'lik yakın kızılötesi spektrum aralığında, ışık emme kapasitesine sahip insan parmak ucu dokusunun ana bileşenleri, kandaki su, O2Hb (oksijenli hemoglobin), RHb (indirgenmiş hemoglobin) ve periferik cilt melaninini ve diğer dokuları içerir.
Bu nedenle emisyon spektrumunun verilerini analiz ederek dokuda ölçülecek bileşenin konsantrasyonunun etkili bilgisini elde edebiliriz. Yani O2Hb ve RHb konsantrasyonlarına sahip olduğumuzda oksijen doygunluğunu biliyoruz.Oksijen doygunluğu SpO2kandaki oksijene bağlı oksijenli hemoglobin (HbO2) hacminin toplam bağlayıcı hemoglobinin (Hb) yüzdesi olarak yüzdesi, kandaki oksijen nabzının konsantrasyonu peki neden nabız oksimetresi olarak adlandırılıyor? İşte yeni bir kavram: kan akışı hacmi nabız dalgası. Her kalp döngüsü sırasında kalbin kasılması, aort kökündeki kan damarlarında kan basıncının yükselmesine neden olur ve bu da kan damarı duvarını genişletir. Tersine, kalbin diyastolü, aort kökündeki kan damarlarında kan basıncının düşmesine neden olur ve bu da kan damarı duvarının kasılmasına neden olur. Kalp döngüsünün sürekli tekrarlanmasıyla, aort kökündeki kan damarlarındaki kan basıncındaki sürekli değişiklik, ona bağlı alt damarlara ve hatta tüm arteriyel sisteme iletilecek ve böylece aort kökünün sürekli genişlemesi ve daralması oluşacaktır. tüm arteriyel damar duvarı. Yani, kalbin periyodik atışı, aortta, arteriyel sistem boyunca kan damarı duvarları boyunca ileri doğru dalgalanan nabız dalgaları yaratır. Kalbin her genişleyip büzülmesinde, arteriyel sistemdeki basınçtaki değişiklik periyodik bir nabız dalgası üretir. Buna nabız dalgası diyoruz. Nabız dalgası, kalp, kan basıncı ve kan akışı gibi birçok fizyolojik bilgiyi yansıtabilir ve bu, insan vücudunun belirli fiziksel parametrelerinin invazif olmayan bir şekilde tespit edilmesi için önemli bilgiler sağlayabilir.
Tıpta nabız dalgası genellikle basınç nabız dalgasına ve hacim nabız dalgasına iki tipe ayrılır. Basınç nabız dalgası esas olarak kan basıncı iletimini temsil ederken, hacim nabız dalgası kan akışındaki periyodik değişiklikleri temsil eder. Basınç nabız dalgasıyla karşılaştırıldığında hacimsel nabız dalgası, insan kan damarları ve kan akışı gibi daha önemli kardiyovasküler bilgileri içerir. Tipik kan akışı hacmi nabız dalgasının noninvazif tespiti, fotoelektrik hacimsel nabız dalgası takibi ile elde edilebilir. Vücudun ölçüm kısmını aydınlatmak için belirli bir ışık dalgası kullanılır ve ışın yansıma veya iletim sonrasında fotoelektrik sensöre ulaşır. Alınan ışın, hacimsel darbe dalgasının etkin karakteristik bilgisini taşıyacaktır. Kan hacmi kalbin genişlemesi ve daralmasıyla periyodik olarak değiştiğinden, kalp diyastolünde kan hacmi en küçük olduğunda, kan ışığı emer, sensör maksimum ışık yoğunluğunu tespit eder; Kalp kasıldığında hacim maksimum olur ve sensörün algıladığı ışık yoğunluğu minimum olur. Doğrudan ölçüm verileri olarak kan akış hacmi nabız dalgası ile parmak uçlarının invaziv olmayan tespitinde, spektral ölçüm yerinin seçiminde aşağıdaki ilkeler izlenmelidir.
1. Kan damarlarının damarları daha bol olmalı, spektrumdaki toplam malzeme bilgisi içinde hemoglobin ve ICG gibi etkili bilgilerin oranı iyileştirilmelidir.
2. Hacim nabız dalgası sinyalini etkili bir şekilde toplamak için kan akışı hacmi değişiminin belirgin özelliklerine sahiptir.
3. İyi tekrarlanabilirlik ve stabiliteye sahip insan spektrumunu elde etmek için doku özellikleri bireysel farklılıklardan daha az etkilenir.
4. Stres duygusunun neden olduğu hızlı kalp atış hızı ve ölçüm konumu hareketi gibi girişim faktörlerinden kaçınmak için spektral algılamanın gerçekleştirilmesi kolaydır ve konu tarafından kabul edilmesi kolaydır.
İnsan avucundaki kan damarı dağılımının şematik diyagramı Kolun konumu nabız dalgasını zorlukla algılayabilir, bu nedenle kan akış hacmi nabız dalgasının tespiti için uygun değildir; Bilek radyal artere yakındır, basınç nabız dalgası sinyali güçlüdür, cildin mekanik titreşim üretmesi kolaydır, hacim nabız dalgasına ek olarak algılama sinyaline yol açabilir, aynı zamanda cilt yansıması nabız bilgisini de taşır, doğru bir şekilde zordur kan hacmi değişiminin özelliklerini karakterize eder, ölçüm konumu için uygun değildir; Avuç içi yaygın klinik kan alma bölgelerinden biri olmasına rağmen kemiği parmaktan daha kalındır ve avuç içi hacminin dağınık yansımayla toplanan nabız dalga genliği daha düşüktür. Şekil 2-5 avuç içi kan damarlarının dağılımını göstermektedir. Şekle bakıldığında, parmağın ön kısmında insan vücudundaki hemoglobin içeriğini etkili bir şekilde yansıtabilen çok sayıda kılcal ağ bulunduğu görülmektedir. Ayrıca bu pozisyon, kan akışı hacim değişiminin bariz özelliklerine sahiptir ve hacim nabız dalgasının ideal ölçüm pozisyonudur. Parmakların kas ve kemik dokuları nispeten ince olduğundan, arka plandaki girişim bilgisinin etkisi nispeten küçüktür. Ek olarak, parmak ucunun ölçülmesi kolaydır ve nesnenin herhangi bir psikolojik yükü yoktur, bu da istikrarlı yüksek sinyal-gürültü oranı spektral sinyali elde etmeye yardımcı olur. İnsan parmağı kemik, tırnak, deri, doku, venöz kan ve arteriyel kandan oluşur. Işıkla etkileşim sürecinde kalp atışıyla birlikte parmak periferik arterindeki kan hacmi değişir, bu da optik yol ölçümünün değişmesine neden olur. Diğer bileşenler ışığın tüm sürecinde sabittir.
Parmak ucunun epidermisine belirli bir dalga boyunda ışık uygulandığında, parmak iki parçadan oluşan bir karışım olarak kabul edilebilir: statik madde (optik yol sabittir) ve dinamik madde (optik yol, sesin hacmiyle değişir). malzeme). Işık parmak ucu dokusu tarafından emildiğinde iletilen ışık bir fotodetektör tarafından alınır. Sensör tarafından toplanan iletilen ışığın yoğunluğu, insan parmaklarının çeşitli doku bileşenlerinin emilebilirliği nedeniyle açıkça zayıflamaktadır. Bu özelliğe göre parmak ışığı emiliminin eşdeğer modeli oluşturulmuştur.
Uygun kişi:
Parmak ucu nabız oksimetresiçocuklar, yetişkinler, yaşlılar, koroner kalp hastalığı, hipertansiyon, hiperlipidemi, serebral tromboz ve diğer damar hastalıkları olan hastalar ile astım, bronşit, kronik bronşit, pulmoner kalp hastalığı ve diğer solunum yolu hastalıkları olan hastalar dahil olmak üzere her yaştan insan için uygundur.
Gönderim zamanı: Haziran-17-2022
