Hatz-muturreko pultsu-oximetroa Millikan-ek asmatu zuen 1940ko hamarkadan, odol arterien oxigenoaren kontzentrazioa kontrolatzeko, COVID-19aren larritasunaren adierazle garrantzitsua.Yonker orain azaltzen du nola funtzionatzen duen hatz-puntako pulsioximetroak?
Ehun biologikoaren xurgapen espektralaren ezaugarriak: argia ehun biologikora irradiatzen denean, ehun biologikoak argiaren gainean duen eragina lau kategoriatan bana daiteke, besteak beste, xurgapena, sakabanaketa, islapena eta fluoreszentzia. Dispertsioa baztertzen bada, argiak biologikoan zehar egiten duen distantzia. ehuna xurgapenaren arabera zuzentzen da batez ere. Argia substantzia garden batzuetan (solidoa, likidoa edo gaseosa) barneratzen denean, argiaren intentsitatea nabarmen gutxitzen da maiztasun-osagai zehatz batzuen xedez xurgatzearen ondorioz, hau da, substantziek argiaren xurgapen-fenomenoa. Substantzia batek zenbat argi xurgatzen duen bere dentsitate optikoa deritzo, absorbantzia bezala ere ezagutzen dena.
Argiaren hedapen prozesu osoan materiak argiaren xurgapenaren diagrama eskematikoa, materiak xurgatzen duen argi-energia kantitatea hiru faktoreren proportzionala da, hau da, argiaren intentsitatea, argi-bidearen distantzia eta argia xurgatzen duten partikulen kopurua. argi-bidearen sekzioa. Material homogeneoaren oinarrian, argi-bide kopurua argia xurgatzen duten partikulak zeharkako sekzioan argia xurgatzen duten partikula gisa har daitezke bolumen-unitate bakoitzeko, hots, material xurgapeneko argi partikularen kontzentrazioa, lambert garagardoaren legea lor daiteke: materialaren kontzentrazio gisa interpretatu daiteke eta bide optikoaren luzera dentsitate optikoaren bolumen-unitate bakoitzeko, material xurgapen-argia materialaren xurgapen-argiaren izaerari erantzuteko gaitasuna. Beste era batera esanda, substantzia beraren xurgapen-espektroaren kurbaren forma berdina da eta posizio absolutua. xurgapen gailurra kontzentrazio desberdinaren ondorioz bakarrik aldatuko da, baina posizio erlatiboa aldatu gabe geratuko da. Xurgapen prozesuan, substantzien xurgapena guztiak sekzio bereko bolumenean gertatzen dira, eta substantzia xurgatzaileek ez dute zerikusirik elkarren artean, eta ez dago konposatu fluoreszenterik, eta ez dago medioaren propietateak aldatzeko fenomenorik. argi erradiazioa. Beraz, N xurgapen osagaiak dituen soluziorako, dentsitate optikoa gehigarria da. Dentsitate optikoaren gehigarritasunak nahasteetako osagai xurgatzaileen neurketa kuantitatiborako oinarri teorikoa eskaintzen du.
Ehun biologikoen optikan, 600 ~ 1300nm-ko eskualde espektralari "espektroskopia biologikoaren leihoa" deitzen zaio normalean, eta banda honetako argiak garrantzi berezia du terapia espektral eta diagnostiko espektral ezagun eta ezezagun askorentzat. Infragorrien eskualdean, ura ehun biologikoetan argia xurgatzen duen substantzia nagusi bihurtzen da, beraz, sistemak hartutako uhin-luzerak uraren xurgapen-gailurra saihestu behar du xede-substantziaren argia xurgatzeko informazioa hobeto lortzeko. Hori dela eta, 600-950nm-ko espektro infragorri hurbilaren barruan, argia xurgatzeko ahalmena duten giza hatz-puntaren ehunaren osagai nagusiak odoleko ura, O2Hb (hemoglobina oxigenatua), RHb (hemoglobina murriztua) eta azal periferikoa melanina eta beste ehunak dira.
Hori dela eta, ehunean neurtu beharreko osagaiaren kontzentrazioari buruzko informazio eraginkorra lor dezakegu emisio-espektroaren datuak aztertuz. Beraz, O2Hb eta RHb kontzentrazioak ditugunean, oxigeno saturazioa ezagutzen dugu.Oxigenoaren saturazioa SpO2Odolean oxigenoarekin loturiko hemoglobina oxigenatuaren (HbO2) bolumenaren ehunekoa lotze-hemoglobina osoaren (Hb) ehunekoa da, odoleko oxigeno-pultsuaren kontzentrazioa, beraz, zergatik deitzen zaio pulsioximetroa? Hona hemen kontzeptu berri bat: odol-fluxuaren bolumena pultsu-uhina. Bihotz-ziklo bakoitzean, bihotzaren uzkurdurak odol-presioa igotzen du sustrai aortikoko odol-hodietan, eta horrek odol-hodien horma zabaltzen du. Aitzitik, bihotzeko diastolak odol-presioa jaisten du sustrai aortikoaren odol-hodietan, eta horrek odol-hodien horma uzkurtzea eragiten du. Bihotz-zikloaren etengabeko errepikapenarekin, sustrai aortikoaren odol-hodietako odol-presioaren etengabeko aldaketa harekin lotuta dauden beheko ontzietara eta are arte-sistema osora transmitituko da, horrela etengabeko hedapen eta uzkurdura sortuz. arteria horma baskular osoa. Hau da, bihotzaren taupadak aldizkako pultsu-uhinak sortzen ditu aortan, arteria-sistema osoan zehar odol-hodien hormetan zehar aurrera egiten dutenak. Bihotza zabaltzen eta uzkurtzen den bakoitzean, arteria-sistemako presioaren aldaketa batek pultsu-uhin periodikoa sortzen du. Hau da pultsu-uhina deitzen dioguna. Pultsu-uhinak informazio fisiologiko asko isla ditzake, hala nola bihotza, odol-presioa eta odol-fluxua, eta horrek informazio garrantzitsua eman dezake giza gorputzaren parametro fisiko zehatzak ez-inbaditzaileak detektatzeko.
Medikuntzan, pultsu-uhina presio-pultsu-uhin eta bolumen-uhin bi motatan banatu ohi da. Presio-pultsu-uhinak odol-presioaren transmisioa adierazten du batez ere, bolumen-pultsu-uhinak odol-fluxuaren aldizkako aldaketak adierazten dituen bitartean. Presio-pultsu-uhinarekin alderatuta, pultsu-uhin bolumetrikoak informazio kardiobaskular garrantzitsuagoa du, hala nola, giza odol-hodiak eta odol-fluxua. Odol-fluxuaren bolumen-uhin tipikoaren detekzio ez-inbaditzailea pultsu-uhin bolumetriko fotoelektrikoaren bidez lor daiteke. Gorputzaren neurketa-atala argitzeko argi-uhin espezifiko bat erabiltzen da, eta habea sentsore fotoelektrikora iristen da islatu edo transmititu ondoren. Jasotako izpiak pultsu bolumetrikoaren uhinaren ezaugarri eraginkorra eramango du. Odol-bolumena bihotzaren hedapenarekin eta uzkurdurarekin aldian-aldian aldatzen denez, bihotza diastolean, odol-bolumena txikiena da, argiaren odol xurgapena, sentsoreak argiaren intentsitate maximoa detektatu zuen; Bihotza uzkurtzen denean, bolumena maximoa da eta sentsoreak detektatzen duen argiaren intentsitatea minimoa da. Neurketa zuzeneko datu gisa odol-fluxuaren bolumenaren pultsu-uhina duten hatz-punten detekzio ez-inbaditzailean, neurketa espektralaren gunea hautatzeak honako printzipio hauek jarraitu behar ditu.
1. Odol-hodien zainak ugariagoak izan behar dira, eta espektroko informazio material guztian hemoglobina eta ICG bezalako informazio eraginkorren proportzioa hobetu behar da.
2. Odol-fluxuaren bolumen aldaketaren ezaugarri nabariak ditu bolumen-pultsu-uhin seinalea eraginkortasunez biltzeko
3. Giza espektroa errepikakortasun eta egonkortasun onarekin lortzeko, ehunen ezaugarriak ez dira gutxiago eragiten banakako desberdintasunek.
4. Erraza da detekzio espektrala egitea, eta erraza da subjektuak onartzea, estresaren emozioak eragindako interferentzia-faktoreak saihesteko, hala nola, bihotz-taupadak eta neurketa-posizioaren mugimenduak.
Odol-hodien banaketaren diagrama eskematikoa giza palmondoan Besoaren posizioak nekez antzeman dezake pultsu-uhina, beraz, ez da egokia odol-fluxuaren bolumen-pultsu-uhina detektatzeko; Eskumuturra arteria erradialaren ondoan dago, presio-pultsu-uhinaren seinalea indartsua da, azala erraza da bibrazio mekanikoa sortzea, bolumen-uhinaz gain detekzio-seinalea ekar dezake larruazaleko hausnarketa-pultsuaren informazioa, zaila da zehaztasunez egitea. odol bolumen aldaketaren ezaugarriak ezaugarritzea, ez da egokia neurtzeko posiziorako; Palmondoa odola ateratzeko gune kliniko arruntetako bat den arren, bere hezurra hatza baino lodiagoa da, eta isla difusikoaren bidez jasotako palmondoaren bolumenaren pultsu-uhinaren anplitudea txikiagoa da. 2-5 irudiak ahurrean dagoen odol-hodien banaketa erakusten du. Irudiari erreparatuta, hatzaren aurreko aldean sare kapilar ugari daudela ikus daiteke, giza gorputzeko hemoglobina edukia modu eraginkorrean isla dezaketela. Gainera, posizio honek odol-fluxuaren bolumen-aldaketaren ezaugarri nabariak ditu, eta bolumen-pultsu-uhinaren neurketa-posizio aproposa da. Behatzen gihar eta hezur ehunak nahiko meheak dira, beraz, atzeko interferentziaren informazioaren eragina nahiko txikia da. Horrez gain, hatz punta neurtzeko erraza da, eta subjektuak ez du zama psikologikorik, hau da, seinale-zarata-erlazio handiko seinale espektral egonkorra lortzeko. Giza hatza hezurrez, iltzez, azalaz, ehunez, odol venosoz eta arteriaz osatuta dago. Argiarekin interakzio prozesuan, hatz arteria periferikoko odol-bolumena aldatzen da bihotz taupadekin, bide optikoaren neurketaren aldaketaren ondorioz. Beste osagaiak argiaren prozesu osoan konstanteak diren bitartean.
Argiaren uhin-luzera jakin bat hatzaren epidermisari aplikatzen zaionean, hatza nahasketa gisa har daiteke, bi zati barne: materia estatikoa (bide optikoa konstantea da) eta materia dinamikoa (bide optikoa aldatzen da bolumenaren arabera. materiala). Argia hatz puntako ehunak xurgatzen duenean, transmititutako argia fotodetektagailu batek jasotzen du. Sentsoreak jasotako transmititutako argiaren intentsitatea arintzen da, jakina, giza hatzen ehun-osagai ezberdinen xurgagarritasuna dela eta. Ezaugarri horren arabera, hatz-argiaren xurgapenaren eredu baliokidea ezartzen da.
Pertsona egokia:
Hatz-muturreko pulsioximetroaAdin guztietako pertsonentzat egokia da, haurrak, helduak, adinekoak, bihotzeko gaixotasunak, hipertentsioa, hiperlipidemia, garuneko tronbosia eta beste gaixotasun baskular batzuk dituzten pazienteentzat eta asma, bronkitisa, bronkitis kronikoa, biriketako bihotzeko gaixotasuna eta beste arnas gaixotasunak dituzten pazienteentzat.
Argitalpenaren ordua: 2022-06-17
