Barmoq uchi puls oksimetri Millikan tomonidan 1940-yillarda arterial qondagi kislorod kontsentratsiyasini kuzatish uchun ixtiro qilingan, bu COVID-19 zo'ravonligining muhim ko'rsatkichidir.Yonker Endi barmoq uchi puls oksimetri qanday ishlashini tushuntiradi?
Biologik to'qimalarning spektral yutilish xususiyatlari: Yorug'lik biologik to'qimalarga nurlantirilganda, biologik to'qimalarning yorug'likka ta'siri to'rt toifaga bo'linishi mumkin, jumladan, yutilish, tarqalish, aks ettirish va floresans.Agar tarqalish chiqarib tashlansa, yorug'lik biologik orqali o'tadigan masofa. to'qimalar asosan so'rilish bilan boshqariladi. Yorug'lik ba'zi shaffof moddalarga (qattiq, suyuq yoki gazsimon) o'tganda yorug'likning intensivligi ba'zi o'ziga xos chastotali komponentlarning maqsadli yutilishi tufayli sezilarli darajada kamayadi, bu yorug'likning moddalar tomonidan yutilish hodisasidir. Moddaning qancha yorug'lik yutishi uning optik zichligi deb ataladi, shuningdek, absorbans deb ham ataladi.
Yorug'likning butun tarqalish jarayonida materiya tomonidan yorug'lik yutilishining sxematik diagrammasi, materiya tomonidan yutilgan yorug'lik energiyasining miqdori uchta omilga proportsionaldir, ular yorug'lik intensivligi, yorug'lik yo'lining masofasi va yorug'likni yutuvchi zarrachalar soni. yorug'lik yo'lining kesishishi. Bir hil materialdan kelib chiqqan holda, yorug'lik yo'lining ko'ndalang kesimidagi yorug'likni yutuvchi zarrachalar hajmi birlik uchun yorug'likni yutuvchi zarralar sifatida ko'rib chiqilishi mumkin, ya'ni materialning assimilyatsiya qilingan yorug'lik zarralari kontsentratsiyasi, Lambert pivo qonunini olishi mumkin: material konsentratsiyasi sifatida talqin qilinishi mumkin va optik zichlikning birlik hajmiga to'g'ri keladigan optik yo'l uzunligi, materialning assimilyatsiya nurining materialning assimilyatsiya nurining tabiatiga javob berish qobiliyati.Boshqacha qilib aytganda, bir xil moddaning yutilish spektri egri chizig'ining shakli bir xil va mutlaq pozitsiyasi. yutilish cho'qqisi faqat turli konsentratsiyalar tufayli o'zgaradi, lekin nisbiy pozitsiya o'zgarishsiz qoladi. Absorbtsiya jarayonida moddalarning yutilishi hammasi bir xil bo'lim hajmida sodir bo'ladi va yutuvchi moddalar bir-biri bilan bog'liq emas va lyuminestsent birikmalar mavjud emas va muhitning xususiyatlarining o'zgarishi tufayli hech qanday hodisa yo'q. yorug'lik nurlanishi. Shuning uchun N yutilish komponentlari bo'lgan eritma uchun optik zichlik qo'shimcha hisoblanadi. Optik zichlikning qo'shilishi aralashmalardagi changni yutish komponentlarini miqdoriy o'lchash uchun nazariy asos yaratadi.
Biologik to'qimalar optikasida 600 ~ 1300 nm spektral hudud odatda "biologik spektroskopiya oynasi" deb ataladi va bu diapazondagi yorug'lik ko'plab ma'lum va noma'lum spektral terapiya va spektral tashxis uchun alohida ahamiyatga ega. Infraqizil mintaqada suv biologik to'qimalarda dominant yorug'lik yutuvchi moddaga aylanadi, shuning uchun tizim tomonidan qabul qilingan to'lqin uzunligi maqsadli moddaning yorug'lik assimilyatsiya ma'lumotlarini yaxshiroq olish uchun suvning assimilyatsiya cho'qqisidan qochish kerak. Shuning uchun, 600-950 nm yaqin infraqizil spektr oralig'ida, yorug'likni singdirish qobiliyatiga ega bo'lgan inson barmoq uchi to'qimalarining asosiy tarkibiy qismlari qondagi suv, O2Hb (kislorodli gemoglobin), RHb (kamaytirilgan gemoglobin) va periferik teri melanin va boshqa to'qimalarni o'z ichiga oladi.
Shuning uchun biz emissiya spektrining ma'lumotlarini tahlil qilish orqali to'qimalarda o'lchanadigan komponentning kontsentratsiyasining samarali ma'lumotlarini olishimiz mumkin. Shunday qilib, bizda O2Hb va RHb kontsentratsiyasi bo'lsa, biz kislorodning to'yinganligini bilamiz.Kislorod bilan to'yinganlik SpO2qondagi kislorod bilan bog'langan kislorodli gemoglobin (HbO2) hajmining umumiy bog'langan gemoglobinga (Hb) ulushi, qon kislorod pulsining kontsentratsiyasi, shuning uchun nima uchun u pulsoksimetr deb ataladi? Mana yangi tushuncha: qon oqimining hajmi puls to'lqini. Har bir yurak siklida yurakning qisqarishi aorta ildizining qon tomirlarida qon bosimining ko'tarilishiga olib keladi, bu qon tomir devorini kengaytiradi. Aksincha, yurakning diastolasi aorta ildizining tomirlarida qon bosimining pasayishiga olib keladi, bu esa qon tomir devorining qisqarishiga olib keladi. Yurak siklining uzluksiz takrorlanishi bilan aorta ildizining qon tomirlarida qon bosimining doimiy o'zgarishi u bilan bog'liq bo'lgan quyi oqim tomirlariga va hatto butun arterial tizimga uzatiladi va shu bilan yurakning doimiy kengayishi va qisqarishini hosil qiladi. butun arterial tomir devori. Ya'ni, yurakning davriy urishi aortada tomirlar devorlari bo'ylab butun arterial tizimda oldinga siljiydigan puls to'lqinlarini hosil qiladi. Har safar yurak kengayishi va qisqarishi, arterial tizimdagi bosimning o'zgarishi davriy puls to'lqinini hosil qiladi. Buni biz puls to'lqini deb ataymiz. Pulse to'lqini yurak, qon bosimi va qon oqimi kabi ko'plab fiziologik ma'lumotlarni aks ettirishi mumkin, bu inson tanasining o'ziga xos jismoniy parametrlarini invaziv bo'lmagan holda aniqlash uchun muhim ma'lumotlarni taqdim etishi mumkin.
Tibbiyotda puls to'lqini odatda bosimli puls to'lqiniga va hajmli puls to'lqiniga ikki turga bo'linadi. Bosim puls to'lqini asosan qon bosimining uzatilishini ifodalaydi, hajm puls to'lqini esa qon oqimidagi davriy o'zgarishlarni ifodalaydi. Bosim puls to'lqini bilan solishtirganda, volumetrik puls to'lqini inson qon tomirlari va qon oqimi kabi muhimroq yurak-qon tomir ma'lumotlarini o'z ichiga oladi. Odatda qon oqimi hajmining impuls to'lqinini noinvaziv aniqlashga fotoelektrik hajmli puls to'lqinini kuzatish orqali erishish mumkin. Tananing o'lchov qismini yoritish uchun ma'lum bir yorug'lik to'lqini ishlatiladi va nur aks ettirish yoki uzatishdan keyin fotoelektrik sensorga etib boradi. Qabul qilingan nur pulsning hajmli to'lqinining samarali xarakteristik ma'lumotlarini olib yuradi. Qon hajmi yurakning kengayishi va qisqarishi bilan vaqti-vaqti bilan o'zgarib turadiganligi sababli, yurak diastolasi, qon hajmi eng kichik bo'lsa, qonning yorug'lik yutilishi, sensori maksimal yorug'lik intensivligini aniqladi; Yurak qisqarganda ovoz balandligi maksimal bo'ladi va sensor tomonidan aniqlangan yorug'lik intensivligi minimal bo'ladi. To'g'ridan-to'g'ri o'lchov ma'lumotlari sifatida qon oqimining puls to'lqini bilan barmoq uchlarini noinvaziv aniqlashda spektral o'lchash joyini tanlash quyidagi printsiplarga amal qilishi kerak.
1. Qon tomirlarining tomirlari ko'proq bo'lishi kerak va spektrdagi umumiy moddiy ma'lumotlarda gemoglobin va ICG kabi samarali ma'lumotlarning nisbati yaxshilanishi kerak.
2. Hajmi puls to'lqini signalini samarali yig'ish uchun qon oqimi hajmi o'zgarishining aniq xususiyatlariga ega
3. Yaxshi takrorlanuvchanlik va barqarorlik bilan inson spektrini olish uchun to'qimalarning xususiyatlariga individual farqlar kamroq ta'sir qiladi.
4. Stress hissi tufayli tez yurak urishi va o'lchash pozitsiyasi harakati kabi shovqin omillaridan qochish uchun spektral aniqlashni amalga oshirish oson va sub'ekt tomonidan qabul qilinishi oson.
Inson kaftidagi qon tomirlarining taqsimlanishining sxematik diagrammasi Qo'lning pozitsiyasi puls to'lqinini deyarli aniqlay olmaydi, shuning uchun u qon oqimining hajmi puls to'lqinini aniqlash uchun mos emas; Bilak radial arteriyaga yaqin, bosim puls to'lqini signali kuchli, teri mexanik tebranish hosil qilishi oson, puls to'lqini hajmiga qo'shimcha ravishda aniqlash signaliga olib kelishi mumkin, shuningdek, teri aks ettiruvchi puls ma'lumotlarini ham olib yurishi mumkin, uni aniq aniqlash qiyin. qon hajmining o'zgarishi xususiyatlarini tavsiflash, o'lchash pozitsiyasiga mos kelmaydi; Kaft keng tarqalgan klinik qon olish joylaridan biri bo'lsa-da, uning suyagi barmoqdan qalinroq va diffuz aks ettirish orqali to'plangan palma hajmining puls to'lqini amplitudasi pastroq. 2-5-rasmda kaftdagi qon tomirlarining taqsimlanishi ko'rsatilgan. Shaklni kuzatib, barmoqning old qismida ko'p miqdorda kapillyar tarmoqlar mavjudligini ko'rish mumkin, ular inson tanasidagi gemoglobin miqdorini samarali aks ettira oladi. Bundan tashqari, bu pozitsiya qon oqimi hajmining o'zgarishining aniq xususiyatlariga ega va puls to'lqinining hajmini o'lchash uchun ideal pozitsiyadir. Barmoqlarning mushak va suyak to'qimalari nisbatan nozik, shuning uchun fon shovqin ma'lumotlarining ta'siri nisbatan kichikdir. Bundan tashqari, barmoq uchini o'lchash oson va sub'ektning psixologik yuki yo'q, bu barqaror yuqori signal-shovqin nisbati spektral signalini olish uchun qulaydir. Inson barmog'i suyak, tirnoq, teri, to'qima, venoz qon va arterial qondan iborat. Nur bilan o'zaro ta'sir qilish jarayonida barmoq periferik arteriyasidagi qon hajmi yurak urishi bilan o'zgaradi, natijada optik yo'l o'lchovi o'zgaradi. Boshqa komponentlar yorug'likning butun jarayonida doimiy bo'lsa.
Barmoq uchi epidermisiga ma'lum bir to'lqin uzunligi yorug'lik qo'llanilganda, barmoq ikki qismni o'z ichiga olgan aralashma sifatida ko'rib chiqilishi mumkin: statik materiya (optik yo'l doimiy) va dinamik materiya (optik yo'l nurning hajmiga qarab o'zgaradi. material). Yorug'lik barmoq uchi to'qimasi tomonidan so'rilganda, uzatilgan yorug'lik fotodetektor tomonidan qabul qilinadi. Sensor tomonidan to'plangan uzatiladigan yorug'likning intensivligi, inson barmoqlarining turli to'qimalarining tarkibiy qismlarining so'rilishi tufayli aniq zaiflashadi. Ushbu xususiyatga ko'ra, barmoq nurini singdirishning ekvivalent modeli o'rnatiladi.
Tegishli shaxs:
Barmoq uchi puls oksimetribarcha yoshdagi odamlar, jumladan, bolalar, kattalar, qariyalar, yurak-qon tomir kasalliklari, gipertenziya, giperlipidemiya, miya trombozi va boshqa qon tomir kasalliklari bilan og'rigan bemorlar va astma, bronxit, surunkali bronxit, o'pka yurak kasalligi va boshqa nafas olish kasalliklari bilan og'rigan bemorlar uchun javob beradi.
Yuborilgan vaqt: 2022 yil 17-iyun
