Пулс оксиметар на врвот на прстите бил измислен од Миликан во 1940-тите за да ја следи концентрацијата на кислород во артериската крв, важен показател за сериозноста на СОВИД-19.Јонкер сега објаснува како функционира пулсот оксиметар на врвот на прстот?
Спектрални карактеристики на апсорпција на биолошкото ткиво: Кога светлината се озрачува на биолошкото ткиво, ефектот на биолошкото ткиво врз светлината може да се подели во четири категории, вклучувајќи апсорпција, расејување, рефлексија и флуоресценција. Ако расејувањето се исклучи, растојанието што светлината го поминува низ биолошките ткивото главно се регулира со апсорпција. Кога светлината продира во некои проѕирни супстанции (цврсти, течни или гасовити), интензитетот на светлината значително се намалува поради насочената апсорпција на некои компоненти на специфична фреквенција, што е феноменот на апсорпција на светлината од супстанции. Колку светлина апсорбира супстанцијата се нарекува нејзина оптичка густина, позната и како апсорпција.
Шематски дијаграм на апсорпција на светлина од страна на материјата во целиот процес на ширење на светлината, количината на светлосната енергија апсорбирана од материјата е пропорционална на три фактори, а тоа се интензитетот на светлината, растојанието на патеката на светлината и бројот на честички што апсорбираат светлина на пресекот на светлосната патека. Врз основа на хомоген материјал, честичките што апсорбираат светлина на пресек може да се сметаат како честички што апсорбираат светлина по единица волумен, имено, концентрацијата на светлосни честички за вшмукување на материјалот, може да го добијат законот на Ламберт пиво: може да се толкуваат како концентрација на материјал и должина на оптичка патека по единица волумен на оптичка густина, способност на вшмукување на материјалот да одговори на природата на вшмукувачката светлина на материјалот. Со други зборови, обликот на кривата на спектарот на апсорпција на истата супстанција е ист, а апсолутната положба на врвот на апсорпцијата ќе се промени само поради различната концентрација, но релативната позиција ќе остане непроменета. Во процесот на апсорпција, апсорпцијата на супстанциите се одвива во волуменот на истиот дел, а супстанциите што апсорбираат не се поврзани една со друга, и не постојат флуоресцентни соединенија и не постои феномен на промена на својствата на медиумот поради светлосно зрачење. Затоа, за растворот со N-апсорпциони компоненти, оптичката густина е адитивна. Адитивноста на оптичката густина дава теоретска основа за квантитативно мерење на абсорбента компоненти во мешавините.
Во биолошката ткивна оптика, спектралниот регион од 600 ~ 1300 nm обично се нарекува „прозорец на биолошка спектроскопија“, а светлината во овој опсег има посебно значење за многу познати и непознати спектрални терапија и спектрална дијагноза. Во инфрацрвениот регион, водата станува доминантна супстанција што апсорбира светлина во биолошките ткива, така што брановата должина усвоена од системот мора да го избегне врвот на апсорпција на водата за подобро да се добијат информациите за апсорпција на светлина на целната супстанција. Затоа, во опсегот на блиску инфрацрвен спектар од 600-950 nm, главните компоненти на ткивото на врвот на човечкиот прст со капацитет за апсорпција на светлина вклучуваат вода во крвта, O2Hb (оксигениран хемоглобин), RHb (намален хемоглобин) и меланин на периферната кожа и други ткива.
Затоа, можеме да ги добиеме ефективните информации за концентрацијата на компонентата што треба да се мери во ткивото со анализа на податоците од емисиониот спектар. Значи, кога ги имаме концентрациите на O2Hb и RHb, ја знаеме заситеноста со кислород.Заситеност со кислород SpO2дали е процентот на волуменот на кислородниот хемоглобин (HbO2) во крвта како процент од вкупниот врзувачки хемоглобин (Hb), концентрацијата на пулсот на кислородот во крвта, па зошто се нарекува пулс оксиметар? Еве нов концепт: пулсен бран волумен на протокот на крв. За време на секој срцев циклус, контракцијата на срцето предизвикува зголемување на крвниот притисок во крвните садови на коренот на аортата, што го шири ѕидот на крвните садови. Спротивно на тоа, дијастолата на срцето предизвикува пад на крвниот притисок во крвните садови на коренот на аортата, што предизвикува контракција на ѕидот на крвниот сад. Со континуираното повторување на срцевиот циклус, постојаната промена на крвниот притисок во крвните садови на коренот на аортата ќе се пренесе до низводните садови поврзани со него, па дури и до целиот артериски систем, со што ќе се формира континуирано проширување и контракција на целиот артериски васкуларен ѕид. Односно, периодичното отчукување на срцето создава пулсни бранови во аортата кои брануваат напред по ѕидовите на крвните садови низ артерискиот систем. Секој пат кога срцето се шири и се собира, промената на притисокот во артерискиот систем произведува периодичен пулсен бран. Ова е она што го нарекуваме пулсен бран. Пулсниот бран може да рефлектира многу физиолошки информации како што се срцето, крвниот притисок и протокот на крв, што може да обезбеди важни информации за неинвазивно откривање на специфични физички параметри на човечкото тело.
Во медицината, пулсниот бран обично се дели на пулсен бран на притисок и пулсен бран на волумен два вида. Пулсниот бран на притисок главно претставува пренос на крвен притисок, додека волуменскиот пулсен бран претставува периодични промени во протокот на крв. Во споредба со притисочниот пулсен бран, волуметрискиот пулсен бран содржи поважни кардиоваскуларни информации како што се човечките крвни садови и протокот на крв. Неинвазивното откривање на типичниот пулсен бран волумен на протокот на крв може да се постигне со фотоелектрично волуметриско следење на пулсните бранови. Специфичен бран на светлина се користи за осветлување на мерниот дел од телото, а зракот стигнува до фотоелектричниот сензор по рефлексија или пренос. Примениот зрак ќе ги носи ефективните карактеристични информации на волуметрискиот импулсен бран. Бидејќи волуменот на крвта периодично се менува со проширување и контракција на срцето, кога срцевата дијастола, волуменот на крвта е најмал, апсорпцијата на светлината во крвта, сензорот го откри максималниот интензитет на светлина; Кога срцето се собира, волуменот е максимален, а интензитетот на светлината што го детектира сензорот е минимален. Во неинвазивното откривање на врвовите на прстите со пулсен бран волумен на протокот на крв како директни мерни податоци, изборот на спектрално мерно место треба да ги следи следните принципи
1. Вените на крвните садови треба да бидат пообилни, а процентот на ефективни информации како што се хемоглобинот и МКГ во вкупните материјални информации во спектарот треба да се подобри
2. Има очигледни карактеристики на промена на волуменот на протокот на крв за ефикасно собирање на сигналот на пулсниот бран на волумен
3. За да се добие човечкиот спектар со добра повторливост и стабилност, карактеристиките на ткивото се помалку засегнати од индивидуалните разлики.
4. Лесно е да се изврши спектрално откривање и лесно да се прифати од субјектот, за да се избегнат факторите на пречки, како што се брзиот пулс и движењето на мерната позиција предизвикани од емоцијата на стрес.
Шематски дијаграм на дистрибуција на крвните садови кај човечката дланка Положбата на раката тешко може да го открие пулсниот бран, па затоа не е погодна за откривање на волуменскиот пулсен бран на протокот на крв; Зглобот е во близина на радијалната артерија, сигналот на пулсниот бран на притисок е силен, кожата е лесна за производство на механички вибрации, може да доведе до сигнал за откривање во прилог на пулсниот бран на јачината на звукот, исто така, носи информации за пулсот за рефлексија на кожата, тешко е точно да се ги карактеризира карактеристиките на промената на волуменот на крвта, не е погодна за мерна позиција; Иако дланката е едно од вообичаените места за клиничко вадење крв, нејзината коска е подебела од прстот, а амплитудата на пулсниот бран на волуменот на дланката собрана со дифузна рефлексија е помала. Слика 2-5 ја прикажува распределбата на крвните садови во дланката. Набљудувајќи ја фигурата, може да се види дека има изобилни капиларни мрежи во предниот дел на прстот, кои можат ефикасно да ја рефлектираат содржината на хемоглобинот во човечкото тело. Покрај тоа, оваа позиција има очигледни карактеристики на промена на волуменот на протокот на крв и е идеална позиција за мерење на волуменскиот пулсен бран. Мускулните и коскените ткива на прстите се релативно тенки, така што влијанието на информациите за пречки во позадина е релативно мало. Покрај тоа, врвот на прстот лесно се мери, а субјектот нема психолошко оптоварување, што е погодно за добивање стабилен спектрален сигнал со висок сооднос сигнал-шум. Човечкиот прст се состои од коска, нокт, кожа, ткиво, венска крв и артериска крв. Во процесот на интеракција со светлината, волуменот на крвта во периферната артерија на прстот се менува со чукање на срцето, што резултира со промена на мерењето на оптичката патека. Додека другите компоненти се константни во целиот процес на светлина.
Кога одредена бранова должина на светлина се нанесува на епидермисот на врвот на прстот, прстот може да се смета како мешавина, вклучувајќи два дела: статична материја (оптичката патека е константна) и динамична материја (оптичката патека се менува со волуменот на материјал). Кога светлината се апсорбира од ткивото на врвот на прстот, пренесената светлина ја прима фотодетектор. Интензитетот на пренесената светлина собрана од сензорот е очигледно ослабен поради апсорпцијата на различни ткивни компоненти на човечките прсти. Според оваа карактеристика, се воспоставува еквивалентен модел на апсорпција на светлината од прстите.
Соодветна личност:
Пулс оксиметар на врвот на прститее погоден за луѓе од сите возрасти, вклучително и деца, возрасни, постари лица, пациенти со коронарна срцева болест, хипертензија, хиперлипидемија, церебрална тромбоза и други васкуларни заболувања и пациенти со астма, бронхитис, хроничен бронхитис, пулмонална срцева болест и други респираторни заболувања.
Време на објавување: 17.06.2022 година
