Манжа учу менен пульс оксиметри 1940-жылдары Милликан тарабынан COVID-19 оордугунун маанилүү көрсөткүчү болгон артериялык кандагы кычкылтектин концентрациясын көзөмөлдөө үчүн ойлоп табылган.Йонкер азыр манжа учу пульс оксиметри кантип иштээрин түшүндүрөт?
Биологиялык кыртыштын спектрдик жутуу өзгөчөлүктөрү: жарык биологиялык кыртыш үчүн нурланганда, жарык боюнча биологиялык кыртыштын таасири жутуу, чачыранды, чагылуу жана fluorescence.If чачыратылып, анын ичинде төрт категорияга бөлүүгө болот., чачырап жок болсо, жарык биологиялык аркылуу басып өткөн аралык. кыртыш негизинен сиңирүү менен башкарылат. Жарык кээ бир тунук заттарга (катуу, суюк же газ түрүндөгү) өткөндө жарыктын интенсивдүүлүгү кээ бир спецификалык жыштык компоненттеринин максаттуу сиңирүүсүнөн улам бир топ төмөндөйт, бул жарыктын заттардын жутуу кубулушу. Зат канчалык жарыкты сиңирет, анын оптикалык тыгыздыгы деп аталат, ошондой эле абсорбент деп да аталат.
Жарыктын таралышынын бүткүл процессинде заттын жарыкты жутуусунун схемалык схемасы, зат сиңирген жарык энергиясынын көлөмү үч факторго пропорционалдуу, алар жарык интенсивдүүлүгү, жарык жолунун алыстыгы жана жарыкты жутуу бөлүкчөлөрүнүн саны. жарык жолунун кесилиши. Бир тектүү материалдын шартында, жарык жолунун саны жарык жутуу бөлүкчөлөрүнүн кесилишинде жарыкты сиңирип алуучу бөлүкчөлөр көлөмүнүн бирдигине, тактап айтканда, материалды соргуч жарык бөлүкчөлөрүнүн концентрациясы Ламберт сырасынын мыйзамын ала алат: материалдык концентрация катары чечмелениши мүмкүн жана оптикалык жолдун узундугу оптикалык тыгыздыктын көлөмүнүн бирдигине, материалдык соргуч жарыктын материалдык соргуч жарыктын табиятына жооп берүү жөндөмдүүлүгү. Башкача айтканда, ошол эле заттын жутуу спектринин ийри сызыгынын формасы бирдей жана абсолюттук абалы жутуу чокусу ар кандай концентрациядан улам гана өзгөрөт, бирок салыштырмалуу абалы өзгөрүүсүз калат. Абсорбция процессинде заттардын жутулушу бардыгы бир эле бөлүмдүн көлөмүндө ишке ашат жана сиңирүү заттар бири-бири менен байланышы жок жана флуоресценттик кошулмалар жок, чөйрөнүн касиетинин өзгөрүү кубулушу болбойт. жарык нурлануу. Демек, N абсорбциялык компоненттери бар эритме үчүн оптикалык тыгыздык кошумча болуп саналат. Оптикалык тыгыздыктын аддитивдүүлүгү аралашмалардагы абсорбенттик компоненттерди сандык өлчөө үчүн теориялык негиз түзөт.
Биологиялык кыртыш оптикасында 600 ~ 1300 нм спектрдик аймак адатта "биологиялык спектроскопиянын терезеси" деп аталат жана бул тилкедеги жарык көптөгөн белгилүү жана белгисиз спектралдык терапия жана спектрдик диагностика үчүн өзгөчө мааниге ээ. Инфракызыл аймакта суу биологиялык кыртыштарда басымдуу жарык жутуучу зат болуп калат, ошондуктан система тарабынан кабыл алынган толкун узундугу максаттуу заттын жарык жутуу маалыматын жакшыраак алуу үчүн суунун сиңирүү чокусунан качышы керек. Ошондуктан, 600-950nm жакын инфракызыл спектр диапазонунда, жарык жутуу жөндөмдүүлүгү менен адамдын манжа учу кыртыштын негизги компоненттери кандагы суу, O2Hb (кычкылтектелген гемоглобин), RHb (кыскартылган гемоглобин) жана перифериялык тери меланин жана башка кыртыштарды камтыйт.
Демек, эмиссия спектринин маалыматтарын талдоо аркылуу кыртышта өлчөнө турган компоненттин концентрациясынын эффективдүү маалыматын ала алабыз. Ошентип, бизде O2Hb жана RHb концентрациялары болгондо, биз кычкылтектин каныккандыгын билебиз.Кычкылтек менен каныккан SpO2кандагы кычкылтек менен байланышкан кычкылтектүү гемоглобиндин (HbO2) көлөмүнүн жалпы байланыштыруучу гемоглобиндин (Hb) пайыздык үлүшү, кандагы кычкылтектин импульсунун концентрациясы, анда эмне үчүн ал импульс оксиметри деп аталат? Бул жерде жаңы түшүнүк: кан агымынын көлөмү импульс толкуну. Ар бир жүрөк циклинде жүрөктүн жыйрылышы аорта тамырынын кан тамырларындагы кан басымдын көтөрүлүшүнө алып келет, бул кан тамырдын дубалын кеңейтет. Тескерисинче, жүрөктүн диастоласы аорта тамырынын кан тамырларында кан басымын төмөндөтүп, кан тамыр дубалынын жыйрылышына алып келет. Жүрөк циклинин үзгүлтүксүз кайталанышы менен аорта тамырынын кан тамырларындагы кан басымынын тынымсыз өзгөрүшү аны менен байланышкан ылдыйкы агымдагы тамырларга, жада калса бүт артериялык системага өтүп, тынымсыз кеңейип, жыйрылышын пайда кылат. бүт артерия кан тамыр дубалы. Башкача айтканда, жүрөктүн мезгил-мезгили менен согуусу аортада тамырдын дубалдарын бойлоп, бүт артериялык система боюнча алдыга быдырылдаган импульс толкундарын жаратат. Жүрөк кеңейген жана жыйрылган сайын артериялык системадагы басымдын өзгөрүшү мезгилдүү импульс толкунун пайда кылат. Муну биз импульс толкуну деп атайбыз. Импульс толкуну жүрөк, кан басымы жана кандын агымы сыяктуу көптөгөн физиологиялык маалыматтарды чагылдыра алат, бул адам денесинин конкреттүү физикалык параметрлерин инвазивдүү эмес аныктоо үчүн маанилүү маалыматты бере алат.
Медицинада импульс толкуну, адатта, басым импульс толкуну жана көлөмдүү импульс толкуну болуп эки түргө бөлүнөт. Басым импульс толкуну негизинен кан басымынын өтүшүн билдирет, ал эми көлөмдүү импульс толкуну кан агымынын мезгил-мезгили менен өзгөрүшүн билдирет. басым импульс толкуну менен салыштырганда, көлөмдүү импульс толкун адамдын кан тамырлары жана кан агымы сыяктуу маанилүү жүрөк-кан тамыр маалыматты камтыйт. Кадимки кан агымынын көлөмүнүн импульс толкунун инвазивдүү эмес аныктоого фотоэлектрдик көлөмдүү импульс толкунун издөө аркылуу жетишүүгө болот. Дененин өлчөө бөлүгүн жарыктандыруу үчүн жарыктын белгилүү бир толкуну колдонулат жана нур чагылуудан же өткөрүүдөн кийин фотоэлектрдик датчикке жетет. Кабыл алынган нур көлөмдүү импульс толкунунун эффективдүү мүнөздөмө маалыматын алып барат. Анткени кандын көлөмү жүрөктүн кеңейиши жана жыйрылышы менен мезгил-мезгили менен өзгөрүп турат, жүрөк диастоласы, кандын көлөмү эң аз, жарыктын кан жутуусу, сенсор жарыктын максималдуу интенсивдүүлүгүн аныктайт; Жүрөк жыйрылганда, үн максималдуу болот жана сенсор тарабынан аныкталган жарык интенсивдүүлүгү минималдуу болот. Түз өлчөө маалыматы катары кан агымынын көлөмүнүн импульс толкуну менен манжалардын учтарын инвазивдүү эмес аныктоодо спектрдик өлчөө участогун тандоо төмөнкү принциптерди карманууга тийиш.
1. Кан тамырлардын веналары көбүрөөк болушу керек жана спектрдеги жалпы материалдык маалыматта гемоглобин жана ICG сыяктуу эффективдүү маалыматтын үлүшү жакшыртылышы керек.
2. Бул натыйжалуу көлөмү импульс толкун сигнал чогултуу үчүн кан агымынын көлөмүн өзгөртүү айкын өзгөчөлүктөрү бар
3. Жакшы кайталануучу жана туруктуулук менен адам спектрин алуу үчүн, ткандардын өзгөчөлүктөрү жеке айырмачылыктар азыраак таасир этет.
4. Стресс эмоциясы менен шартталган жүрөктүн кагышын жана өлчөө позициясынын кыймылы сыяктуу тоскоолдук факторлорун болтурбоо үчүн, спектрдик аныктоону жүргүзүү оңой жана субъект тарабынан кабыл алынышы оңой.
Адамдын алаканындагы кан тамырлардын бөлүштүрүлүшүнүн схемалык схемасы Колдун абалы импульс толкунун дээрлик байкай албайт, ошондуктан ал кан агымынын көлөмүн импульс толкунун аныктоого ылайыктуу эмес; Билек радиалдык артериянын жанында, басымдын импульс толкунунун сигналы күчтүү, тери механикалык термелүүнү оңой чыгарат, аныктоо сигналына алып келиши мүмкүн, көлөмдүн импульс толкунунан тышкары, теринин чагылышын импульс маалыматын алып жүрөт, аны так аныктоо кыйын. кан көлөмүнүн өзгөрүү өзгөчөлүктөрүн мүнөздөйт, өлчөө абалына ылайыктуу эмес; Алакан жалпы клиникалык кан алуу жерлеринин бири болгонуна карабастан, анын сөөгү манжага караганда жоон, ал эми диффузиялык чагылдыруу менен чогултулган алакандын көлөмүнүн импульс толкунунун амплитудасы төмөн. 2-5-сүрөттө алакандагы кан тамырлардын бөлүштүрүлүшү көрсөтүлгөн. Фигураны байкап көрсөк, манжанын алдыңкы бөлүгүндө адамдын денесиндеги гемоглобиндин мазмунун эффективдүү чагылдыра турган капиллярдык түйүндөр көп экенин көрүүгө болот. Мындан тышкары, бул позиция кан агымынын көлөмүнүн өзгөрүшүнүн ачык мүнөздөмөсүнө ээ жана көлөмдүн импульс толкунунун идеалдуу өлчөө позициясы болуп саналат. Манжалардын булчуң жана сөөк ткандары салыштырмалуу ичке, ошондуктан фон интерференциясынын таасири салыштырмалуу аз. Мындан тышкары, манжа учу оңой өлчөнөт жана субъекттин психологиялык жүгү жок, бул туруктуу жогорку сигналдын ызы-чуу катышы спектралдык сигналды алууга шарт түзөт. Адамдын манжасы сөөк, тырмак, тери, ткань, веноздук кан жана артерия канынан турат. Жарык менен өз ара аракеттенүү процессинде манжалардын перифериялык артериясындагы кандын көлөмү жүрөктүн согушу менен өзгөрөт, натыйжада оптикалык жолдун өлчөөсү өзгөрөт. Ал эми башка компоненттер жарыктын бүт процессинде туруктуу.
Жарыктын белгилүү бир толкун узундугу манжанын учу эпидермисине тийгенде, манжа эки бөлүктөн турган аралашма катары каралышы мүмкүн: статикалык материя (оптикалык жол туруктуу) жана динамикалык материя (оптикалык жолдун көлөмүнө жараша өзгөрөт). материал). Жарыкты манжа учундагы кыртыш сиңиргенде, өткөн жарыкты фотодетектор кабыл алат. Сенсор тарабынан чогултулган жарыктын интенсивдүүлүгү адамдын манжаларынын ар кандай кыртыш компоненттеринин сиңирүү жөндөмдүүлүгүнөн улам начарлап кеткени анык. Бул мүнөздөмөгө ылайык, манжалардын жарыгын сиңирүүнүн эквиваленттүү модели түзүлгөн.
ылайыктуу адам:
Манжа учу менен пульсоксиметрбардык курактагы адамдарга, анын ичинде балдарга, чоңдорго, улгайган адамдарга, жүрөктүн ишемиялык оорусу, гипертония, гиперлипидемия, мээ тромбозы жана башка кан тамыр оорулары менен ооругандар жана астма, бронхит, өнөкөт бронхит, өпкө жүрөк оорусу жана башка респиратордук оорулар менен ооругандар үчүн ылайыктуу.
Посттун убактысы: 17-июнь-2022
