Oksimetri i pulsit në majë të gishtave u shpik nga Millikan në vitet 1940 për të monitoruar përqendrimin e oksigjenit në gjakun arterial, një tregues i rëndësishëm i ashpërsisë së COVID-19.Jonker tani shpjegon se si funksionon pulsoksimetri i majës së gishtit?
Karakteristikat e përthithjes spektrale të indit biologjik: Kur drita rrezatohet në indin biologjik, efekti i indit biologjik në dritë mund të ndahet në katër kategori, duke përfshirë thithjen, shpërndarjen, reflektimin dhe fluoreshencën. Nëse shpërhapja përjashtohet, distanca që drita kalon nëpër biologjike indet drejtohen kryesisht nga përthithja. Kur drita depërton në disa substanca transparente (të ngurta, të lëngëta ose të gazta), intensiteti i dritës zvogëlohet ndjeshëm për shkak të përthithjes së synuar të disa komponentëve të frekuencës specifike, që është fenomeni i përthithjes së dritës nga substancat. Sa dritë thith një substancë quhet dendësia e saj optike, e njohur edhe si absorbim.
Diagrami skematik i përthithjes së dritës nga materia në të gjithë procesin e përhapjes së dritës, sasia e energjisë së dritës që përthithet nga materia është proporcionale me tre faktorë, të cilët janë intensiteti i dritës, distanca e rrugës së dritës dhe numri i grimcave që thithin dritën në prerja tërthore e shtegut të dritës. Në bazë të materialit homogjen, grimcat thithëse të dritës me numrin e rrugës së dritës në seksion kryq mund të konsiderohen si grimca thithëse të dritës për njësi vëllimi, domethënë përqendrimi i grimcave të dritës thithëse të materialit, mund të marrë një ligj të birrës Lambert: mund të interpretohet si përqendrim i materialit dhe gjatësia e rrugës optike për njësi vëllimi të densitetit optik, aftësia e dritës së thithjes së materialit për t'iu përgjigjur natyrës së dritës së thithjes së materialit. Me fjalë të tjera, forma e kurbës së spektrit të absorbimit të së njëjtës substancë është e njëjtë, dhe pozicioni absolut i Pika e përthithjes do të ndryshojë vetëm për shkak të përqendrimit të ndryshëm, por pozicioni relativ do të mbetet i pandryshuar. Në procesin e përthithjes, përthithja e substancave bëhet e gjitha në vëllimin e të njëjtit seksion, dhe substancat thithëse nuk kanë lidhje me njëra-tjetrën, dhe nuk ekzistojnë komponime fluoreshente dhe nuk ka fenomen të ndryshimit të vetive të mediumit për shkak të rrezatimi i dritës. Prandaj, për tretësirën me komponentë thithës N, densiteti optik është aditiv. Aditiviteti i densitetit optik siguron një bazë teorike për matjen sasiore të përbërësve absorbues në përzierje.
Në optikën e indeve biologjike, rajoni spektral prej 600 ~ 1300 nm zakonisht quhet "dritarja e spektroskopisë biologjike", dhe drita në këtë brez ka një rëndësi të veçantë për shumë terapi spektrale të njohura dhe të panjohura dhe diagnozë spektrale. Në rajonin infra të kuqe, uji bëhet substanca mbizotëruese përthithëse e dritës në indet biologjike, kështu që gjatësia e valës e adoptuar nga sistemi duhet të shmangë pikun e përthithjes së ujit në mënyrë që të merret më mirë informacioni për thithjen e dritës të substancës së synuar. Prandaj, brenda gamës së spektrit afër infra të kuqe prej 600-950 nm, përbërësit kryesorë të indit të majës së gishtit të njeriut me aftësi absorbuese të dritës përfshijnë ujin në gjak, O2Hb (hemoglobinë e oksigjenuar), RHb (hemoglobinë e reduktuar) dhe melaninën periferike të lëkurës dhe inde të tjera.
Prandaj, ne mund të marrim informacionin efektiv të përqendrimit të komponentit që do të matet në inde duke analizuar të dhënat e spektrit të emetimit. Pra, kur kemi përqendrimet e O2Hb dhe RHb, ne e dimë ngopjen e oksigjenit.Ngopja me oksigjen SpO2është përqindja e vëllimit të hemoglobinës së oksigjenuar të lidhur me oksigjen (HbO2) në gjak si përqindje e hemoglobinës totale lidhëse (Hb), përqendrimi i pulsit të oksigjenit në gjak, prandaj pse quhet pulsoksimetër? Këtu është një koncept i ri: pulsi i vëllimit të rrjedhës së gjakut. Gjatë çdo cikli kardiak, tkurrja e zemrës shkakton rritjen e presionit të gjakut në enët e gjakut të rrënjës së aortës, gjë që zgjeron murin e enëve të gjakut. Në të kundërt, diastola e zemrës bën që presioni i gjakut të bjerë në enët e gjakut të rrënjës së aortës, gjë që shkakton tkurrjen e murit të enëve të gjakut. Me përsëritjen e vazhdueshme të ciklit kardiak, ndryshimi i vazhdueshëm i presionit të gjakut në enët e gjakut të rrënjës së aortës do të transmetohet në enët e poshtme të lidhura me të dhe madje në të gjithë sistemin arterial, duke formuar kështu zgjerimin dhe tkurrjen e vazhdueshme të i gjithë muri vaskular arterial. Kjo do të thotë, rrahja periodike e zemrës krijon valë pulsi në aortë që valëzohen përpara përgjatë mureve të enëve të gjakut në të gjithë sistemin arterial. Sa herë që zemra zgjerohet dhe tkurret, një ndryshim i presionit në sistemin arterial prodhon një valë pulsi periodike. Kjo është ajo që ne e quajmë valë pulsi. Vala e pulsit mund të pasqyrojë shumë informacione fiziologjike si zemra, presioni i gjakut dhe rrjedha e gjakut, të cilat mund të ofrojnë informacion të rëndësishëm për zbulimin joinvaziv të parametrave fizikë specifikë të trupit të njeriut.
Në mjekësi, vala e pulsit zakonisht ndahet në dy lloje të valës së pulsit të presionit dhe valës së pulsit të vëllimit. Vala e pulsit të presionit përfaqëson kryesisht transmetimin e presionit të gjakut, ndërsa vala e pulsit të vëllimit përfaqëson ndryshime periodike në rrjedhën e gjakut. Krahasuar me valën e pulsit të presionit, vala e pulsit volumetrik përmban informacione më të rëndësishme kardiovaskulare si enët e gjakut të njeriut dhe rrjedhën e gjakut. Zbulimi joinvaziv i valës tipike të pulsit të vëllimit të rrjedhës së gjakut mund të arrihet me gjurmimin e valës vëllimore të pulsit fotoelektrik. Një valë specifike e dritës përdoret për të ndriçuar pjesën matëse të trupit, dhe rrezja arrin në sensorin fotoelektrik pas reflektimit ose transmetimit. Rrezja e marrë do të bartë informacionin efektiv karakteristik të valës së pulsit vëllimor. Për shkak se vëllimi i gjakut ndryshon periodikisht me zgjerimin dhe tkurrjen e zemrës, kur zemra diastole, vëllimi i gjakut është më i vogël, thithja e gjakut të dritës, sensori zbuloi intensitetin maksimal të dritës; Kur zemra tkurret, vëllimi është maksimal dhe intensiteti i dritës i zbuluar nga sensori është minimal. Në zbulimin joinvaziv të majave të gishtave me valë pulsi të vëllimit të rrjedhës së gjakut si të dhëna direkte të matjes, zgjedhja e vendit të matjes spektrale duhet të ndjekë parimet e mëposhtme
1. Venat e enëve të gjakut duhet të jenë më të bollshme dhe duhet të përmirësohet raporti i informacionit efektiv si hemoglobina dhe ICG në informacionin total material në spektër.
2. Ka karakteristika të dukshme të ndryshimit të vëllimit të rrjedhës së gjakut për të mbledhur në mënyrë efektive sinjalin e valës së pulsit të vëllimit
3. Për të përftuar spektrin njerëzor me përsëritshmëri dhe stabilitet të mirë, karakteristikat e indeve ndikohen më pak nga dallimet individuale.
4. Është e lehtë për të kryer zbulimin spektral dhe e lehtë për t'u pranuar nga subjekti, në mënyrë që të shmangen faktorët e ndërhyrjes si rrahjet e shpejta të zemrës dhe lëvizja e pozicionit të matjes të shkaktuar nga emocioni i stresit.
Diagrami skematik i shpërndarjes së enëve të gjakut në pëllëmbën e njeriut Pozicioni i krahut vështirë se mund të dallojë valën e pulsit, kështu që nuk është i përshtatshëm për zbulimin e valës së pulsit të vëllimit të rrjedhës së gjakut; kyçi i dorës është afër arteries radiale, sinjali i valës së pulsit të presionit është i fortë, lëkura është e lehtë për të prodhuar dridhje mekanike, mund të çojë në sinjalin e zbulimit përveç valës së pulsit të vëllimit gjithashtu të mbajë informacionin e pulsit të reflektimit të lëkurës, është e vështirë të saktësohet karakterizojnë karakteristikat e ndryshimit të vëllimit të gjakut, nuk është i përshtatshëm për pozicionin e matjes; Edhe pse pëllëmba është një nga vendet e zakonshme të nxjerrjes klinike të gjakut, kocka e saj është më e trashë se gishti dhe amplituda e valës së pulsit të vëllimit të pëllëmbës e mbledhur nga reflektimi difuz është më i ulët. Figura 2-5 tregon shpërndarjen e enëve të gjakut në pëllëmbë. Duke vëzhguar figurën, mund të shihet se ka rrjete të bollshme kapilare në pjesën e përparme të gishtit, të cilat mund të pasqyrojnë në mënyrë efektive përmbajtjen e hemoglobinës në trupin e njeriut. Për më tepër, ky pozicion ka karakteristika të dukshme të ndryshimit të vëllimit të rrjedhës së gjakut dhe është pozicioni ideal i matjes së valës së pulsit të vëllimit. Indet e muskujve dhe kockave të gishtërinjve janë relativisht të hollë, kështu që ndikimi i informacionit të ndërhyrjes në sfond është relativisht i vogël. Për më tepër, maja e gishtit është e lehtë për t'u matur dhe subjekti nuk ka ngarkesë psikologjike, gjë që është e favorshme për të marrë një sinjal spektral të qëndrueshëm të lartë të raportit sinjal-zhurmë. Gishti i njeriut përbëhet nga kocka, thonjtë, lëkura, indet, gjaku venoz dhe gjaku arterial. Në procesin e ndërveprimit me dritën, vëllimi i gjakut në arterien periferike të gishtit ndryshon me rrahjet e zemrës, duke rezultuar në ndryshimin e matjes së rrugës optike. Ndërsa komponentët e tjerë janë konstantë në të gjithë procesin e dritës.
Kur një gjatësi vale e caktuar drite aplikohet në epidermën e majës së gishtit, gishti mund të konsiderohet si një përzierje, duke përfshirë dy pjesë: lëndën statike (rruga optike është konstante) dhe lëndë dinamike (rruga optike ndryshon me vëllimin e material). Kur drita absorbohet nga indi i majës së gishtit, drita e transmetuar merret nga një fotodetektor. Intensiteti i dritës së transmetuar të mbledhur nga sensori është dukshëm i dobësuar për shkak të absorbueshmërisë së përbërësve të ndryshëm të indeve të gishtave të njeriut. Sipas kësaj karakteristike, vendoset modeli ekuivalent i thithjes së dritës së gishtit.
Personi i përshtatshëm:
Pulsi oksimetër në majë të gishtaveështë i përshtatshëm për njerëzit e të gjitha moshave, duke përfshirë fëmijët, të rriturit, të moshuarit, pacientët me sëmundje koronare të zemrës, hipertension, hiperlipidemi, trombozë cerebrale dhe sëmundje të tjera vaskulare dhe pacientë me astmë, bronkit, bronkit kronik, sëmundje pulmonare të zemrës dhe sëmundje të tjera të frymëmarrjes.
Koha e postimit: Qershor-17-2022
