Бармак очлары пульсоксиметрын 1940-нчы елларда Millikan компаниясе артериаль кандагы кислород концентрациясен күзәтү өчен уйлап тапкан, бу COVID-19 авырлыгының мөһим күрсәткече.Йонкер Хәзер бармак пульсоксиметры ничек эшләвен аңлатамы?
Биологик тукымаларның спектраль сеңдерү үзенчәлекләре: Яктылык биологик тукымага нурландырылганда, биологик тукымаларның яктылыкка йогынтысын дүрт категориягә бүлеп була, шул исәптән сеңдерү, чәчелү, чагылыш һәм флуоресценция. Әгәр сибелүне исәпкә алмаганда, яктылыкның биологик тукыма аша үтү арасы, нигездә, сеңдерү белән билгеләнә. Яктылык кайбер үтә күренмәле матдәләргә (каты, сыек яки газсыман) үтеп кергәндә, яктылыкның интенсивлыгы кайбер билгеле бер ешлык компонентларының максатчан сеңдерелүе аркасында сизелерлек кими, бу матдәләр тарафыннан яктылыкның сеңдерү күренеше. Бер матдәнең күпме яктылык сеңдерүе аның оптик тыгызлыгы дип атала, ул шулай ук сеңдерү дип тә атала.
Яктылык таралу процессында матдә тарафыннан яктылыкны сеңдерүнең схематик диаграммасы буенча, матдә тарафыннан сеңдерелгән яктылык энергиясе күләме өч факторга пропорциональ: яктылык интенсивлыгы, яктылык юлы аралыгы һәм яктылык юлы кисемтәсендә яктылыкны сеңдерүче кисәкчәләр саны. Бер төрле материал нигезендә, кисемтәсендә яктылык юллары саны берәмлек күләмдәге яктылыкны сеңдерүче кисәкчәләр дип каралырга мөмкин, атап әйткәндә, материалның суыру яктылык кисәкчәләре концентрациясе, Ламберт Бир законын алырга мөмкин: материал концентрациясе һәм оптик тыгызлык берәмлек күләмдәге оптик юл озынлыгы, материалның суыру яктылыкның материалның суыру яктылык табигатенә җавап бирү сәләте буларак аңлашылырга мөмкин. Икенче төрле әйткәндә, бер үк матдәнең сеңдерү спектры кәкресенең формасы бер үк, һәм сеңдерү пигының абсолют позициясе төрле концентрация аркасында гына үзгәрәчәк, ләкин чагыштырма позиция үзгәрешсез калачак. Абсорбция процессында барлык матдәләрнең дә сеңдерелүе бер үк кисемтә күләмендә бара, һәм сеңдерүче матдәләр бер-берсе белән бәйләнмәгән, һәм флуоресцент кушылмалар юк, һәм яктылык нурланышы аркасында мохитнең үзлекләре үзгәрү күренеше юк. Шуңа күрә, N2 абсорбция компонентлары булган эремә өчен оптик тыгызлык аддитив була. Оптик тыгызлыкның аддитивлыгы катнашмалардагы абсорбция компонентларын санлы үлчәү өчен теоретик нигез бирә.
Биологик тукыма оптикасында 600 ~ 1300 нм спектр өлкәсе гадәттә "биологик спектроскопия тәрәзәсе" дип атала, һәм бу диапазондагы яктылык күп билгеле һәм билгесез спектраль терапия һәм спектраль диагностика өчен аерым әһәмияткә ия. Инфракызыл өлкәдә су биологик тукымаларда өстенлекле яктылыкны сеңдерүче матдәгә әйләнә, шуңа күрә система тарафыннан кабул ителгән дулкын озынлыгы максатлы матдәнең яктылыкны сеңдерү турындагы мәгълүматны яхшырак алу өчен суның сеңдерү пигыннан качарга тиеш. Шуңа күрә, 600-950 нм якын инфракызыл спектр диапазонында, яктылыкны сеңдерү сәләтенә ия кеше бармак очы тукымасының төп компонентларына кандагы су, O2Hb (кислородлы гемоглобин), RHb (кимегән гемоглобин) һәм периферик тире меланины һәм башка тукымалары керә.
Шуңа күрә, без тукымада үлчәнергә тиешле компонент концентрациясе турында нәтиҗәле мәгълүматны эмиссия спектры мәгълүматларын анализлау юлы белән ала алабыз. Шулай итеп, бездә O2Hb һәм RHb концентрацияләре булганда, без кислород белән туендырылганлыкны беләбез.Кислород белән туендырылган SpO2Кандагы кислород белән бәйләнгән кислородлы гемоглобин (HbO2) күләменең гомуми бәйләнеш гемоглобинының (Hb) проценты буларак, кан кислород импульсы концентрациясе ни өчен ул пульсоксиметр дип атала? Менә яңа төшенчә: кан агымы күләме пульс дулкыны. Һәр йөрәк циклы вакытында йөрәк кыскаруы аорта тамырының кан тамырларында кан басымының артуына китерә, бу кан тамырлары диварын киңәйтә. Киресенчә, йөрәк диастоласы аорта тамырының кан тамырларында кан басымының төшүенә китерә, бу кан тамырлары диварының кыскаруына китерә. Йөрәк циклының өзлексез кабатлануы белән, аорта тамырының кан тамырларындагы кан басымының даими үзгәрүе аның белән бәйләнгән аскы агым тамырларына һәм хәтта бөтен артериаль системага тапшырылачак, шулай итеп, бөтен артериаль кан тамырлары диварының өзлексез киңәюен һәм кыскаруын барлыкка китерә. Ягъни, йөрәкнең периодик тибеше аортада пульс дулкыннарын барлыкка китерә, алар артериаль система буенча кан тамырлары диварлары буйлап алга таба дулкынлана. Йөрәк һәр киңәю һәм кыскару вакытында артериаль системадагы басым үзгәрүе периодик пульс дулкынын барлыкка китерә. Моны без пульс дулкыны дип атыйбыз. Пульс дулкыны йөрәк, кан басымы һәм кан агымы кебек күп физиологик мәгълүматны чагылдыра ала, бу кеше тәненең билгеле бер физик параметрларын инвазив булмаган рәвештә ачыклау өчен мөһим мәгълүмат бирә ала.
Медицинада импульс дулкыны гадәттә басым импульс дулкыны һәм күләм импульс дулкыны дип ике төргә бүленә. Басым импульс дулкыны, нигездә, кан басымы тапшыруын күрсәтә, ә күләм импульс дулкыны кан агымындагы периодик үзгәрешләрне күрсәтә. Басым импульс дулкыны белән чагыштырганда, күләм импульс дулкыны кеше кан тамырлары һәм кан агымы кебек мөһимрәк йөрәк-кан тамырлары мәгълүматын үз эченә ала. Гадәти кан агымы күләм импульс дулкынын инвазив булмаган рәвештә ачыклауга фотоэлектрик күләм импульс дулкынын күзәтү ярдәмендә ирешергә мөмкин. Тәннең үлчәү өлешен яктырту өчен билгеле бер яктылык дулкыны кулланыла, һәм нур чагылыш яки тапшырудан соң фотоэлектрик сенсорга барып җитә. Кабул ителгән нур күләм импульс дулкынының эффектив характеристикасын йөртәчәк. Кан күләме йөрәк киңәю һәм кысылу белән периодик рәвештә үзгәргәнлектән, йөрәк диастоласында кан күләме иң кечкенә булганда, кан яктылыкны сеңдерү, сенсор максималь яктылык интенсивлыгын теркәгән; йөрәк кысылганда, күләм максималь, ә сенсор тарафыннан теркәлгән яктылык интенсивлыгы минималь. Кан агымы күләм импульс дулкынын турыдан-туры үлчәү мәгълүматлары буларак бармак очларын инвазив булмаган рәвештә ачыклауда, спектраль үлчәү урынын сайлау түбәндәге принципларга туры килергә тиеш.
1. Кан тамырлары веналары күбрәк булырга тиеш, һәм спектрдагы гомуми матди мәгълүматта гемоглобин һәм ICG кебек нәтиҗәле мәгълүматның өлеше яхшыртылырга тиеш.
2. Күләм импульс дулкыны сигналын нәтиҗәле җыю өчен кан агымы күләме үзгәрүенең ачык үзенчәлекләренә ия
3. Кеше спектрын яхшы кабатланучанлык һәм тотрыклылык белән алу өчен, тукыма үзенчәлекләренә шәхси аермалар азрак тәэсир итә.
4. Спектраль детекцияне башкару җиңел, һәм субъект тарафыннан кабул ителү җиңел, шуңа күрә стресс хисе аркасында килеп чыккан йөрәк тибешенең тизләнүе һәм үлчәү позициясенең хәрәкәте кебек комачаулаучы факторлардан качу мөмкин.
Кеше уч төбендәге кан тамырлары таралуының схематик диаграммасы Кулның торышы пульс дулкынын сизми диярлек, шуңа күрә ул кан агымы күләме пульс дулкынын ачыклау өчен яраклы түгел; беләзек радиаль артерия янында, басым пульс дулкыны сигналы көчле, тире механик тибрәнү тудырырга җиңел, күләм пульс дулкыныннан тыш, детектив сигналга китерергә мөмкин, шулай ук тире чагылышы пульс мәгълүматын да йөртә, кан күләме үзгәрү үзенчәлекләрен төгәл характерлау авыр, үлчәү позициясе өчен яраклы түгел; уч төбе клиник кан алуның киң таралган урыннарының берсе булса да, аның сөяге бармакка караганда калынрак, һәм диффуз чагылыш белән җыелган уч төбе күләменең пульс дулкыны амплитудасы түбәнрәк. 2-5 нче рәсемнәр уч төбендәге кан тамырлары таралуын күрсәтә. Рәсемгә карасак, бармакның алгы өлешендә күп капилляр челтәрләр барлыгын күрергә мөмкин, алар кеше тәнендәге гемоглобин күләмен нәтиҗәле чагылдыра ала. Моннан тыш, бу позиция кан агымы күләме үзгәрүенең ачык үзенчәлекләренә ия һәм күләм пульс дулкынын үлчәү өчен идеаль позиция булып тора. Бармакларның мускул һәм сөяк тукымалары чагыштырмача нечкә, шуңа күрә фон интерференциясе мәгълүматының йогынтысы чагыштырмача аз. Моннан тыш, бармак очын үлчәү җиңел, һәм тикшерүчедә психологик йөкләнеш юк, бу спектраль сигналның тотрыклы югары тавыш-сигнал нисбәтен алуга ярдәм итә. Кеше бармагы сөяк, тырнак, тире, тукыма, веноз кан һәм артериаль каннан тора. Яктылык белән үзара бәйләнеш процессында бармак периферик артериясендәге кан күләме йөрәк тибеше белән үзгәрә, бу оптик юл үлчәүләренең үзгәрүенә китерә. Башка компонентлар яктылык процессында даими була.
Бармак очы эпидермисына билгеле бер дулкын озынлыгы яктылык бирелгәндә, бармакны ике өлештән торган катнашма дип карарга мөмкин: статик матдә (оптик юл даими) һәм динамик матдә (оптик юл материал күләме белән үзгәрә). Яктылык бармак очы тукымасына сеңгәч, тапшырылган яктылык фотодетектор тарафыннан кабул ителә. Сенсор тарафыннан җыелган тапшырылган яктылыкның интенсивлыгы кеше бармакларының төрле тукыма компонентларының сеңдерүчәнлеге аркасында ачыктан-ачык кими. Бу үзенчәлеккә нигезләнеп, бармак яктылык сеңдерүенең эквивалент моделе билгеләнә.
Яраклы кеше:
Бармак очы пульсоксиметрыбалалар, олылар, өлкән яшьтәгеләр, йөрәкнең ишемик авыруы, гипертония, гиперлипидемия, баш мие тромбозы һәм башка кан тамырлары авырулары булган пациентлар, шулай ук астма, бронхит, хроник бронхит, үпкә йөрәк авырулары һәм башка сулыш юллары авырулары булган пациентлар өчен яраклы.
Бастырылган вакыты: 2022 елның 17 июне
