Ang fingertip pulse oximeter giimbento ni Millikan niadtong 1940s aron mamonitor ang konsentrasyon sa oxygen sa arterial blood, usa ka importanteng timailhan sa kagrabe sa COVID-19.Yonker karon nagpatin-aw kon sa unsang paagi ang fingertip pulse oximeter nagtrabaho?
Spectral absorption nga mga kinaiya sa biological tissue: Kung ang kahayag ma-irradiated ngadto sa biological tissue, ang epekto sa biological tissue sa kahayag mahimong bahinon ngadto sa upat ka mga kategoriya, lakip na ang pagsuyup, scattering, reflection ug fluorescence. Ang tisyu nag-una nga gidumala sa pagsuyup. Sa diha nga ang kahayag motuhop sa pipila ka transparent substances (solid, liquid o gas), ang intensity sa kahayag mikunhod kamahinungdanon tungod sa target nga pagsuyup sa pipila ka piho nga frequency component, nga mao ang pagsuyup phenomenon sa kahayag pinaagi sa mga butang. Unsa kadaghan nga kahayag ang masuhop sa usa ka substansiya gitawag nga optical density niini, nailhan usab nga absorbance.
Schematic diagram sa kahayag pagsuyup sa butang sa tibuok proseso sa kahayag propagation, ang gidaghanon sa kahayag nga masuhop sa butang mao ang proporsyonal sa tulo ka mga butang, nga mao ang kahayag intensity, ang gilay-on sa kahayag nga dalan ug ang gidaghanon sa kahayag-absorbing partikulo sa. ang cross section sa kahayag nga dalan. Sa pasiuna sa homogenous nga materyal, ang gidaghanon sa kahayag nga agianan sa kahayag nga mosuhop sa mga partikulo sa cross section mahimong isipon nga light-absorbing nga mga partikulo kada yunit nga gidaghanon, nga mao ang materyal nga suction light particle nga konsentrasyon, mahimong makakuha og lambert beer's law: mahimong hubaron isip materyal nga konsentrasyon ug optical nga dalan gitas-on kada yunit gidaghanon sa optical Densidad, materyal nga suction kahayag abilidad sa pagtubag sa kinaiya sa materyal nga suction kahayag.Sa laing pagkasulti, ang porma sa pagsuyup spectrum curve sa sama nga substansiya mao ang sama nga, ug ang hingpit nga posisyon sa absorption peak mausab lamang tungod sa lain-laing konsentrasyon, apan ang relatibong posisyon magpabilin nga wala mausab. Sa proseso sa pagsuyup, ang pagsuyup sa mga substansiya tanan mahitabo sa gidaghanon sa parehas nga seksyon, ug ang pagsuyop nga mga sangkap wala’y kalabotan sa usag usa, ug wala’y mga fluorescent compound nga naglungtad, ug wala’y panghitabo sa pagbag-o sa mga kabtangan sa medium tungod sa kahayag radiation. Busa, alang sa solusyon nga adunay mga sangkap sa pagsuyup sa N, ang optical density kay additive. Ang pagdugang sa optical density naghatag usa ka teoretikal nga sukaranan alang sa quantitative nga pagsukod sa mga absorbent nga sangkap sa mga sagol.
Sa biological tissue optics, ang spectral nga rehiyon sa 600 ~ 1300nm kasagaran gitawag nga "ang bintana sa biological spectroscopy", ug ang kahayag niini nga banda adunay espesyal nga kahulogan alang sa daghan nga nailhan ug wala mailhi nga spectral therapy ug spectral diagnosis. Sa infrared nga rehiyon, ang tubig nahimong dominanteng substansiya nga mosuhop sa kahayag sa biological nga mga tisyu, mao nga ang wavelength nga gisagop sa sistema kinahanglang likayan ang pagsuyup nga peak sa tubig aron mas maayo nga makuha ang impormasyon sa pagsuyop sa kahayag sa target nga substansiya. Busa, sa sulod sa duol nga infrared spectrum range nga 600-950nm, ang mga nag-unang sangkap sa tisyu sa tumoy sa tudlo sa tawo nga adunay kapasidad sa pagsuyup sa kahayag naglakip sa tubig sa dugo, O2Hb (oxygenated hemoglobin), RHb (nagkunhod nga hemoglobin) ug peripheral skin melanin ug uban pang mga tisyu.
Busa, makuha nato ang epektibong impormasyon sa konsentrasyon sa sangkap nga sukdon sa tisyu pinaagi sa pag-analisar sa datos sa emission spectrum. Busa kung kita adunay O2Hb ug RHb nga konsentrasyon, nahibal-an nato ang oxygen saturation.Oxygen saturation SpO2mao ang porsyento sa gidaghanon sa oxygen-bound oxygenated hemoglobin (HbO2) sa dugo isip porsyento sa kinatibuk-ang binding hemoglobin (Hb), ang konsentrasyon sa pulso sa oxygen sa dugo busa nganong gitawag kini nga pulse oximeter? Ania ang usa ka bag-ong konsepto: gidaghanon sa pulso sa dagan sa dugo. Sa matag siklo sa kasingkasing, ang pagkunhod sa kasingkasing hinungdan sa pagtaas sa presyon sa dugo sa mga ugat sa aortic root, nga nagpalapad sa dingding sa mga ugat sa dugo. Sa kasukwahi, ang diastole sa kasingkasing hinungdan sa pagkahulog sa presyon sa dugo sa mga ugat sa aortic root, nga maoy hinungdan sa pagkontrata sa bungbong sa dugo. Sa padayon nga pagbalik-balik sa siklo sa kasingkasing, ang kanunay nga pagbag-o sa presyon sa dugo sa mga ugat sa dugo sa ugat sa aorta ipasa sa ubos nga mga ugat nga konektado niini ug bisan sa tibuuk nga sistema sa arterial, sa ingon nagporma sa padayon nga pagpalapad ug pagkunhod sa mga ugat sa dugo. tibuok nga arterial vascular wall. Sa ato pa, ang pana-panahon nga pagpitik sa kasingkasing nagmugna og mga balud sa pulso sa aorta nga nag-agay sa unahan ubay sa mga dingding sa mga ugat sa dugo sa tibuuk nga sistema sa arterial. Sa matag higayon nga ang kasingkasing molapad ug mokontrata, ang pagbag-o sa presyur sa sistema sa arterial nagpatunghag usa ka periodic pulse wave. Mao kini ang gitawag nato nga pulse wave. Ang balod sa pulso mahimong magpakita sa daghang impormasyon sa pisyolohikal sama sa kasingkasing, presyon sa dugo ug pag-agos sa dugo, nga makahatag ug importanteng impormasyon alang sa dili-invasive nga pagtuki sa piho nga pisikal nga mga parameter sa lawas sa tawo.
Sa medisina, ang pulso wave sagad gibahin sa pressure pulse wave ug volume pulse wave duha ka klase. Ang pressure pulse wave nag-una nga nagrepresentar sa blood pressure transmission, samtang ang volume pulse wave nagrepresentar sa periodic nga mga kausaban sa blood flow. Kung itandi sa pressure pulse wave, ang volumetric pulse wave adunay mas importanteng impormasyon sa cardiovascular sama sa blood vessel sa tawo ug blood flow. Ang noninvasive detection sa tipikal nga blood flow volume pulse wave mahimong makab-ot pinaagi sa photoelectric volumetric pulse wave pagsubay. Ang usa ka piho nga balud sa kahayag gigamit sa pagdan-ag sa bahin sa pagsukod sa lawas, ug ang sinag makaabot sa photoelectric sensor pagkahuman sa pagpamalandong o transmission. Ang nadawat nga sagbayan magdala sa epektibo nga kasayuran sa kinaiya sa volumetric pulse wave. Tungod kay ang gidaghanon sa dugo mausab matag karon ug unya uban sa pagpalapad ug pagkunhod sa kasingkasing, sa diha nga ang kasingkasing diastole, ang gidaghanon sa dugo mao ang pinakagamay, dugo pagsuyup sa kahayag, ang sensor nakamatikod sa maximum kahayag intensity; Sa diha nga ang kasingkasing nagkontrata, ang gidaghanon mao ang maximum ug ang kahayag intensity namatikdan sa sensor mao ang minimum. Sa non-invasive detection sa mga tumoy sa tudlo uban sa pag-agos sa dugo gidaghanon sa pulso wave ingon nga ang direkta nga pagsukod data, ang pagpili sa spectral pagsukod dapit kinahanglan nga mosunod sa mosunod nga mga baruganan
1. Ang mga ugat sa mga ugat sa dugo kinahanglan nga mas abunda, ug ang gidaghanon sa epektibo nga impormasyon sama sa hemoglobin ug ICG sa kinatibuk-ang materyal nga impormasyon sa spectrum kinahanglan nga molambo
2. Kini adunay klaro nga mga kinaiya sa pagbag-o sa gidaghanon sa pag-agos sa dugo aron epektibo nga makolekta ang signal sa signal sa pulso sa volume
3. Aron makuha ang spectrum sa tawo nga adunay maayo nga pagbalik-balik ug kalig-on, ang mga kinaiya sa tisyu dili kaayo apektado sa indibidwal nga mga kalainan.
4. Sayon ang paghimo sa spectral detection, ug dali nga dawaton sa hilisgutan, aron malikayan ang mga hinungdan sa pagpanghilabot sama sa paspas nga rate sa kasingkasing ug paglihok sa posisyon sa pagsukod tungod sa emosyon sa stress.
Schematic diagram sa pag-apod-apod sa mga sudlanan sa dugo sa palad sa tawo Ang posisyon sa bukton halos dili makamatikod sa pulso wave, mao nga kini dili angay alang sa pag-ila sa agos sa dugo gidaghanon pulse wave; Ang pulso duol sa radial artery, ang pressure pulse wave signal kusog, ang panit dali nga makahimo og mekanikal nga vibration, mahimong mosangpot sa detection signal dugang pa sa volume pulse wave nagdala usab sa skin reflection pulse information, lisud nga tukma pag-ila sa mga kinaiya sa pagbag-o sa gidaghanon sa dugo, dili angay alang sa posisyon sa pagsukod; Bisan kung ang palad usa sa kasagaran nga mga lugar sa pagkuha sa dugo sa klinika, ang bukog niini mas baga kaysa tudlo, ug ang pulso wave amplitude sa volume sa palma nga nakolekta pinaagi sa diffuse reflection mas ubos. Ang Figure 2-5 nagpakita sa pag-apod-apod sa mga ugat sa dugo sa palad. Sa pag-obserbar sa numero, makita nga adunay daghang mga capillary network sa atubangan nga bahin sa tudlo, nga epektibo nga nagpakita sa hemoglobin nga sulud sa lawas sa tawo. Dugang pa, kini nga posisyon adunay klaro nga mga kinaiya sa pagbag-o sa gidaghanon sa pag-agos sa dugo, ug mao ang sulundon nga posisyon sa pagsukod sa volume nga balud sa pulso. Ang mga tisyu sa kaunuran ug bukog sa mga tudlo medyo nipis, mao nga gamay ra ang impluwensya sa impormasyon sa pagpanghilabot sa background. Dugang pa, ang tumoy sa tudlo dali nga sukdon, ug ang hilisgutan walay sikolohikal nga palas-anon, nga makatabang aron makakuha og lig-on nga taas nga signal-to-noise ratio spectral signal. Ang tudlo sa tawo naglangkob sa bukog, lansang, panit, tisyu, venous nga dugo ug arterial nga dugo. Sa proseso sa interaksyon sa kahayag, ang gidaghanon sa dugo sa tudlo sa peripheral artery mausab uban sa pagpitik sa kasingkasing, nga miresulta sa kausaban sa optical path measurement. Samtang ang ubang mga sangkap kanunay sa tibuuk nga proseso sa kahayag.
Kung ang usa ka partikular nga wavelength sa kahayag gipadapat sa epidermis sa tumoy sa tudlo, ang tudlo mahimong isipon nga usa ka sagol, lakip ang duha ka bahin: static nga butang (ang optical nga agianan kanunay) ug dinamikong butang (ang optical path nagbag-o sa gidaghanon sa materyal). Kung ang kahayag masuhop sa tisyu sa tumoy sa tudlo, ang gipasa nga kahayag madawat sa usa ka photodetector. Ang kakusog sa gipasa nga kahayag nga nakolekta sa sensor dayag nga nahurot tungod sa pagkasuhop sa lainlaing mga sangkap sa tisyu sa mga tudlo sa tawo. Sumala sa kini nga kinaiya, ang katumbas nga modelo sa pagsuyup sa kahayag sa tudlo natukod.
Angayan nga tawo:
Pulse oximeter sa tumoy sa tudloangay alang sa mga tawo sa tanan nga edad, lakip na ang mga bata, mga hamtong, mga tigulang, mga pasyente nga adunay sakit sa coronary heart, hypertension, hyperlipidemia, cerebral thrombosis ug uban pang mga sakit sa vascular ug mga pasyente nga adunay hubak, bronchitis, laygay nga bronchitis, sakit sa pulmonary heart ug uban pang mga sakit sa respiratoryo.
Oras sa pag-post: Hun-17-2022
