Ang fingertip pulse oximeter naimbento ni Millikan niadtong 1940s aron mabantayan ang konsentrasyon sa oksiheno sa arterial blood, usa ka importanteng timailhan sa kagrabe sa COVID-19.Yonker karon ipasabot kon giunsa paggana ang fingertip pulse oximeter?
Mga kinaiya sa spectral absorption sa biological tissue: Kung ang kahayag gipasanag sa biological tissue, ang epekto sa biological tissue sa kahayag mahimong bahinon sa upat ka mga kategorya, lakip ang absorption, scattering, reflection ug fluorescence. Kung dili iapil ang scattering, ang distansya nga gibiyahe sa kahayag agi sa biological tissue panguna nga gikontrol sa absorption. Kung ang kahayag makasulod sa pipila ka transparent nga mga substansiya (solid, likido o gas), ang intensity sa kahayag mokunhod pag-ayo tungod sa target nga absorption sa pipila ka piho nga frequency components, nga mao ang absorption phenomenon sa kahayag sa mga substansiya. Kung unsa kadaghan ang kahayag nga masuhop sa usa ka substansiya gitawag nga optical density niini, nailhan usab nga absorbance.
Sa tibuok proseso sa pagpalapad sa kahayag, ang gidaghanon sa enerhiya sa kahayag nga nasuhop sa butang proporsyonal sa tulo ka butang, nga mao ang intensity sa kahayag, ang gilay-on sa agianan sa kahayag, ug ang gidaghanon sa mga partikulo nga mosuhop sa kahayag sa cross section sa agianan sa kahayag. Base sa homogenous nga materyal, ang gidaghanon sa mga partikulo nga mosuhop sa kahayag sa cross section mahimong isipon nga mga partikulo nga mosuhop sa kahayag kada unit volume, nga mao ang konsentrasyon sa partikulo sa kahayag nga mosuhop sa materyal, nga mahimong makuha sa balaod ni Lambert Beer: mahimong hubaron nga konsentrasyon sa materyal ug gitas-on sa optical path kada unit volume sa optical density, ang abilidad sa kahayag nga mosuhop sa materyal motubag sa kinaiya sa kahayag nga mosuhop sa materyal. Sa laing pagkasulti, ang porma sa kurba sa spectrum sa pagsuhop sa parehas nga substansiya parehas, ug ang hingpit nga posisyon sa peak sa pagsuhop mausab lamang tungod sa lainlaing konsentrasyon, apan ang relatibong posisyon magpabilin nga wala mausab. Sa proseso sa pagsuhop, ang pagsuhop sa mga substansiya tanan mahitabo sa volume sa parehas nga seksyon, ug ang mga substansiya nga mosuhop wala’y kalabotan sa usag usa, ug walay fluorescent compound nga naglungtad, ug walay panghitabo sa pagbag-o sa mga kabtangan sa medium tungod sa radiation sa kahayag. Busa, para sa solusyon nga adunay mga sangkap sa pagsuhop sa N, ang optical density kay additive. Ang additivity sa optical density naghatag ug teoretikal nga basehan para sa quantitative measurement sa mga sangkap nga mosuhop sa mga sagol.
Sa biological tissue optics, ang spectral region nga 600 ~ 1300nm kasagarang gitawag nga "ang bintana sa biological spectroscopy", ug ang kahayag niini nga banda adunay espesyal nga kahulugan alang sa daghang nailhan ug wala mailhi nga spectral therapy ug spectral diagnosis. Sa infrared region, ang tubig nahimong dominanteng light-absorbing substance sa biological tissues, busa ang wavelength nga gisagop sa sistema kinahanglan nga molikay sa absorption peak sa tubig aron mas maayo nga makuha ang impormasyon sa pagsuhop sa kahayag sa target substance. Busa, sulod sa near-infrared spectrum range nga 600-950nm, ang mga nag-unang sangkap sa tisyu sa tumoy sa tudlo sa tawo nga adunay kapasidad sa pagsuhop sa kahayag naglakip sa tubig sa dugo, O2Hb (oxygenated hemoglobin), RHb (reduced hemoglobin) ug peripheral skin melanin ug uban pang mga tisyu.
Busa, makakuha kita og epektibong impormasyon sa konsentrasyon sa component nga sukdon sa tisyu pinaagi sa pag-analisar sa datos sa emission spectrum. Busa kon naa nato ang konsentrasyon sa O2Hb ug RHb, mahibal-an nato ang oxygen saturation.Saturasyon sa oksiheno SpO2mao ang porsyento sa gidaghanon sa oxygen-bound oxygenated hemoglobin (HbO2) sa dugo isip porsyento sa kinatibuk-ang binding hemoglobin (Hb), ang konsentrasyon sa blood oxygen pulse busa nganong gitawag kini nga pulse oximeter? Ania ang usa ka bag-ong konsepto: gidaghanon sa pag-agos sa dugo pulse wave. Atol sa matag siklo sa kasingkasing, ang pagkontrata sa kasingkasing hinungdan sa pagtaas sa presyon sa dugo sa mga ugat sa dugo sa aortic root, nga nagpalapad sa bungbong sa ugat sa dugo. Sa kasukwahi, ang diastole sa kasingkasing hinungdan sa pag-ubos sa presyon sa dugo sa mga ugat sa dugo sa aortic root, nga hinungdan sa pagkontrata sa bungbong sa ugat sa dugo. Uban sa padayon nga pagbalik-balik sa siklo sa kasingkasing, ang kanunay nga pagbag-o sa presyon sa dugo sa mga ugat sa dugo sa aortic root ipadala ngadto sa mga ugat sa ubos nga konektado niini ug bisan sa tibuok sistema sa arterya, sa ingon nagporma sa padayon nga pagpalapad ug pagkontrata sa tibuok arterial vascular wall. Sa ato pa, ang panagsang pagpitik sa kasingkasing nagmugna og mga pulse wave sa aorta nga mo-ripple sa unahan subay sa mga bungbong sa ugat sa dugo sa tibuok sistema sa arterya. Matag higayon nga ang kasingkasing molapad ug mokontrata, ang pagbag-o sa presyur sa sistema sa arterya nagmugna og panagsang pulse wave. Kini ang atong gitawag nga pulse wave. Ang pulse wave makapakita sa daghang impormasyon sa pisyolohiya sama sa kasingkasing, presyon sa dugo, ug pag-agos sa dugo, nga makahatag og importanteng impormasyon para sa dili-invasive nga pag-ila sa piho nga pisikal nga mga parametro sa lawas sa tawo.
Sa medisina, ang pulse wave kasagarang gibahin sa duha ka klase: pressure pulse wave ug volume pulse wave. Ang pressure pulse wave nagrepresentar sa blood pressure transmission, samtang ang volume pulse wave nagrepresentar sa mga panagsang pagbag-o sa pag-agos sa dugo. Kon itandi sa pressure pulse wave, ang volumetric pulse wave adunay mas importanteng impormasyon bahin sa cardiovascular system sama sa mga ugat sa dugo sa tawo ug pag-agos sa dugo. Ang dili invasive nga pag-ila sa tipikal nga blood flow volume pulse wave makab-ot pinaagi sa photoelectric volumetric pulse wave tracing. Usa ka piho nga wave sa kahayag ang gigamit aron masanagan ang bahin sa lawas nga gisukod, ug ang beam moabot sa photoelectric sensor human sa reflection o transmission. Ang nadawat nga beam magdala sa epektibo nga kinaiya nga impormasyon sa volumetric pulse wave. Tungod kay ang gidaghanon sa dugo mausab matag karon ug unya uban sa paglapad ug pagkontrata sa kasingkasing, kung ang heart diastole, ang gidaghanon sa dugo mao ang pinakagamay, ang pagsuhop sa dugo sa kahayag, ang sensor makamatikod sa pinakataas nga intensity sa kahayag; kung ang kasingkasing mokontrata, ang volume mao ang pinakataas ug ang intensity sa kahayag nga namatikdan sa sensor mao ang pinakagamay. Sa dili invasive nga pag-ila sa mga tudlo gamit ang blood flow volume pulse wave isip direktang datos sa pagsukod, ang pagpili sa spectral measurement site kinahanglan nga mosunod sa mosunod nga mga prinsipyo.
1. Ang mga ugat sa mga ugat sa dugo kinahanglan nga mas daghan, ug ang proporsyon sa epektibo nga impormasyon sama sa hemoglobin ug ICG sa kinatibuk-ang materyal nga impormasyon sa spectrum kinahanglan nga mapaayo.
2. Kini adunay klaro nga mga kinaiya sa pagbag-o sa gidaghanon sa pag-agos sa dugo aron epektibong makolekta ang signal sa pulse wave sa gidaghanon
3. Aron makuha ang human spectrum nga adunay maayong pagkasubli ug kalig-on, ang mga kinaiya sa tisyu dili kaayo maapektuhan sa indibidwal nga mga kalainan.
4. Sayon ra ang pag-detect sa spectral, ug dali ra madawat sa subject, aron malikayan ang mga butang nga makabalda sama sa paspas nga pitik sa kasingkasing ug paglihok sa posisyon sa pagsukod nga gipahinabo sa stress emotion.
Eskematikong diagram sa distribusyon sa mga ugat sa dugo sa palad sa tawo. Ang posisyon sa bukton halos dili makamatikod sa pulse wave, busa dili kini angay alang sa pag-detect sa gidaghanon sa pag-agos sa dugo; Ang pulso duol sa radial artery, kusog ang signal sa pressure pulse wave, ang panit dali nga makahimo og mechanical vibration, nga mahimong mosangpot sa detection signal. Gawas pa sa volume pulse wave, ang skin reflection pulse information lisod mailhan sa tukma ang mga kinaiya sa pagbag-o sa gidaghanon sa dugo, ug dili angay alang sa pagsukod sa posisyon; Bisan tuod ang palad usa sa kasagarang klinikal nga lugar sa pagkuha og dugo, ang bukog niini mas baga kay sa tudlo, ug ang amplitude sa pulse wave sa gidaghanon sa palad nga nakolekta pinaagi sa diffuse reflection mas ubos. Ang Figure 2-5 nagpakita sa distribusyon sa mga ugat sa dugo sa palad. Sa pag-obserbar sa figure, makita nga adunay daghang capillary network sa atubangan nga bahin sa tudlo, nga epektibong makapakita sa hemoglobin content 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 pulse wave. Ang mga tisyu sa kaunuran ug bukog sa mga tudlo medyo nipis, busa ang impluwensya sa impormasyon sa background interference medyo gamay. Dugang pa, ang tumoy sa tudlo dali sukdon, ug ang tawo walay sikolohikal nga palas-anon, nga makatabang sa pagkuha og lig-on ug taas nga signal-to-noise ratio spectral signal. Ang tudlo sa tawo gilangkoban sa bukog, kuko, panit, tisyu, dugo sa ugat ug dugo sa ugat. Sa proseso sa interaksyon sa kahayag, ang gidaghanon sa dugo sa peripheral artery sa tudlo mausab uban sa pagpitik sa kasingkasing, nga moresulta sa pagbag-o sa pagsukod sa optical path. Samtang ang ubang mga sangkap makanunayon sa tibuok proseso sa kahayag.
Kon ang usa ka partikular nga wavelength sa kahayag ipadapat sa epidermis sa tumoy sa tudlo, ang tudlo mahimong isipon nga usa ka sagol, nga naglakip sa duha ka bahin: static matter (ang optical path kanunay) ug dynamic matter (ang optical path mausab uban sa gidaghanon sa materyal). Kon ang kahayag masuhop sa tisyu sa tumoy sa tudlo, ang gipasa nga kahayag madawat sa usa ka photodetector. Ang intensity sa gipasa nga kahayag nga nakolekta sa sensor klaro nga mikunhod tungod sa pagsuhop sa lain-laing mga sangkap sa tisyu sa mga tudlo sa tawo. Sumala niini nga kinaiya, ang katumbas nga modelo sa pagsuhop sa kahayag sa tudlo matukod.
Angayan nga tawo:
Oximeter sa pulso sa tumoy sa tudloangay para sa mga tawo sa tanang edad, lakip 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 hika, bronchitis, chronic bronchitis, sakit sa baga sa kasingkasing ug uban pang mga sakit sa respiratoryo.
Oras sa pag-post: Hunyo-17-2022
