Fangertip Pulsoximeter gouf vum Millikan an de 1940er erfonnt fir d'Konzentratioun vu Sauerstoff am arterielle Blutt ze iwwerwaachen, e wichtege Indikator fir d'Gravitéit vum COVID-19.Yonker elo erkläert wéi Fangerspëtzten Pulsatiounsperiod Oximeter Wierker?
Spektral Absorptiounseigenschaften vum biologesche Tissu: Wann d'Liicht op biologescht Tissu bestraht gëtt, kann den Effekt vum biologesche Tissu op d'Liicht a véier Kategorien ënnerdeelt ginn, dorënner Absorptioun, Streuung, Reflexioun a Fluoreszenz. Tissue gëtt haaptsächlech vun der Absorptioun regéiert. Wann d'Liicht e puer transparent Substanzen (fest, flësseg oder gasform) penetréiert, fällt d'Intensitéit vum Liicht wesentlech erof wéinst der geziilter Absorptioun vun e puer spezifesche Frequenzkomponenten, wat d'Absorptiounsphenomen vu Liicht duerch Substanzen ass. Wéi vill Liicht eng Loftdaktorsaktoren ass seng optesch Déoritéit genannt, och bekannt als Absorbung.
Schematesch Diagramm vun der Liichtabsorptioun duerch Matière am ganze Prozess vun der Liichtverbreedung, d'Quantitéit u Liichtenergie, déi vun der Matière absorbéiert gëtt, ass proportional zu dräi Faktoren, dat sinn d'Liichtintensitéit, d'Distanz vum Liichtwee an d'Zuel vun de Liichtabsorberende Partikelen op d'Kräiz Sektioun vum Liichtwee. Op der Viraussetzung vun homogene Material, Liicht Wee Zuel Liichtjoer-absorbéierend Partikel op Querschnitt kann als Liicht-absorbéierend Partikel pro Eenheet Volume ugesi ginn, nämlech Material Saug Liichtjoer Deelchen Konzentratioun, kann e Lambert Béier Gesetz kréien: kann als Material Konzentratioun interpretéiert ginn an optesch Wee Längt pro Eenheet Volume vun optesch Dicht, Material sauglicht Fäegkeet fir op d'Natur vun der Material sauglicht ze reagéieren.An anere Wierder, d'Form vun der Absorptioun Spektrum Kurve vun der selwechter Substanz ass déi selwecht, an der absoluter Positioun vun der D'Absorptiounspeak ännert sech nëmme wéinst der ënnerschiddlecher Konzentratioun, awer d'relativ Positioun bleift onverännert. Am Absorptiounsprozess fënnt d'Absorptioun vu Stoffer all am Volume vun der selwechter Sektioun statt, an d'Absorptiounsstoffer sinn net matenee verbonnen, a keng fluoreszent Verbindungen existéieren, an et gëtt kee Phänomen fir d'Eegeschafte vum Medium z'änneren wéinst Liicht Stralung. Dofir, fir d'Léisung mat N-Absorptiounskomponenten, ass d'optesch Dicht additiv. D'Additivitéit vun der optescher Dicht bitt eng theoretesch Basis fir d'quantitativ Messung vun absorbéierende Komponenten a Mëschungen.
An der biologescher Tissueoptik gëtt d'Spektralregioun vu 600 ~ 1300nm normalerweis "d'Fënster vun der biologescher Spektroskopie" genannt, an d'Liicht an dëser Band huet speziell Bedeitung fir vill bekannt an onbekannt Spektraltherapie a Spektraldiagnos. An der Infraroutregioun gëtt Waasser déi dominant Liichtabsorbéierend Substanz a biologesche Stoffer, sou datt d'Wellelängt, déi vum System ugeholl gëtt, den Absorptiounspeak vu Waasser vermeiden muss fir d'Liichtabsorptiounsinformatioun vun der Zilsubstanz besser ze kréien. Dofir, am no-Infrarout Spektrum Gamme vu 600-950nm, sinn d'Haaptkomponenten vum mënschleche Fangerspëtzegewier mat liicht Absorptiounskapazitéit Waasser am Blutt, O2Hb (oxygenéiert Hämoglobin), RHb (reduzéiert Hämoglobin) a periphere Haut Melanin an aner Stoffer.
Dofir kënne mir déi effektiv Informatioun iwwer d'Konzentratioun vun der Komponent kréien, déi am Tissu gemooss gëtt, andeems d'Daten vum Emissiounsspektrum analyséiert ginn. Also wa mir d'O2Hb an d'RHb Konzentratioune hunn, kennen mir d'Sauerstoff Sättigung.Sauerstoffsättigung SpO2ass de Prozentsaz vum Volume vum Sauerstoff gebonnen oxygenéierten Hämoglobin (HbO2) am Blutt als Prozentsaz vum Gesamtbindend Hämoglobin (Hb), d'Konzentratioun vum Bluttsauerstoffpuls, also firwat gëtt et Pulsoximeter genannt? Hei ass en neit Konzept: Bluttflowvolume Pulsewellen. Wärend all Herzzyklus verursaacht d'Kontraktioun vum Häerz de Blutdrock an de Bluttgefässer vun der Aortenwurzel erop, wat d'Bluttgefässwand erweidert. Ëmgekéiert, Diastole vum Häerz bewierkt datt de Blutdrock an de Bluttgefässer vun der Aortenwurzel fällt, wat d'Bluttgefässwand dréit. Mat der kontinuéierlecher Widderhuelung vum Herzzyklus gëtt de konstante Verännerung vum Blutdrock an de Bluttgefässer vun der Aortenwurzel un d'Downstream-Gefässer, déi domat verbonne sinn a souguer an de ganzen Arterialsystem iwwerdroen, sou datt d'kontinuéierlech Expansioun a Kontraktioun vun der ganz arteriell vaskulär Mauer. Dat ass, de periodesche Schlag vum Häerz entsteet Pulswellen an der Aorta, déi laanscht d'Bluttgefässwänn am ganzen Arterialsystem no vir rëselen. All Kéier wann d'Häerz erweidert a kontraktéiert, produzéiert eng Verännerung vum Drock am arterielle System eng periodesch Pulswelle. Dëst ass wat mir d'Pulswelle nennen. Pulswelle kann vill physiologesch Informatioun reflektéieren wéi Häerz, Blutdrock a Bluttfluss, wat wichteg Informatioun fir net-invasiv Detektioun vu spezifesche kierperleche Parameter vum mënschleche Kierper liwwere kann.
An der Medizin gëtt Pulswelle normalerweis an Drockpulswelle a Volumenpulswelle opgedeelt zwou Aarte. Drockpulswelle representéiert haaptsächlech Blutdrocktransmissioun, während Volumenpulswelle periodesch Verännerungen am Bluttfluss duerstellt. Am Verglach mat Drockpulswelle enthält volumetresch Pulswelle méi wichteg kardiovaskulär Informatioun wéi mënschlech Bluttgefässer a Bluttfluss. Déi netinvasiv Detektioun vun typesch Bluttflussvolumen Pulswelle kann duerch photoelektresch volumetresch Pulswellen Tracing erreecht ginn. Eng spezifesch Welle vu Liicht gëtt benotzt fir de Miessdeel vum Kierper ze beliichten, an de Strahl erreecht de fotoelektresche Sensor no Reflexioun oder Iwwerdroung. De empfangene Strahl wäert déi effektiv charakteristesch Informatioun vun der volumetrescher Pulswelle droen. Well d'Bluttvolumen periodesch mat der Ausdehnung an der Kontraktioun vum Häerz ännert, wann d'Häerz diastole ass, ass de Bluttvolumen déi klengst, d'Bluttabsorption vum Liicht, de Sensor huet déi maximal Liichtintensitéit festgestallt; Wann d'Häerz Kontrakter ass, ass de Volumen maximal an d'Liichtintensitéit, déi festgestallt gëtt, ass minimum. Bei der net-invasiver Detektioun vu Fangerspëtze mat Bluttflussvolumen Pulswelle wéi déi direkt Miessdaten, sollt d'Auswiel vu Spektralmessplaz déi folgend Prinzipien verfollegen
1. D'Vene vu Bluttgefässer solle méi reichend sinn, an den Undeel vun effektiven Informatioun wéi Hämoglobin an ICG an der Gesamtmaterialinformatioun am Spektrum soll verbessert ginn
2. Et huet evident Charakteristiken vum Bluttflussvolumen änneren fir effektiv Volumenpulswelle Signal ze sammelen
3. Fir de mënschleche Spektrum mat gudder Widderhuelbarkeet a Stabilitéit ze kréien, sinn d'Tissuecharakteristike manner vun individuellen Ënnerscheeder beaflosst.
4. Et ass einfach Spektralerkennung auszeféieren, an einfach vum Thema akzeptéiert ze ginn, fir d'Interferenzfaktoren ze vermeiden wéi séier Häerzfrequenz a Messpositiounsbewegung verursaacht duerch Stress Emotioun.
Schematesch Diagramm vun der Bluttgefässerverdeelung an der mënschlecher Handfläch D'Positioun vum Aarm kann d'Pulswelle kaum erkennen, sou datt et net gëeegent ass fir d'Detektioun vu Bluttflussvolumen Pulswelle; D'Handgelenk ass no bei der radialer Arterie, den Drockpulswellesignal ass staark, d'Haut ass einfach mechanesch Schwéngung ze produzéieren, kann zum Erkennungssignal féieren, nieft dem Volumen Pulswelle droen och Hautreflektioun Pulsinformatioun, et ass schwéier präzis ze maachen charakteriséiert d'Charakteristiken vun Blutt Volume änneren, ass net gëeegent fir Miessunge Positioun; Och wann d'Handfläch eng vun den allgemenge klineschen Bluttzeechnungsplazen ass, ass säi Knach méi déck wéi de Fanger, an d'Pulswelle Amplitude vum Handflächvolumen gesammelt duerch diffus Reflexioun ass manner. Figur 2-5 weist d'Verdeelung vu Bluttgefässer an der Handfläch. Wann Dir d'Figur beobachtet, kann et gesi ginn datt et reichend Kapillarnetzwierker am viischten Deel vum Fanger sinn, wat effektiv den Hämoglobingehalt am mënschleche Kierper reflektéiere kann. Ausserdeem huet dës Positioun offensichtlech Charakteristike vu Bluttflussvolumenännerung, an ass déi ideal Miesspositioun vun der Volumenpulswelle. D'Muskel- a Knochengewebe vu Fanger si relativ dënn, sou datt den Afloss vun der Hannergrondinterferenzinformatioun relativ kleng ass. Zousätzlech ass de Fangerspëtzt einfach ze moossen, an de Sujet huet keng psychologesch Belaaschtung, wat fördert ass fir e stabile Spektralsignal mat héije Signal-to-Geräischverhältnis ze kréien. Mënschleche Fanger besteet aus Schanken, Nol, Haut, Tissu, venös Blutt an arteriell Blutt. Am Prozess vun der Interaktioun mam Liicht ännert de Bluttvolumen an der peripherer Arterie vum Fanger mam Häerzschlag, wat zu der Verännerung vun der optescher Pathmiessung resultéiert. Wärend déi aner Komponente konstant am ganze Prozess vum Liicht sinn.
Wann eng bestëmmte Wellelängt vum Liicht op d'Epidermis vum Fangerspëtz applizéiert gëtt, kann de Fanger als eng Mëschung ugesi ginn, dorënner zwee Deeler: statesch Matière (den opteschen Wee ass konstant) an dynamesch Matière (den opteschen Wee ännert sech mam Volume vun der Material). Wann d'Liicht vum Fangerspëtzegewier absorbéiert gëtt, gëtt dat iwwerdroe Liicht vun engem Photodetektor opgeholl. D'Intensitéit vum iwwerdroene Liicht gesammelt vum Sensor ass offensichtlech ofgeschwächt wéinst der Absorptioun vu verschiddene Tissuekomponente vu mënschleche Fanger. No dëser Charakteristik gëtt den gläichwäertege Modell vun der Fangerlichtabsorption etabléiert.
Geeignet Persoun:
Fangerspëtzt Pulsoximeterass gëeegent fir Leit vun all Alter, dorënner Kanner, Erwuessener, eeler Leit, Patienten mat koronar Häerzkrankheeten, Hypertonie, Hyperlipidämie, zerebrale Thrombosen an aner vaskulär Krankheeten a Patienten mat Asthma, Bronchitis, chronescher Bronchitis, Pulmonaler Häerzkrankheeten an aner Atmungskrankheeten.
Post Zäit: Jun-17-2022
