Пулсоксиметри нӯги ангушт аз ҷониби Милликен дар солҳои 1940 барои назорат кардани консентратсияи оксиген дар хуни артериалӣ, ки нишондиҳандаи муҳими шиддати COVID-19 буд, ихтироъ шудааст.Йонкер Акнун мефаҳмонад, ки чӣ тавр пульсоксиметри нӯги ангушт кор мекунад?
Хусусиятҳои ҷабби спектрии бофтаи биологӣ: Вақте ки нур ба бофтаи биологӣ нурпошӣ мешавад, таъсири бофтаи биологиро ба нур метавон ба чор категория тақсим кард, аз ҷумла ҷаббидашавӣ, парокандашавӣ, инъикос ва флуоресценсия. Агар парокандагӣ истисно карда шавад, масофаи тайкардаи нур аз бофтаи биологӣ асосан аз ҷаббидашавӣ вобаста аст. Вақте ки нур ба баъзе моддаҳои шаффоф (сахт, моеъ ё газшакл) ворид мешавад, шиддати нур аз сабаби ҷабби мақсадноки баъзе ҷузъҳои басомади мушаххас, ки падидаи ҷаббидашавии нур аз ҷониби моддаҳо мебошад, ба таври назаррас коҳиш меёбад. Миқдори нуреро, ки модда ҷаббида мешавад, зичии оптикии он меноманд, ки онро ҷаббидашавӣ низ меноманд.
Диаграммаи схематикии ҷабби нур аз ҷониби модда дар тамоми раванди паҳншавии нур, миқдори энергияи рӯшноӣ, ки аз ҷониби модда ҷаббида мешавад, ба се омил мутаносиб аст, ки шиддати рӯшноӣ, масофаи роҳи рӯшноӣ ва шумораи зарраҳои ҷабби нур дар буриши роҳи рӯшноӣ мебошанд. Дар асоси маводи якхела, шумораи роҳи рӯшноӣ, зарраҳои ҷабби нур дар буриши роҳи рӯшноӣ метавонанд ҳамчун зарраҳои ҷабби нур дар як воҳиди ҳаҷми, яъне консентратсияи зарраҳои ҷабби нури мавод баррасӣ шаванд, ки метавонанд қонуни Ламберт Бирро ба даст оранд: онро метавон ҳамчун консентратсияи мавод ва дарозии роҳи оптикӣ дар як воҳиди ҳаҷми зичии оптикӣ тафсир кард, қобилияти рӯшноии ҷабби нури мавод барои посух додан ба табиати нури ҷабби мавод. Ба ибораи дигар, шакли каҷхати спектри ҷабби ҳамон модда якхела аст ва мавқеи мутлақи қуллаи ҷабби нур танҳо аз сабаби консентратсияи гуногун тағйир меёбад, аммо мавқеи нисбӣ бетағйир боқӣ мемонад. Дар раванди ҷабби нур, ҷабби моддаҳо ҳама дар ҳаҷми ҳамон як қисмат сурат мегирад ва моддаҳои ҷаббида бо ҳамдигар алоқаманд нестанд ва ягон пайвастагии флуоресцентӣ вуҷуд надорад ва ҳеҷ падидаи тағирёбии хосиятҳои муҳит аз сабаби радиатсияи рӯшноӣ вуҷуд надорад. Аз ин рӯ, барои маҳлул бо ҷузъҳои ҷабби N, зичии оптикӣ иловашаванда аст. Аддитивии зичии оптикӣ асоси назариявиро барои ченкунии миқдории ҷузъҳои ҷаббида дар омехтаҳо фароҳам меорад.
Дар оптикаи бофтаҳои биологӣ, минтақаи спектрии 600 ~ 1300 нм одатан "тиреза спектроскопияи биологӣ" номида мешавад ва нур дар ин банд барои бисёр терапияи спектрии маълум ва номаълум ва ташхиси спектрӣ аҳамияти махсус дорад. Дар минтақаи инфрасурх, об ба моддаи бартаридоштаи фурӯбарандаи нур дар бофтаҳои биологӣ табдил меёбад, аз ин рӯ дарозии мавҷи қабулкардаи система бояд аз қуллаи фурӯбарии об канорагирӣ кунад, то маълумоти беҳтари фурӯбарии нури моддаи мақсаднок ба даст оварда шавад. Аз ин рӯ, дар доираи спектри наздики инфрасурхи 600-950 нм, ҷузъҳои асосии бофтаи нӯги ангушти инсон бо қобилияти фурӯбарии нур об дар хун, O2Hb (гемоглобини оксигендор), RHb (гемоглобини камшуда) ва меланини пӯсти периферӣ ва дигар бофтаҳоро дар бар мегиранд.
Аз ин рӯ, мо метавонем маълумоти муассирро дар бораи консентратсияи ҷузъи ченшаванда дар бофта тавассути таҳлили маълумоти спектри партов ба даст орем. Пас, вақте ки мо консентратсияи O2Hb ва RHb-ро дорем, мо сершавии оксигенро медонем.Сершавии оксиген SpO2фоизи ҳаҷми гемоглобини бо оксиген пайвастшуда (HbO2) дар хун ҳамчун фоизи умумии гемоглобини пайвастшуда (Hb), консентратсияи импулси оксигени хун аст, пас чаро онро импулси оксиметр меноманд? Ин аст мафҳуми нав: мавҷи импулси ҳаҷми ҷараёни хун. Дар давоми ҳар як давраи дил, кашиши дил боиси баланд шудани фишори хун дар рагҳои хуни решаи аорта мегардад, ки девори рагҳои хунро васеъ мекунад. Баръакс, диастолаи дил боиси паст шудани фишори хун дар рагҳои хуни решаи аорта мегардад, ки боиси кашиши девори рагҳои хун мегардад. Бо такрори пайвастаи давраи дил, тағйироти доимии фишори хун дар рагҳои хуни решаи аорта ба рагҳои поёнии он, ки бо он пайвастанд, ва ҳатто ба тамоми системаи артериалӣ интиқол дода мешавад ва бо ин васила васеъшавӣ ва кашиши пайвастаи тамоми девори рагҳои артериалиро ташкил медиҳад. Яъне, тапиши даврии дил мавҷҳои импулсро дар аорта ба вуҷуд меорад, ки дар тамоми системаи артериалӣ дар баробари деворҳои рагҳои хун ба пеш мепечанд. Ҳар дафъае, ки дил васеъ ва кашиш меёбад, тағирёбии фишор дар системаи артериалӣ мавҷи импулси давриро ба вуҷуд меорад. Инро мавҷи набз меномем. Мавҷи набз метавонад бисёр маълумоти физиологиро, аз қабили дил, фишори хун ва ҷараёни хунро инъикос кунад, ки метавонад маълумоти муҳимро барои муайян кардани параметрҳои мушаххаси ҷисмонии ғайриинвазивӣ таъмин кунад.
Дар тиб, мавҷи набз одатан ба ду навъ тақсим мешавад: мавҷи набзи фишор ва мавҷи набзи ҳаҷм. Мавҷи набзи фишор асосан интиқоли фишори хунро ифода мекунад, дар ҳоле ки мавҷи набзи ҳаҷм тағйироти даврӣ дар ҷараёни хунро ифода мекунад. Дар муқоиса бо мавҷи набзи фишор, мавҷи набзи ҳаҷмӣ дорои маълумоти муҳимтари дилу рагҳо, ба монанди рагҳои хуни инсон ва ҷараёни хун мебошад. Муайянкунии ғайриинвазивии мавҷи набзи ҳаҷми ҷараёни хунро метавон тавассути пайгирии мавҷи набзи ҳаҷмии фотоэлектрикӣ ба даст овард. Мавҷи мушаххаси рӯшноӣ барои равшан кардани қисми ченкунии бадан истифода мешавад ва шуоъ пас аз инъикос ё интиқол ба сенсори фотоэлектрикӣ мерасад. Шуои қабулшуда маълумоти муассири хоси мавҷи набзи ҳаҷмӣ хоҳад дошт. Азбаски ҳаҷми хун бо васеъшавӣ ва кашишхӯрии дил давра ба давра тағйир меёбад, вақте ки диастолаи дил, ҳаҷми хун хурдтарин аст, ҷабби нури хун, сенсор шиддати максималии рӯшноиро муайян кард; Вақте ки дил кашиш меёбад, ҳаҷм ҳадди аксар аст ва шиддати рӯшноие, ки сенсор муайян мекунад, ҳадди ақал аст. Дар ошкоркунии ғайриинвазивии нӯги ангуштон бо мавҷи набзи ҳаҷми ҷараёни хун ҳамчун маълумоти мустақими андозагирӣ, интихоби макони андозагирии спектрӣ бояд принсипҳои зеринро риоя кунад.
1. Рагҳои хун бояд фаровонтар бошанд ва таносуби маълумоти муассир ба монанди гемоглобин ва ICG дар маълумоти умумии моддӣ дар спектр бояд беҳтар карда шавад.
2. Он дорои хусусиятҳои возеҳи тағйирёбии ҳаҷми ҷараёни хун барои ҷамъоварии самараноки сигнали мавҷи импулси ҳаҷм мебошад
3. Барои ба даст овардани спектри инсонӣ бо такрорпазирӣ ва устувории хуб, хусусиятҳои бофта камтар аз фарқиятҳои инфиродӣ таъсир мебинанд.
4. Анҷом додани ошкоркунии спектрӣ осон аст ва аз ҷониби субъект қабул шуданаш осон аст, то аз омилҳои халалрасонӣ, ба монанди суръати тези дил ва ҳаракати мавқеи ченкунӣ, ки аз эҳсоси стресс ба вуҷуд меоянд, пешгирӣ карда шавад.
Диаграммаи схематикии тақсимоти рагҳои хун дар кафи дасти инсон Мавқеи даст мавҷи набзро базӯр муайян карда метавонад, аз ин рӯ он барои муайян кардани мавҷи набзи ҳаҷми ҷараёни хун мувофиқ нест; Даст дар наздикии артерияи радиалӣ ҷойгир аст, сигнали мавҷи набзи фишор қавӣ аст, пӯст ба осонӣ ларзиши механикӣ ба вуҷуд меорад, метавонад ба сигнали муайянкунӣ оварда расонад, илова бар мавҷи набзи ҳаҷм, инчунин инъикоси пӯст маълумоти набзро дорад, тавсифи дақиқи хусусиятҳои тағирёбии ҳаҷми хун душвор аст, барои мавқеи ченкунӣ мувофиқ нест; Гарчанде ки каф яке аз ҷойҳои маъмули клиникии гирифтани хун аст, устухони он аз ангушт ғафстар аст ва амплитудаи мавҷи набзи ҳаҷми каф, ки тавассути инъикоси паҳншуда ҷамъоварӣ шудааст, пасттар аст. Расми 2-5 тақсимоти рагҳои хунро дар каф нишон медиҳад. Бо мушоҳидаи расм, дидан мумкин аст, ки дар қисми пеши ангушт шабакаҳои капиллярҳои фаровон мавҷуданд, ки метавонанд миқдори гемоглобинро дар бадани инсон самаранок инъикос кунанд. Ғайр аз ин, ин мавқеъ хусусиятҳои равшани тағирёбии ҳаҷми ҷараёни хунро дорад ва мавқеи идеалии ченкунии мавҷи набзи ҳаҷм мебошад. Мушакҳо ва бофтаҳои устухони ангуштон нисбатан тунуканд, аз ин рӯ таъсири маълумоти дахолати замина нисбатан кам аст. Илова бар ин, чен кардани нӯги ангушт осон аст ва субъект ягон бори равонӣ надорад, ки барои ба даст овардани сигнали спектралии устувори таносуби баланди сигнал-садо мусоидат мекунад. Ангушти инсон аз устухон, нохун, пӯст, бофта, хуни венавӣ ва хуни артериалӣ иборат аст. Дар раванди таъсири мутақобила бо рӯшноӣ, ҳаҷми хун дар артерияи периферии ангушт бо зарбаи дил тағйир меёбад, ки боиси тағирёбии ченкунии роҳи оптикӣ мегардад. Дар ҳоле ки ҷузъҳои дигар дар тамоми раванди рӯшноӣ доимӣ мебошанд.
Вақте ки дарозии мавҷи мушаххаси рӯшноӣ ба эпидерми нӯги ангушт татбиқ мешавад, ангуштро метавон ҳамчун омехтае ҳисоб кард, ки аз ду қисм иборат аст: моддаи статикӣ (роҳи оптикӣ доимӣ аст) ва моддаи динамикӣ (роҳи оптикӣ бо ҳаҷми мавод тағйир меёбад). Вақте ки рӯшноӣ аз ҷониби бофтаи нӯги ангушт ҷаббида мешавад, рӯшноии интиқолшуда аз ҷониби фотодетектор қабул карда мешавад. Шиддати рӯшноии интиқолшуда, ки аз ҷониби сенсор ҷамъоварӣ мешавад, ба таври возеҳ аз сабаби ҷаббидашавии ҷузъҳои гуногуни бофтаи ангуштони инсон коҳиш меёбад. Мувофиқи ин хусусият, модели эквивалентии ҷаббидашавии рӯшноии ангушт муқаррар карда мешавад.
Шахси мувофиқ:
Пульсоксиметри нӯги ангуштбарои одамони ҳама синну сол, аз ҷумла кӯдакон, калонсолон, пиронсолон, беморони гирифтори бемории ишемияи дил, гипертония, гиперлипидемия, тромбози мағзи сар ва дигар бемориҳои рагӣ ва беморони гирифтори астма, бронхит, бронхити музмин, бемории дили шуш ва дигар бемориҳои роҳи нафас мувофиқ аст.
Вақти нашр: 17 июни соли 2022
