Մատների ծայրի զարկերակային օքսիմետրը հայտնագործվել է Միլիկանի կողմից 1940-ականներին՝ զարկերակային արյան մեջ թթվածնի կոնցենտրացիան վերահսկելու համար, որը COVID-19-ի ծանրության կարևոր ցուցանիշ է:Յոնկեր հիմա բացատրում է, թե ինչպես է աշխատում մատնահետքի զարկերակային օքսիմետրը:
Կենսաբանական հյուսվածքի սպեկտրալ կլանման բնութագրերը. Երբ լույսը ճառագայթվում է կենսաբանական հյուսվածքի վրա, կենսաբանական հյուսվածքի ազդեցությունը լույսի վրա կարելի է բաժանել չորս կատեգորիայի՝ ներառյալ կլանումը, ցրումը, արտացոլումը և լյումինեսցենտը: Եթե ցրումը բացառվում է, ապա այն հեռավորությունը, որը լույսը անցնում է կենսաբանական միջով հյուսվածքը հիմնականում կարգավորվում է կլանմամբ: Երբ լույսը թափանցում է որոշ թափանցիկ նյութեր (պինդ, հեղուկ կամ գազային), լույսի ինտենսիվությունը զգալիորեն նվազում է որոշակի հաճախականության որոշ բաղադրիչների նպատակային կլանման պատճառով, ինչը նյութերի կողմից լույսի կլանման երևույթն է: Թե որքան լույս է կլանում նյութը, կոչվում է նրա օպտիկական խտություն, որը նաև հայտնի է որպես կլանում:
Լույսի տարածման ողջ գործընթացում նյութի կողմից լույսի կլանման սխեմատիկ դիագրամ, նյութի կողմից կլանված լույսի էներգիայի քանակը համաչափ է երեք գործոնի, որոնք են լույսի ինտենսիվությունը, լույսի ուղու հեռավորությունը և լույս կլանող մասնիկների քանակը։ լույսի ճանապարհի խաչմերուկը. Միատարր նյութի հիման վրա լույսի ուղու համարով լույսը կլանող մասնիկները խաչմերուկում կարող են դիտվել որպես լույս կլանող մասնիկներ մեկ միավորի ծավալով, մասնավորապես նյութի ներծծող լույսի մասնիկների կոնցենտրացիան, կարող են ստանալ Լամբերտի գարեջրի օրենքը. կարող է մեկնաբանվել որպես նյութի կոնցենտրացիան և օպտիկական ուղու երկարությունը մեկ միավորի օպտիկական խտության ծավալի համար, նյութի ներծծման լույսի կարողությունը արձագանքելու նյութի ներծծման լույսի բնույթին: Այլ կերպ ասած, ձևը Նույն նյութի կլանման սպեկտրի կորը նույնն է, և կլանման գագաթնակետի բացարձակ դիրքը կփոխվի միայն տարբեր կոնցենտրացիայի պատճառով, բայց հարաբերական դիրքը կմնա անփոփոխ: Կլանման գործընթացում նյութերի կլանումը տեղի է ունենում նույն հատվածի ծավալով, և ներծծող նյութերը միմյանց հետ կապ չունեն, և լյումինեսցենտային միացություններ չկան, և միջավայրի հատկությունների փոփոխման երևույթ չկա: լույսի ճառագայթում. Հետևաբար, N կլանման բաղադրիչներով լուծույթի համար օպտիկական խտությունը հավելում է։ Օպտիկական խտության հավելումը տեսական հիմք է տալիս խառնուրդներում ներծծող բաղադրիչների քանակական չափման համար:
Կենսաբանական հյուսվածքների օպտիկայի մեջ 600 ~ 1300 նմ սպեկտրային շրջանը սովորաբար կոչվում է «կենսաբանական սպեկտրոսկոպիայի պատուհան», և այս գոտու լույսը հատուկ նշանակություն ունի շատ հայտնի և անհայտ սպեկտրային թերապիայի և սպեկտրալ ախտորոշման համար: Ինֆրակարմիր շրջանում ջուրը դառնում է կենսաբանական հյուսվածքներում լույսը կլանող գերիշխող նյութը, ուստի համակարգի կողմից ընդունված ալիքի երկարությունը պետք է խուսափի ջրի կլանման գագաթնակետից՝ նպատակային նյութի լույսի կլանման տեղեկատվությունը ավելի լավ ստանալու համար: Հետևաբար, մոտ ինֆրակարմիր սպեկտրի տիրույթում՝ 600-950 նմ, մարդու մատի ծայրի հյուսվածքի հիմնական բաղադրիչները՝ լույսի կլանման կարողությամբ, ներառում են ջուրը արյան մեջ, O2Hb (թթվածնացված հեմոգլոբին), RHb (նվազեցված հեմոգլոբին) և ծայրամասային մաշկի մելանինը և այլ հյուսվածքներ:
Հետևաբար, մենք կարող ենք հյուսվածքում չափվելիք բաղադրիչի կոնցենտրացիայի արդյունավետ տեղեկատվություն ստանալ՝ վերլուծելով արտանետումների սպեկտրի տվյալները: Այսպիսով, երբ մենք ունենք O2Hb և RHb կոնցենտրացիաներ, մենք գիտենք թթվածնի հագեցվածությունը:Թթվածնի հագեցվածությունը SpO2Արդյո՞ք արյան մեջ թթվածնով կապված թթվածնային հեմոգլոբինի (HbO2) ծավալի տոկոսն է որպես ընդհանուր կապող հեմոգլոբինի (Hb) տոկոս, արյան թթվածնի իմպուլսի կոնցենտրացիան, ուստի ինչու է այն կոչվում իմպուլս օքսիմետր: Ահա նոր հայեցակարգ՝ արյան հոսքի ծավալային զարկերակային ալիք: Սրտի յուրաքանչյուր ցիկլի ընթացքում սրտի կծկումը հանգեցնում է արյան ճնշման բարձրացմանը աորտայի արմատի արյունատար անոթներում, ինչը լայնացնում է արյան անոթների պատը: Ընդհակառակը, սրտի դիաստոլը հանգեցնում է արյան ճնշման անկմանը աորտայի արմատի արյունատար անոթներում, ինչը հանգեցնում է արյան անոթների պատի կծկմանը: Սրտի ցիկլի շարունակական կրկնությամբ՝ աորտայի արմատի արյունատար անոթներում արյան ճնշման մշտական փոփոխությունը կփոխանցվի դրա հետ կապված ներքևի անոթներին և նույնիսկ ամբողջ զարկերակային համակարգին՝ այդպիսով ձևավորելով անոթների շարունակական ընդլայնումն ու կծկումը։ ամբողջ զարկերակային անոթային պատը. Այսինքն՝ սրտի պարբերական բաբախյունը աորտայում առաջացնում է զարկերակային ալիքներ, որոնք առաջ են շարժվում արյունատար անոթների պատերի երկայնքով՝ զարկերակային համակարգով մեկ: Ամեն անգամ, երբ սիրտը ընդլայնվում և կծկվում է, զարկերակային համակարգում ճնշման փոփոխությունը առաջացնում է պարբերական զարկերակային ալիք: Սա այն է, ինչ մենք անվանում ենք զարկերակային ալիք: Զարկերակային ալիքը կարող է արտացոլել բազմաթիվ ֆիզիոլոգիական տեղեկություններ, ինչպիսիք են սիրտը, արյան ճնշումը և արյան հոսքը, ինչը կարող է կարևոր տեղեկատվություն տրամադրել մարդու մարմնի հատուկ ֆիզիկական պարամետրերի ոչ ինվազիվ հայտնաբերման համար:
Բժշկության մեջ զարկերակային ալիքը սովորաբար բաժանվում է ճնշման զարկերակային ալիքի և ծավալային զարկերակային ալիքի երկու տեսակի: Ճնշման զարկերակային ալիքը հիմնականում ներկայացնում է արյան ճնշման փոխանցումը, մինչդեռ ծավալային զարկերակային ալիքը ներկայացնում է արյան հոսքի պարբերական փոփոխություններ: Ճնշման զարկերակային ալիքի համեմատ ծավալային զարկերակային ալիքը պարունակում է ավելի կարևոր սրտանոթային տեղեկատվություն, ինչպիսիք են մարդու արյան անոթները և արյան հոսքը: Արյան հոսքի ծավալի բնորոշ զարկերակային ալիքի ոչ ինվազիվ հայտնաբերումը կարող է իրականացվել ֆոտոէլեկտրական ծավալային զարկերակային ալիքի հետագծման միջոցով: Լույսի հատուկ ալիքը օգտագործվում է մարմնի չափման հատվածը լուսավորելու համար, և ճառագայթը արտացոլումից կամ փոխանցումից հետո հասնում է ֆոտոէլեկտրական սենսորին: Ստացված ճառագայթը կրելու է ծավալային իմպուլսային ալիքի արդյունավետ բնութագրիչ տեղեկատվությունը: Քանի որ արյան ծավալը պարբերաբար փոխվում է սրտի ընդլայնման և կծկման հետ, երբ սրտի դիաստոլը, արյան ծավալը ամենափոքրն է, արյան մեջ լույսի կլանումը, սենսորը հայտնաբերել է առավելագույն լույսի ինտենսիվությունը. Երբ սիրտը կծկվում է, ծավալը առավելագույնն է, իսկ սենսորի կողմից հայտնաբերված լույսի ինտենսիվությունը նվազագույն է: Մատների ծայրերի ոչ ինվազիվ հայտնաբերման դեպքում արյան հոսքի ծավալի զարկերակային ալիքը որպես ուղղակի չափման տվյալ, սպեկտրային չափման վայրի ընտրությունը պետք է հետևի հետևյալ սկզբունքներին.
1. Արյան անոթների երակները պետք է ավելի առատ լինեն, և արդյունավետ տեղեկատվության համամասնությունը, ինչպիսիք են հեմոգլոբինը և ICG-ն, պետք է բարելավվի սպեկտրի ընդհանուր նյութական տեղեկատվության մեջ:
2. Այն ունի արյան հոսքի ծավալի փոփոխության ակնհայտ բնութագրեր՝ արդյունավետ կերպով հավաքելու ծավալային զարկերակային ալիքի ազդանշանը
3. Որպեսզի մարդու սպեկտրը լավ կրկնելիությամբ և կայունությամբ ձեռք բերվի, հյուսվածքների բնութագրիչների վրա ավելի քիչ են ազդում անհատական տարբերությունները:
4. Հեշտ է իրականացնել սպեկտրային հայտնաբերում, և հեշտ է ընդունվել առարկայի կողմից, որպեսզի խուսափեն միջամտության գործոններից, ինչպիսիք են արագ սրտի բաբախյունը և չափման դիրքի շարժումը, որն առաջանում է սթրեսի զգացմունքից:
Մարդու ափի մեջ արյան անոթների բաշխման սխեմատիկ դիագրամ Ձեռքի դիրքը հազիվ թե կարող է հայտնաբերել զարկերակային ալիքը, ուստի այն հարմար չէ արյան հոսքի ծավալային զարկերակային ալիքի հայտնաբերման համար. Դաստակը գտնվում է ճառագայթային զարկերակի մոտ, ճնշման զարկերակային ալիքի ազդանշանը ուժեղ է, մաշկը հեշտ է արտադրել մեխանիկական թրթռում, կարող է հանգեցնել հայտնաբերման ազդանշանի, բացի ծավալի զարկերակային ալիքից, նաև կրում է մաշկի արտացոլման զարկերակային տեղեկատվություն, դժվար է ճշգրիտ բնութագրում է արյան ծավալի փոփոխության բնութագրերը, հարմար չէ չափման դիրքի համար. Թեև ափը արյան ընդունման ընդհանուր կլինիկական վայրերից մեկն է, նրա ոսկորն ավելի հաստ է, քան մատը, և ցրված անդրադարձմամբ հավաքված ափի ծավալի զարկերակային ալիքի ամպլիտուդն ավելի ցածր է: Նկար 2-5-ը ցույց է տալիս ափի մեջ արյան անոթների բաշխումը: Դիտելով կազմվածքը՝ երևում է, որ մատի առջևի հատվածում կան առատ մազանոթ ցանցեր, որոնք կարող են արդյունավետ կերպով արտացոլել մարդու օրգանիզմում հեմոգլոբինի պարունակությունը։ Ավելին, այս դիրքն ունի արյան հոսքի ծավալի փոփոխության ակնհայտ բնութագրեր և հանդիսանում է ծավալային զարկերակային ալիքի չափման իդեալական դիրք: Մատների մկանային և ոսկրային հյուսվածքները համեմատաբար բարակ են, ուստի ֆոնային միջամտության տեղեկատվության ազդեցությունը համեմատաբար փոքր է: Բացի այդ, մատի ծայրը հեշտ է չափել, և առարկան չունի հոգեբանական ծանրաբեռնվածություն, ինչը նպաստում է ազդանշան-աղմուկ հարաբերակցության կայուն սպեկտրային ազդանշան ստանալու համար: Մարդու մատը բաղկացած է ոսկորից, եղունգից, մաշկից, հյուսվածքից, երակային արյունից և զարկերակային արյունից։ Լույսի հետ փոխազդեցության գործընթացում մատի ծայրամասային զարկերակում արյան ծավալը փոխվում է սրտի բաբախյունով, ինչի արդյունքում փոխվում է օպտիկական ուղու չափումը: Մինչդեռ մյուս բաղադրիչները մշտական են լույսի ողջ գործընթացում։
Երբ լույսի որոշակի ալիքի երկարություն է կիրառվում մատի ծայրի էպիդերմիսի վրա, մատը կարող է դիտվել որպես խառնուրդ, որը ներառում է երկու մաս՝ ստատիկ նյութ (օպտիկական ուղին հաստատուն է) և դինամիկ նյութ (օպտիկական ուղին փոխվում է մատի ծավալի հետ։ նյութ): Երբ լույսը կլանում է մատի ծայրի հյուսվածքը, փոխանցվող լույսը ստանում է ֆոտոդետեկտոր: Սենսորով հավաքված փոխանցվող լույսի ինտենսիվությունը ակնհայտորեն թուլանում է մարդու մատների տարբեր հյուսվածքային բաղադրիչների կլանման պատճառով: Ըստ այս հատկանիշի՝ սահմանվում է մատների լույսի կլանման համարժեք մոդելը։
Հարմար անձ.
Մատների ծայրի զարկերակային օքսիմետրհարմար է բոլոր տարիքի մարդկանց, այդ թվում՝ երեխաների, մեծահասակների, տարեցների, սրտի իշեմիկ հիվանդությամբ, հիպերտոնիայով, հիպերլիպիդեմիայի, ուղեղային թրոմբոզով և այլ անոթային հիվանդություններով հիվանդների և ասթմա, բրոնխիտ, քրոնիկ բրոնխիտ, թոքային սրտի հիվանդություն և շնչառական այլ հիվանդություններ ունեցող հիվանդների համար:
Հրապարակման ժամանակը՝ հունիս-17-2022
