Хурууны үзүүрийн пульсоксиметрийг 1940-өөд онд Милликан компани артерийн цусан дахь хүчилтөрөгчийн концентрацийг хянах зорилгоор зохион бүтээжээ. Энэ нь COVID-19-ийн хүндийн зэргийг харуулсан чухал үзүүлэлт юм.Йонкер Одоо хурууны үзүүрийн импульсийн оксиметр хэрхэн ажилладагийг тайлбарлаж байна уу?
Биологийн эдийн спектрийн шингээлтийн шинж чанар: Гэрлийг биологийн эдэд цацрагаар тусгахад биологийн эдийн гэрэлд үзүүлэх нөлөөллийг шингээлт, тархалт, ойлт, флуоресценц гэсэн дөрвөн ангилалд хувааж болно. Хэрэв тархалтыг оруулаагүй бол гэрлийн биологийн эдээр дамжин өнгөрөх зай нь голчлон шингээлтээр тодорхойлогддог. Гэрэл зарим тунгалаг бодис (хатуу, шингэн эсвэл хий хэлбэртэй)-д нэвтрэх үед зарим тодорхой давтамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн зорилтот шингээлтийн улмаас гэрлийн эрчим мэдэгдэхүйц буурдаг бөгөөд энэ нь бодисоор гэрлийг шингээх үзэгдэл юм. Бодисын хэр их гэрлийг шингээж байгааг түүний оптик нягтрал буюу шингээлт гэж нэрлэдэг.
Гэрлийн тархалтын бүх үйл явцад материалын гэрлийг шингээх бүдүүвч диаграммд материалын шингээлтийн гэрлийн энергийн хэмжээ нь гэрлийн эрчим, гэрлийн замын зай, гэрлийн замын хөндлөн огтлол дээрх гэрэл шингээгч хэсгүүдийн тоо гэсэн гурван хүчин зүйлтэй пропорциональ байна. Нэг төрлийн материалын үндсэн дээр хөндлөн огтлол дээрх гэрлийн замын тоог нэгж эзэлхүүн дэх гэрэл шингээгч хэсгүүд, тухайлбал материалын сорох гэрлийн хэсгүүдийн концентраци гэж үзэж болно. Ламберт Беерийн хуулийг авч болно: материалын концентраци ба оптик нягтралын нэгж эзэлхүүн дэх оптик замын урт, материалын сорох гэрлийн материалын мөн чанарт хариу үйлдэл үзүүлэх чадвар гэж тайлбарлаж болно. Өөрөөр хэлбэл, ижил бодисын шингээлтийн спектрийн муруйн хэлбэр ижил бөгөөд шингээлтийн оргилын абсолют байрлал нь зөвхөн өөр өөр концентрациас шалтгаалан өөрчлөгдөх боловч харьцангуй байрлал өөрчлөгдөхгүй хэвээр байна. Шингээлтийн процесст бүх бодисын шингээлт ижил хэсгийн эзэлхүүнд явагддаг бөгөөд шингээгч бодисууд хоорондоо холбоогүй бөгөөд флуоресцент нэгдлүүд байдаггүй бөгөөд гэрлийн цацрагийн улмаас орчны шинж чанар өөрчлөгдөх үзэгдэл байдаггүй. Тиймээс N2 шингээлтийн бүрэлдэхүүн хэсэгтэй уусмалын хувьд оптик нягтрал нь нэмэлт шинж чанартай байдаг. Оптик нягтралын нэмэлт чанар нь холимог дахь шингээгч бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тоон хэмжилтийн онолын үндэс суурийг тавьдаг.
Биологийн эдийн оптикт 600 ~ 1300 нм спектрийн бүсийг ихэвчлэн "биологийн спектроскопийн цонх" гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ зурвасын гэрэл нь мэдэгдэж буй болон мэдэгдэхгүй олон спектрийн эмчилгээ, спектрийн оношлогоонд онцгой ач холбогдолтой байдаг. Хэт улаан туяаны бүсэд ус нь биологийн эдэд давамгайлсан гэрэл шингээгч бодис болдог тул системд хүлээн авсан долгионы урт нь зорилтот бодисын гэрлийн шингээлтийн мэдээллийг илүү сайн авахын тулд усны шингээлтийн оргилоос зайлсхийх ёстой. Тиймээс 600-950 нм ойрын хэт улаан туяаны спектрийн хүрээнд гэрэл шингээх чадвартай хүний хурууны үзүүрийн эдийн гол бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд цусан дахь ус, O2Hb (хүчилтөрөгчөөр баяжуулсан гемоглобин), RHb (багасгасан гемоглобин) болон захын арьсны меланин болон бусад эдүүд орно.
Тиймээс бид ялгаралтын спектрийн өгөгдлийг шинжлэх замаар эд эсэд хэмжих бүрэлдэхүүн хэсгийн концентрацийн талаарх үр дүнтэй мэдээллийг олж авах боломжтой. Тиймээс O2Hb ба RHb концентрацийг авах үед бид хүчилтөрөгчийн ханалтыг мэднэ.Хүчилтөрөгчийн ханалт SpO2Цусан дахь хүчилтөрөгчтэй холбогдсон хүчилтөрөгчтэй гемоглобины (HbO2) эзлэхүүний хувь нь нийт холбогч гемоглобины (Hb) эзлэхүүн, цусны хүчилтөрөгчийн импульсийн концентрацийн хувьтай тэнцүү вэ? Яагаад үүнийг импульсийн оксиметр гэж нэрлэдэг вэ? Шинэ ойлголт байна: цусны урсгалын эзлэхүүний импульсийн долгион. Зүрхний мөчлөг бүрийн үед зүрхний агшилт нь аортын үндэсний судаснуудад цусны даралт нэмэгдэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь цусны судасны ханыг тэлдэг. Үүний эсрэгээр зүрхний диастол нь аортын үндэсний судаснуудад цусны даралт буурахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь цусны судасны ханыг агшуулдаг. Зүрхний мөчлөг тасралтгүй давтагдах үед аортын үндэсний судаснуудад цусны даралтын тогтмол өөрчлөлт нь түүнтэй холбогдсон доод судаснууд болон тэр ч байтугай бүхэл бүтэн артерийн системд дамжиж, улмаар бүхэл бүтэн артерийн судасны хананы тасралтгүй тэлэлт, агшилтыг үүсгэдэг. Өөрөөр хэлбэл, зүрхний үечилсэн цохилт нь аортад импульсийн долгион үүсгэдэг бөгөөд энэ нь артерийн системийн туршид цусны судасны хананы дагуу урагш долгиолдог. Зүрх тэлж, агших бүрт артерийн системийн даралтын өөрчлөлт нь үечилсэн импульсийн долгион үүсгэдэг. Үүнийг бид импульсийн долгион гэж нэрлэдэг. Импульсийн долгион нь зүрх, цусны даралт, цусны урсгал зэрэг олон физиологийн мэдээллийг тусгаж чаддаг бөгөөд энэ нь хүний биеийн тодорхой физик параметрүүдийг инвазив бус аргаар илрүүлэхэд чухал мэдээлэл өгдөг.
Анагаах ухаанд импульсийн долгионыг ихэвчлэн даралтын импульсийн долгион ба эзэлхүүний импульсийн долгион гэж хоёр төрөлд хуваадаг. Даралтын импульсийн долгион нь голчлон цусны даралтын дамжуулалтыг илэрхийлдэг бол эзэлхүүний импульсийн долгион нь цусны урсгалын үечилсэн өөрчлөлтийг илэрхийлдэг. Даралтын импульсийн долгионтой харьцуулахад эзэлхүүний импульсийн долгион нь хүний цусны судас, цусны урсгал зэрэг зүрх судасны илүү чухал мэдээллийг агуулдаг. Ердийн цусны урсгалын эзэлхүүний импульсийн долгионыг инвазив бус илрүүлэх ажлыг фотоэлектрик эзэлхүүний импульсийн долгионы мөрөөр хийж болно. Биеийн хэмжих хэсгийг гэрэлтүүлэхэд тодорхой гэрлийн долгион ашигладаг бөгөөд тусгал эсвэл дамжуулалтын дараа туяа нь фотоэлектрик мэдрэгчид хүрдэг. Хүлээн авсан туяа нь эзэлхүүний импульсийн долгионы үр дүнтэй шинж чанарын мэдээллийг авч явах болно. Цусны хэмжээ нь зүрхний тэлэлт, агшилттай үе үе өөрчлөгддөг тул зүрхний диастолын үед цусны хэмжээ хамгийн бага байдаг тул гэрлийн цусны шингээлт нь мэдрэгч хамгийн их гэрлийн эрчмийг илрүүлдэг; Зүрх агших үед эзэлхүүн хамгийн их бөгөөд мэдрэгчээр илрүүлсэн гэрлийн эрч хүч хамгийн бага байдаг. Цусны урсгалын эзэлхүүний импульсийн долгионыг шууд хэмжилтийн өгөгдөл болгон хурууны үзүүрийг инвазив бус илрүүлэхдээ спектрийн хэмжилтийн цэгийг сонгохдоо дараах зарчмуудыг баримтлах ёстой.
1. Цусны судасны судаснууд илүү элбэг байх ёстой бөгөөд спектр дэх нийт материалын мэдээлэлд гемоглобин, ICG зэрэг үр дүнтэй мэдээллийн эзлэх хувийг сайжруулах хэрэгтэй.
2. Энэ нь цусны урсгалын эзлэхүүний өөрчлөлтийн илэрхий шинж чанартай бөгөөд эзлэхүүний импульсийн долгионы дохиог үр дүнтэй цуглуулдаг
3. Хүний спектрийг сайн давтагдах чадвар, тогтвортой байдлыг олж авахын тулд эдийн шинж чанарт хувь хүний ялгаа бага нөлөөлдөг.
4. Спектрийн илрүүлэлт хийхэд хялбар бөгөөд субъект хүлээн зөвшөөрөгдөхөд хялбар тул стрессийн сэтгэл хөдлөлөөс үүдэлтэй зүрхний цохилт хурдан, хэмжилтийн байрлалын хөдөлгөөн зэрэг саад тотгороос зайлсхийх боломжтой.
Хүний алган дахь цусны судасны тархалтын бүдүүвч диаграмм Гарын байрлал нь судасны цохилтын долгионыг бараг илрүүлдэггүй тул цусны урсгалын эзэлхүүний судасны цохилтын долгионыг илрүүлэхэд тохиромжгүй; Бугуй нь радиаль артерийн ойролцоо байрладаг, даралтын судасны цохилтын долгионы дохио хүчтэй, арьс механик чичиргээ үүсгэхэд хялбар, илрүүлэх дохионд хүргэж болзошгүй бөгөөд эзэлхүүний судасны цохилтын долгион нь арьсны тусгалын судасны цохилтын мэдээллийг агуулдаг тул цусны эзэлхүүний өөрчлөлтийн шинж чанарыг нарийн тодорхойлоход хэцүү, хэмжилтийн байрлалд тохиромжгүй; Хэдийгээр алган нь клиник цусны шинжилгээний нийтлэг цэгүүдийн нэг боловч яс нь хуруунаас зузаан бөгөөд сарнисан тусгалаар цуглуулсан алганы эзэлхүүний судасны цохилтын долгионы далайц бага байдаг. Зураг 2-5-д алган дахь цусны судасны тархалтыг харуулав. Зураг дээр үзүүлснээр хурууны урд хэсэгт элбэг дэлбэг хялгасан судасны сүлжээ байдаг бөгөөд энэ нь хүний бие дэх гемоглобины агууламжийг үр дүнтэй тусгаж чаддаг. Түүнээс гадна, энэ байрлал нь цусны урсгалын эзэлхүүний өөрчлөлтийн илэрхий шинж чанартай бөгөөд судасны цохилтын долгионы хэмжилтийн хамгийн тохиромжтой байрлал юм. Хурууны булчин, ясны эд нь харьцангуй нимгэн тул суурь хөндлөнгийн мэдээллийн нөлөө харьцангуй бага байдаг. Үүнээс гадна, хурууны үзүүрийг хэмжихэд хялбар бөгөөд тухайн хүнд сэтгэл зүйн ачаалал байхгүй тул тогтвортой өндөр дохио-шуугианы харьцаатай спектрийн дохиог авахад тусалдаг. Хүний хуруу нь яс, хумс, арьс, эд, венийн цус болон артерийн цуснаас бүрдэнэ. Гэрэлтэй харилцан үйлчлэх явцад хурууны захын артерийн цусны хэмжээ зүрхний цохилтоор өөрчлөгдөж, улмаар оптик замын хэмжилт өөрчлөгддөг. Бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь гэрлийн бүх үйл явцад тогтмол байдаг.
Хурууны үзүүрийн эпидермис дээр тодорхой долгионы урттай гэрлийг хэрэглэхэд хурууг холимог гэж үзэж болох бөгөөд үүнд статик бодис (оптик зам тогтмол) ба динамик бодис (оптик зам нь материалын эзэлхүүнтэй хамт өөрчлөгддөг) гэсэн хоёр хэсэг багтдаг. Хурууны үзүүрийн эдэд гэрэл шингэх үед дамжуулсан гэрлийг фотодетектор хүлээн авдаг. Хүний хурууны янз бүрийн эдийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн шингээлтийн улмаас мэдрэгчийн цуглуулсан дамжуулсан гэрлийн эрчим илт буурдаг. Энэ шинж чанарын дагуу хурууны гэрлийг шингээх эквивалент загварыг бий болгодог.
Тохиромжтой хүн:
Хурууны үзүүрийн пульсоксиметрхүүхэд, насанд хүрэгчид, ахмад настан, зүрхний титэм судасны өвчин, цусны даралт ихсэх, липидийн хэмжээ ихсэх, тархины тромбоз болон бусад судасны өвчтэй өвчтөнүүд, астма, бронхит, архаг бронхит, уушгины зүрхний өвчин болон бусад амьсгалын замын өвчтэй өвчтөнүүд зэрэг бүх насны хүмүүст тохиромжтой.
Нийтэлсэн цаг: 2022 оны 6-р сарын 17
