फिंगरटिप पल्स ऑक्सीमीटर का आविष्कार मिलिकन ने 1940 के दशक में धमनी रक्त में ऑक्सीजन की सांद्रता की निगरानी के लिए किया था, जो COVID-19 की गंभीरता का एक महत्वपूर्ण संकेतक है।योनकर अब बताते हैं कि फिंगरटिप पल्स ऑक्सीमीटर कैसे काम करता है?
जैविक ऊतक की वर्णक्रमीय अवशोषण विशेषताएँ: जब प्रकाश जैविक ऊतक पर विकिरणित होता है, तो प्रकाश पर जैविक ऊतक के प्रभाव को चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, जिसमें अवशोषण, प्रकीर्णन, परावर्तन और प्रतिदीप्ति शामिल है। यदि प्रकीर्णन को छोड़ दिया जाए, तो जैविक ऊतक के माध्यम से प्रकाश द्वारा तय की जाने वाली दूरी मुख्य रूप से अवशोषण द्वारा नियंत्रित होती है। जब प्रकाश कुछ पारदर्शी पदार्थों (ठोस, तरल या गैसीय) में प्रवेश करता है, तो कुछ विशिष्ट आवृत्ति घटकों के लक्षित अवशोषण के कारण प्रकाश की तीव्रता काफी कम हो जाती है, जो पदार्थों द्वारा प्रकाश का अवशोषण परिघटना है। कोई पदार्थ कितना प्रकाश अवशोषित करता है, उसे उसका प्रकाशीय घनत्व कहा जाता है, जिसे अवशोषण भी कहा जाता है।
प्रकाश प्रसार की पूरी प्रक्रिया में पदार्थ द्वारा प्रकाश अवशोषण का योजनाबद्ध आरेख, पदार्थ द्वारा अवशोषित प्रकाश ऊर्जा की मात्रा तीन कारकों के समानुपाती होती है, जो प्रकाश की तीव्रता, प्रकाश पथ की दूरी और प्रकाश पथ के क्रॉस सेक्शन पर प्रकाश-अवशोषित कणों की संख्या हैं। सजातीय सामग्री के आधार पर, क्रॉस सेक्शन पर प्रकाश पथ संख्या प्रकाश-अवशोषित कणों को प्रति इकाई मात्रा में प्रकाश-अवशोषित कणों के रूप में माना जा सकता है, अर्थात् सामग्री चूषण प्रकाश कण एकाग्रता, एक लैम्बर्ट बीयर का नियम प्राप्त कर सकते हैं: सामग्री एकाग्रता और ऑप्टिकल घनत्व की प्रति इकाई मात्रा में ऑप्टिकल पथ की लंबाई के रूप में व्याख्या की जा सकती है, सामग्री चूषण प्रकाश सामग्री चूषण प्रकाश की प्रकृति का जवाब देने की क्षमता। दूसरे शब्दों में, एक ही पदार्थ के अवशोषण स्पेक्ट्रम वक्र का आकार समान होता है अवशोषण प्रक्रिया में, सभी पदार्थों का अवशोषण एक ही खंड के आयतन में होता है, और अवशोषित करने वाले पदार्थ एक दूसरे से असंबंधित होते हैं, और कोई फ्लोरोसेंट यौगिक मौजूद नहीं होते हैं, और प्रकाश विकिरण के कारण माध्यम के गुणों को बदलने की कोई घटना नहीं होती है। इसलिए, N अवशोषण घटकों वाले घोल के लिए, ऑप्टिकल घनत्व योगात्मक होता है। ऑप्टिकल घनत्व की योगात्मकता मिश्रण में शोषक घटकों के मात्रात्मक माप के लिए एक सैद्धांतिक आधार प्रदान करती है।
जैविक ऊतक प्रकाशिकी में, 600 ~ 1300nm के वर्णक्रमीय क्षेत्र को आमतौर पर "जैविक स्पेक्ट्रोस्कोपी की खिड़की" कहा जाता है, और इस बैंड में प्रकाश कई ज्ञात और अज्ञात वर्णक्रमीय चिकित्सा और वर्णक्रमीय निदान के लिए विशेष महत्व रखता है। अवरक्त क्षेत्र में, जैविक ऊतकों में पानी प्रमुख प्रकाश-अवशोषित पदार्थ बन जाता है, इसलिए सिस्टम द्वारा अपनाई गई तरंग दैर्ध्य को लक्ष्य पदार्थ की प्रकाश अवशोषण जानकारी को बेहतर ढंग से प्राप्त करने के लिए पानी के अवशोषण शिखर से बचना चाहिए। इसलिए, 600-950nm की निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम सीमा के भीतर, प्रकाश अवशोषण क्षमता वाले मानव उंगली के सिरे के ऊतक के मुख्य घटकों में रक्त में पानी, O2Hb (ऑक्सीजन युक्त हीमोग्लोबिन), RHb (कम हीमोग्लोबिन) और परिधीय त्वचा मेलेनिन और अन्य ऊतक शामिल हैं।
इसलिए, हम उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के डेटा का विश्लेषण करके ऊतक में मापे जाने वाले घटक की सांद्रता की प्रभावी जानकारी प्राप्त कर सकते हैं। इसलिए जब हमारे पास O2Hb और RHb सांद्रता होती है, तो हम ऑक्सीजन संतृप्ति को जानते हैं।ऑक्सीजन संतृप्ति SpO2रक्त में ऑक्सीजन-बद्ध ऑक्सीजनयुक्त हीमोग्लोबिन (HbO2) की मात्रा का प्रतिशत कुल बंधन हीमोग्लोबिन (Hb) के प्रतिशत के रूप में है, रक्त ऑक्सीजन पल्स की सांद्रता तो इसे पल्स ऑक्सीमीटर क्यों कहा जाता है? यहां एक नई अवधारणा है: रक्त प्रवाह मात्रा पल्स तरंग। प्रत्येक हृदय चक्र के दौरान, हृदय के संकुचन से महाधमनी मूल की रक्त वाहिकाओं में रक्तचाप बढ़ जाता है, जो रक्त वाहिका की दीवार को फैला देता है। इसके विपरीत, हृदय के डायस्टोल के कारण महाधमनी मूल की रक्त वाहिकाओं में रक्तचाप गिर जाता है, जो रक्त वाहिका की दीवार को सिकोड़ने का कारण बनता है। हृदय चक्र के निरंतर दोहराव के साथ, महाधमनी मूल की रक्त वाहिकाओं में रक्तचाप का निरंतर परिवर्तन इसके साथ जुड़े डाउनस्ट्रीम वाहिकाओं और यहां तक कि पूरे धमनी तंत्र में प्रसारित होगा हर बार जब हृदय फैलता और सिकुड़ता है, तो धमनी प्रणाली में दबाव में परिवर्तन से आवधिक नाड़ी तरंग उत्पन्न होती है। इसे हम नाड़ी तरंग कहते हैं। नाड़ी तरंग हृदय, रक्तचाप और रक्त प्रवाह जैसी कई शारीरिक जानकारी को प्रतिबिंबित कर सकती है, जो मानव शरीर के विशिष्ट भौतिक मापदंडों के गैर-आक्रामक पता लगाने के लिए महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान कर सकती है।
चिकित्सा में, पल्स वेव को आमतौर पर प्रेशर पल्स वेव और वॉल्यूम पल्स वेव दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है। प्रेशर पल्स वेव मुख्य रूप से रक्तचाप संचरण का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि वॉल्यूम पल्स वेव रक्त प्रवाह में आवधिक परिवर्तनों का प्रतिनिधित्व करता है। प्रेशर पल्स वेव की तुलना में, वॉल्यूमेट्रिक पल्स वेव में मानव रक्त वाहिकाओं और रक्त प्रवाह जैसी अधिक महत्वपूर्ण हृदय संबंधी जानकारी होती है। फोटोइलेक्ट्रिक वॉल्यूमेट्रिक पल्स वेव ट्रेसिंग द्वारा विशिष्ट रक्त प्रवाह वॉल्यूम पल्स वेव का गैर-आक्रामक पता लगाया जा सकता है। शरीर के माप वाले हिस्से को रोशन करने के लिए प्रकाश की एक विशिष्ट तरंग का उपयोग किया जाता है, और किरण परावर्तन या संचरण के बाद फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर तक पहुँचती है। प्राप्त किरण वॉल्यूमेट्रिक पल्स वेव की प्रभावी विशेषता जानकारी ले जाएगी। क्योंकि हृदय के विस्तार और संकुचन के साथ रक्त की मात्रा समय-समय पर बदलती रहती है, जब हृदय डायस्टोल होता है, तो रक्त की मात्रा सबसे छोटी होती है, प्रकाश का रक्त अवशोषण होता है, सेंसर ने अधिकतम प्रकाश तीव्रता का पता लगाया; जब हृदय सिकुड़ता है, तो आयतन अधिकतम होता है और सेंसर द्वारा पता लगाई गई प्रकाश तीव्रता न्यूनतम होती है। प्रत्यक्ष माप डेटा के रूप में रक्त प्रवाह वॉल्यूम पल्स वेव के साथ उंगलियों के गैर-आक्रामक पता लगाने में, वर्णक्रमीय माप साइट का चयन निम्नलिखित सिद्धांतों का पालन करना चाहिए
1. रक्त वाहिकाओं की नसें अधिक प्रचुर होनी चाहिए, और स्पेक्ट्रम में कुल भौतिक जानकारी में हीमोग्लोबिन और आईसीजी जैसी प्रभावी जानकारी के अनुपात में सुधार किया जाना चाहिए
2. इसमें रक्त प्रवाह मात्रा परिवर्तन की स्पष्ट विशेषताएं हैं जो वॉल्यूम पल्स वेव सिग्नल को प्रभावी ढंग से एकत्रित करती हैं
3. अच्छे दोहराव और स्थायित्व के साथ मानव स्पेक्ट्रम प्राप्त करने के लिए, ऊतक विशेषताओं को व्यक्तिगत अंतर से कम प्रभावित किया जाता है।
4. वर्णक्रमीय पता लगाना आसान है, और विषय द्वारा स्वीकार किया जाना आसान है, ताकि तनाव भावना के कारण तेज हृदय गति और माप स्थिति आंदोलन जैसे हस्तक्षेप कारकों से बचा जा सके।
मानव हथेली में रक्त वाहिका वितरण का योजनाबद्ध आरेख हाथ की स्थिति नाड़ी तरंग को शायद ही पहचान सकती है, इसलिए यह रक्त प्रवाह मात्रा नाड़ी तरंग का पता लगाने के लिए उपयुक्त नहीं है; कलाई रेडियल धमनी के पास है, दबाव नाड़ी तरंग संकेत मजबूत है, त्वचा में यांत्रिक कंपन पैदा करना आसान है, जिससे पता लगाने के संकेत के अलावा मात्रा नाड़ी तरंग त्वचा परावर्तन नाड़ी जानकारी भी ले जा सकती है, रक्त की मात्रा में परिवर्तन की विशेषताओं को सटीक रूप से चिह्नित करना मुश्किल है, माप की स्थिति के लिए उपयुक्त नहीं है; हालाँकि हथेली आम नैदानिक रक्त खींचने वाली जगहों में से एक है, इसकी हड्डी उंगली से मोटी होती है, और विसरित परावर्तन द्वारा एकत्र हथेली की मात्रा का नाड़ी तरंग आयाम कम होता है। चित्र 2-5 हथेली में रक्त वाहिकाओं के वितरण को दर्शाता है। उंगलियों की मांसपेशियों और हड्डियों के ऊतक अपेक्षाकृत पतले होते हैं, इसलिए पृष्ठभूमि हस्तक्षेप जानकारी का प्रभाव अपेक्षाकृत कम होता है। इसके अलावा, उंगली की नोक को मापना आसान है, और विषय पर कोई मनोवैज्ञानिक बोझ नहीं है, जो स्थिर उच्च संकेत-से-शोर अनुपात वर्णक्रमीय संकेत प्राप्त करने के लिए अनुकूल है। मानव उंगली में हड्डी, नाखून, त्वचा, ऊतक, शिरापरक रक्त और धमनी रक्त होते हैं। प्रकाश के साथ बातचीत की प्रक्रिया में, उंगली की परिधीय धमनी में रक्त की मात्रा हृदय की धड़कन के साथ बदलती है, जिसके परिणामस्वरूप ऑप्टिकल पथ माप में परिवर्तन होता है। जबकि प्रकाश की पूरी प्रक्रिया में अन्य घटक स्थिर रहते हैं।
जब प्रकाश की एक विशेष तरंगदैर्घ्य को उंगलियों के सिरे की एपिडर्मिस पर लगाया जाता है, तो उंगली को एक मिश्रण के रूप में माना जा सकता है, जिसमें दो भाग शामिल हैं: स्थिर पदार्थ (ऑप्टिकल पथ स्थिर है) और गतिशील पदार्थ (ऑप्टिकल पथ पदार्थ के आयतन के साथ बदलता है)। जब प्रकाश को उंगलियों के सिरे के ऊतकों द्वारा अवशोषित किया जाता है, तो संचरित प्रकाश को फोटोडिटेक्टर द्वारा प्राप्त किया जाता है। सेंसर द्वारा एकत्रित संचरित प्रकाश की तीव्रता स्पष्ट रूप से मानव उंगलियों के विभिन्न ऊतक घटकों की अवशोषण क्षमता के कारण कम हो जाती है। इस विशेषता के अनुसार, उंगली के प्रकाश अवशोषण का समतुल्य मॉडल स्थापित किया जाता है।
उपयुक्त व्यक्ति:
फिंगरटिप पल्स ऑक्सीमीटरबच्चों, वयस्कों, बुजुर्गों, कोरोनरी हृदय रोग, उच्च रक्तचाप, हाइपरलिपिडिमिया, सेरेब्रल थ्रोम्बोसिस और अन्य संवहनी रोगों और अस्थमा, ब्रोंकाइटिस, क्रोनिक ब्रोंकाइटिस, फुफ्फुसीय हृदय रोग और अन्य श्वसन रोगों के रोगियों सहित सभी उम्र के लोगों के लिए उपयुक्त है।
पोस्ट करने का समय: जून-17-2022
