На каких физических принципах базируется пульсоксиметрия? 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

На каких физических принципах базируется пульсоксиметрия?



Работа пульсоксиметра базируется на сочетании двух физических принципов - спектрофотометрии и фотоплетизмографии:

- спектрофотометрия, опирающаяся на закон Бугера-Ламберта-Бэра, измеряет концентрацию вещества по количеству поглощенного света. Положением этого закона является то, что оптическая плотность поглощающей субстанции прямо пропорциональна её концентрации;

- фотоплетизмография определяет изменение поглощения света в тканях в течение сердечного цикла, которое зависит от кровенаполнения. Это позволяет пульсоксиметру разделять пульсирующий кровоток в артериях и непульсирующий кровоток в капиллярах и венах.

 

Как отличаются по цвету оксигемоглобин и свободный гемоглобин?

Оксигемоглобин (HbO2) имеет более светло-красную окраску, что придает артериальной крови алый оттенок. Дезоксигемоглобин (Нb) имеет темно-красную окраску, что придает венозной крови синевато-красный оттенок.

В понятиях оптики это означает, что НbO2 и Нb имеют различные спектры поглощения световых волн (Рис. 3).

Рис. 3. Спектры поглощения световых волн НbO2 и Нb.

Какие оптические волны используются в пульсоксиметрии?

Через ткань с хорошо развитой сосудистой сетью (дистальные области пальцев, мочка уха, кончик носа) пропускаются световые волны, лежащие в красном и инфракрасном диапазоне. В пульсоксиметрах используются две длины волн - 660 нм в красном диапазоне и 940 нм в инфракрасном диапазоне спектра. Источниками этих волн в датчиках служат светоизлучающие диоды, достаточно легкие, прочные и дешевые.

 

В чём состоит закон поглощения света Бугера-Ламберта-Бера?

Поглощение света в биологических тканях определяется оптическим законом Бугера-Ламберта-Бера: поглощение света увеличивается пропорционально толщине ткани и коэффициенту поглощения. Поскольку биологические объекты состоят из различных тканей, то общее поглощение света определяется суммой тканевых составляющих (Рис. 4). Важно отметить, что постоянный уровень поглощения имеют кожа, мышечная, жировая, костная ткань, кровь в капиллярах и венулах. И только в артериолах поглощение света состоит из постоянной и пульсирующей составляющих. В пульсоксиметре выделяется пульсирующая составляющая, что делает возможным избирательно определить SpО2 в артериолах.

Рис. 4. Составляющие поглощения света при прохождении его через биологическую ткань.

Как работает пульсоксиметр?

Пульсоксиметр содержит микропроцессор, соединенный с датчиком, содержащим два источника света, и светочувствительный датчик, расположенный напротив светоизлучающих диодов. Длины волны излучения светодиодов составляют 660 нм (красный) и 940 нм (инфракрасный). Свет проходит через ткани и воспринимается светочувствительным датчиком.

Сатурация (насыщение) гемоглобина кислородом определяется по соотношению поглощения красного света и инфракрасного света смесью неоксигенированного гемоглобина (Нb) и оксигенированного гемоглобина (НbО2). Результат отображается как SpO2 (сатурация, полученная при пульсоксиметрии).

Чем больше гемоглобин эритроцитов насыщен кислородом, тем больше поглощается прошедший через сосудистое ложе инфракрасный свет относительно красного света. Датчик пульсоксиметра избирательно регистрирует поглощение красного и инфракрасного света в тканях.

Из сигналов датчика выделяется пульсирующая составляющая, которая отражает поглощение света в пульсирующем кровотоке артериол. Это позволяет избирательно измерить сатурацию кислорода в артериолах, исключая капилляры и венулы.

По отношению поглощения красного и инфракрасного света в пульсирующем артериолярном кровотоке в приборе вычисляется сатурация кислорода (SpO2) в артериолярной крови.

Величина SpO2 очень близка к аналогичному показателю артериальной крови (SaO2) при сохраненном периферическом кровотоке.

При нарушении периферического кровотока, например, при периферическом вазоспазме, пульсоксиметрия дает несколько заниженные величины SpO2 относительно лабораторно определённой сатурации в пробе артериальной крови SaO2.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-21; просмотров: 327; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.238.5.144 (0.005 с.)