L'ossimetru di pulsu à punta di u ditu hè statu inventatu da Millikan in l'anni 1940 per monitorà a cuncentrazione di ossigenu in u sangue arteriale, un indicatore impurtante di a gravità di COVID-19.Yonker Avà spiega cumu funziona u pulsossimetru di punta di u ditu?
Caratteristiche di l'assorbimentu spettrale di u tissutu biologicu: Quandu a luce hè irradiata à u tissutu biologicu, l'effettu di u tissutu biologicu nantu à a luce pò esse divisu in quattru categurie, cumprese l'assorbimentu, a diffusione, a riflessione è a fluorescenza. Se a diffusione hè esclusa, a distanza chì a luce percorre attraversu u tissutu biologicu hè principalmente guvernata da l'assorbimentu. Quandu a luce penetra in alcune sostanze trasparenti (solidi, liquidi o gassosi), l'intensità di a luce diminuisce significativamente per via di l'assorbimentu miratu di alcune cumpunenti di frequenza specifiche, chì hè u fenomenu di assorbimentu di a luce da e sostanze. Quanta luce assorbe una sustanza hè chjamata a so densità ottica, cunnisciuta ancu cum'è assorbanza.
Schema di l'assorbimentu di a luce da a materia in tuttu u prucessu di propagazione di a luce, a quantità di energia luminosa assorbita da a materia hè proporzionale à trè fattori, chì sò l'intensità luminosa, a distanza di u percorsu luminosu è u numeru di particelle chì assorbenu a luce nantu à a sezione trasversale di u percorsu luminosu. Nantu à a premessa di un materiale omogeneu, u numeru di particelle chì assorbenu a luce nantu à a sezione trasversale di u percorsu luminosu pò esse cunsideratu cum'è particelle chì assorbenu a luce per unità di vulume, vale à dì a cuncentrazione di particelle di luce di aspirazione di u materiale, pò ottene una lege di Lambert Beer: pò esse interpretatu cum'è a cuncentrazione di materiale è a lunghezza di u percorsu otticu per unità di vulume di densità ottica, a capacità di aspirazione di a luce di u materiale di risponde à a natura di a luce di aspirazione di u materiale. In altre parole, a forma di a curva di u spettru di assorbimentu di a stessa sustanza hè a stessa, è a pusizione assoluta di u piccu di assorbimentu cambierà solu per via di a diversa cuncentrazione, ma a pusizione relativa resterà invariata. In u prucessu di assorbimentu, l'assorbimentu di e sustanze si faci tutte in u vulume di a stessa sezione, è e sustanze chì assorbenu ùn sò micca ligate trà di elle, è ùn esistenu micca cumposti fluorescenti, è ùn ci hè micca fenomenu di cambiamentu di e proprietà di u mezu per via di a radiazione luminosa. Dunque, per a suluzione cù cumpunenti d'assorbimentu di N, a densità ottica hè additiva. L'additività di a densità ottica furnisce una basa teorica per a misurazione quantitativa di i cumpunenti assorbenti in e miscele.
In l'ottica di i tessuti biologichi, a regione spettrale di 600 ~ 1300 nm hè generalmente chjamata "a finestra di a spettroscopia biologica", è a luce in questa banda hà un significatu particulare per parechje terapie spettrali è diagnosi spettrali cunnisciute è scunnisciute. In a regione infrarossa, l'acqua diventa a sustanza dominante chì assorbe a luce in i tessuti biologichi, dunque a lunghezza d'onda aduttata da u sistema deve evità u piccu di assorbimentu di l'acqua per ottene megliu l'infurmazioni di assorbimentu di luce di a sustanza bersagliu. Dunque, in a gamma di spettru vicinu à l'infrarossu di 600-950 nm, i cumpunenti principali di u tissutu di a punta di u ditu umanu cù capacità di assorbimentu di luce includenu l'acqua in u sangue, O2Hb (emoglobina ossigenata), RHb (emoglobina ridutta) è melanina periferica di a pelle è altri tessuti.
Dunque, pudemu ottene l'infurmazione efficace di a cuncentrazione di u cumpunente da misurà in u tissutu analizendu i dati di u spettru d'emissione. Cusì, quandu avemu e cuncentrazioni d'O2Hb è RHb, sapemu a saturazione d'ossigenu.Saturazione di l'ossigenu SpO2hè a percentuale di u vulume di l'emoglobina ossigenata ligata à l'ossigenu (HbO2) in u sangue cum'è percentuale di l'emoglobina ligante tutale (Hb), a cuncentrazione di l'impulsu di l'ossigenu in u sangue, allora perchè si chjama pulsossimetru? Eccu un novu cuncettu: onda di impulsu di u vulume di u flussu di sangue. Durante ogni ciclu cardiacu, a cuntrazione di u core face chì a pressione sanguigna aumenti in i vasi sanguigni di a radica aortica, ciò chì dilata a parete di u vasu sanguignu. À u cuntrariu, a diastole di u core face chì a pressione sanguigna diminuisca in i vasi sanguigni di a radica aortica, ciò chì face chì a parete di u vasu sanguignu si cuntragga. Cù a ripetizione cuntinua di u ciclu cardiacu, u cambiamentu custante di a pressione sanguigna in i vasi sanguigni di a radica aortica serà trasmessu à i vasi à valle cunnessi cun ellu è ancu à tuttu u sistema arteriale, furmendu cusì l'espansione è a cuntrazione cuntinua di tutta a parete vasculare arteriale. Vale à dì, u battitu periodicu di u core crea onde di impulsu in l'aorta chì si increspanu in avanti longu à e pareti di i vasi sanguigni in tuttu u sistema arteriale. Ogni volta chì u core si espande è si cuntrae, un cambiamentu di pressione in u sistema arteriale produce un'onda di impulsu periodica. Questu hè ciò chì chjamemu l'onda di pulsazione. L'onda di pulsazione pò riflettà parechje informazioni fisiologiche cum'è u core, a pressione sanguigna è u flussu di sangue, chì ponu furnisce informazioni impurtanti per a rilevazione non invasiva di parametri fisichi specifici di u corpu umanu.
In medicina, l'onda di pulsazione hè generalmente divisa in onda di pulsazione di pressione è onda di pulsazione di vulume di dui tipi. L'onda di pulsazione di pressione rapprisenta principalmente a trasmissione di a pressione sanguigna, mentre chì l'onda di pulsazione di vulume rapprisenta cambiamenti periodichi in u flussu di sangue. In paragone cù l'onda di pulsazione di pressione, l'onda di pulsazione vulumetrica cuntene informazioni cardiovasculari più impurtanti cum'è i vasi sanguigni umani è u flussu di sangue. A rilevazione non invasiva di l'onda di pulsazione di vulume di flussu di sangue tipica pò esse ottenuta per mezu di u tracciamentu di l'onda di pulsazione vulumetrica fotoelettrica. Un'onda di luce specifica hè aduprata per illuminà a parte di misurazione di u corpu, è u fasciu ghjunghje à u sensore fotoelettricu dopu a riflessione o a trasmissione. U fasciu ricevutu purtarà l'infurmazioni caratteristiche efficaci di l'onda di pulsazione vulumetrica. Siccomu u vulume di sangue cambia periodicamente cù l'espansione è a cuntrazione di u core, quandu a diastole cardiaca, u vulume di sangue hè u più chjucu, l'assorbimentu di luce da u sangue, u sensore hà rilevatu l'intensità massima di a luce; Quandu u core si contrae, u vulume hè massimu è l'intensità di a luce rilevata da u sensore hè minima. In a rilevazione non invasiva di e dite cù l'onda di pulsazione di vulume di flussu di sangue cum'è dati di misurazione diretta, a selezzione di u situ di misurazione spettrale deve seguità i seguenti principii.
1. E vene di i vasi sanguigni devenu esse più abbundanti, è a proporzione di l'infurmazioni efficaci cum'è l'emoglobina è l'ICG in l'infurmazioni materiali totali in u spettru deve esse migliurata.
2. Hà caratteristiche evidenti di cambiamentu di vulume di flussu di sangue per raccoglie efficacemente u signale di l'onda di impulsu di vulume
3. Per ottene u spettru umanu cù una bona ripetibilità è stabilità, e caratteristiche di i tessuti sò menu affettate da e differenze individuali.
4. Hè faciule d'effettuà a rilevazione spettrale, è faciule d'esse accettatu da u sughjettu, in modu da evità i fattori d'interferenza cum'è a frequenza cardiaca rapida è u muvimentu di pusizione di misurazione causati da l'emozione di stress.
Schema di a distribuzione di i vasi sanguigni in a palma umana A pusizione di u bracciu pò appena rilevà l'onda di pulsu, dunque ùn hè micca adatta per a rilevazione di l'onda di pulsu di u vulume di u flussu di sangue; U polsu hè vicinu à l'arteria radiale, u signale di l'onda di pulsu di pressione hè forte, a pelle hè faciule da pruduce vibrazioni meccaniche, pò purtà à u signale di rilevazione in più di l'onda di pulsu di vulume porta ancu informazioni di pulsu di riflessione di a pelle, hè difficiule di caratterizà accuratamente e caratteristiche di u cambiamentu di u vulume di sangue, ùn hè micca adatta per a pusizione di misurazione; Ancu se a palma hè unu di i siti cumuni di prelievu di sangue clinicu, u so ossu hè più grossu di u ditu, è l'ampiezza di l'onda di pulsu di u vulume di a palma raccolta da a riflessione diffusa hè più bassa. A Figura 2-5 mostra a distribuzione di i vasi sanguigni in a palma. Osservendu a figura, si pò vede chì ci sò rete capillari abbundanti in a parte anteriore di u ditu, chì ponu riflette efficacemente u cuntenutu di emoglobina in u corpu umanu. Inoltre, sta pusizione hà caratteristiche evidenti di cambiamentu di vulume di flussu di sangue, è hè a pusizione ideale di misurazione di l'onda di pulsu di vulume. I tessuti musculari è ossei di e dite sò relativamente fini, dunque l'influenza di l'infurmazioni di interferenza di fondu hè relativamente chjuca. Inoltre, a punta di u ditu hè faciule da misurà, è u sughjettu ùn hà micca pesu psicologicu, ciò chì hè favurevule à ottene un signale spettrale stabile cù un rapportu segnale-rumore altu. U ditu umanu hè custituitu da ossu, unghia, pelle, tessuti, sangue venosu è sangue arteriale. In u prucessu d'interazzione cù a luce, u vulume di sangue in l'arteria periferica di u ditu cambia cù u battitu di u core, risultendu in u cambiamentu di a misurazione di u percorsu otticu. Mentre chì l'altri cumpunenti sò custanti in tuttu u prucessu di luce.
Quandu una lunghezza d'onda particulare di a luce hè applicata à l'epidermide di a punta di u ditu, u ditu pò esse cunsideratu cum'è una mistura, cumprendente duie parte: materia statica (u percorsu otticu hè custante) è materia dinamica (u percorsu otticu cambia cù u vulume di u materiale). Quandu a luce hè assorbita da u tissutu di a punta di u ditu, a luce trasmessa hè ricevuta da un fotodetector. L'intensità di a luce trasmessa raccolta da u sensore hè ovviamente attenuata per via di l'assorbabilità di i vari cumpunenti tissutali di e dite umane. Sicondu sta caratteristica, si stabilisce u mudellu equivalente di assorbimentu di a luce di u ditu.
Persona adatta:
Pulsossimetru di punta di u dituhè adattatu per e persone di tutte l'età, cumpresi i zitelli, l'adulti, l'anziani, i pazienti cun malatie coronariche, ipertensione, iperlipidemia, trombosi cerebrale è altre malatie vasculari è i pazienti cun asma, bronchite, bronchite cronica, malatie cardiache pulmonari è altre malatie respiratorie.
Data di publicazione: 17 di ghjugnu 2022
