اگر روزی کارتان به بیمارستان خورده باشد و خدای ناکرده خودتان یا همراهتان بستری شده باشید حتما دیده اید که یک دستگاه مثل گیره ی رخت به دست بیمار وصل شده است ، ما در این پست سعی بر این داریم که عملکرد این دستگاه به ظاهر ساده و به غایت مهم را توضیح دهیم تا بتوانیم دید خوبی نسبت به این دستگاه و عملکرد آن داشته باشیم با این رویکرد شما را به خواندن مقاله‌ی 15 دقیقه ای و خواندنی پالس اکسی متر چیست و چگونه کار می کند؟ دعوت می کنم.

مطالب ارائه شده همراه با لینک های مطالعه بیشتر در انتهای مقاله براتون قرار گرفته شده است.

دانلود نسخه PDF مقاله  / شامل مطالب اختصاصی (ویژه کاربران اختصاصی – برای دریافت کدقفل فایل از پنل عضویت سایت تیکت ارسال نمایید ) 

در این مقاله خواهید خواند:

• مقدمه
• پالس اکسی متر چیست؟
• نحوه کارکرد پالس اکسی متر
• چرا از پالس اکسیمترها استفاده می کنیم؟
• محل اتصال پالس اکسیمتر بر بدن
• قیمت پالس اکسی متر در بازار ایران

مقدمه

Pulse oximeter

پالس اکسي متر وسیله‌ای است جهت اندازه‌گیری نرخ و ميزان اکسيژن در هر ضربان شريان هاي خوني ‎و با كمك آن مي توان ميزان درصد اشباع اكسيژن خون سرخرگ انسان را اندازه گيري كرد.

واژه پالس اکسی متر از سه کلمه تشکلیل شده است.
Pulse :  ضربان قلب
oxi: اکسیژن
meter: اندازه گیری پالس اکسي متر.

در حقيقت اين دستگاه، ميزان اکسيژن را به‌عنوان درصدي از مولکول هاي هموگلوبين که با اکسيژن آمیخته‌شده‌اند نسبت به‌ کل ميزان مولکول هاي هموگلوبين اندازه‌گیری می‌کند. همچنين اکثر دستگاه‌های پالس اکسي متري نرخ ضربان قلبي ‏‎(Heart Rate)‎‏ را نيز نمايش می‌دهند.‏

پالس اکسی متر در سال 1970 براي اولين بار ساخته شد كه بعدها به صورت كاملتري در آمد در مدلهاي پيشرفته تر اين دستگاه علاوه بر ميزان درصد اشباع اكسيژن خون مي توان سيگنال EGG بيمار و همچنين منحني پالس اكسيمتري را كه مشابه با منحني فشارخون انسان است نشان داد. امروزه اين دستگاه در كليد اطاقهاي عمل و بخشهاي مراقبتهاي ويژه كليه كشورهاي جهان بر طور روزمره استفاده مي شود و يكي از بهترين عوامل در كاهش مرگ و مير در حين بيهوشي و آندوسكوپي و …… مي باشد.

دستگاه پالس اكسيمتر در دو نوع تهاجمي و غيرتهاجمي وجود دارد در نوع تهاجمي آن بايستي خون از بدن انسان گرفته شود و سپس با آزمايشاتي بر روي آن ميزان درصد اشباع آن تعيين مي شود. در نوع غير تهاجمي آن نياز برگرفتن خون از بدن نيست بلكه با اتصال يك ترانسديوسر (پروب) بر بدن مي تواند ميزان درصد اشباع اكسيژن خون را اندازه گرفت. در اين نوع سيستم كه بحث اصلي ما را تشكيل مي دهد.

اصول عمليات آن بر اساس تابش نور قرمز و مادون قرمز بر روي انگشت از يك طرف و آشكارسازي شدت نور منتقل شده در طرف ديگر انگشت مي باشد. چون شدت نور تبايده شده بر انگشت در حين عبور از آن بر دليل وجود بافتهاي مختلف در مسير آن از قبيل خون،‌ماهيچه و استخوان و …. تغيير مي كند اين تغييرات در شدت نور توسط سيستم محاسبه شده و با روابط رياضي خاصي بر همراه ضرائب مربوط به آن مقدار درصد اكسيژن خون تعيين مي گردد.

پديده جذب با توجه بر عواملي از جمله وجود هموگلوبين در پوسته نازك گلبول قرمز پديد مي آيد همچنين وجود اختلاف ميان طيف نوري كه Hb , Hbo₂ جذب مي كنند اساس درصد اندازه گيري اشباع اكسيژن خون با استفاده از دو نورقرمز و مادون قرمز می باشد. براي آشنايي با سيستم اندازه گيري اكسيژن اشباع شده خون ابتدا بر توضيحاتي دربارة هموگلوبين ، درصد اشباع اكسيژن و …. مي پردازيم.

فیزیولوژی

هموگلوبين پروتئيني است که در سلول هاي قرمز خون يافت می‌شود. هنگامي که اکسيژن وارد خون می‌شود،  توسط هموگلوبين (چسبيده به هموگلوبين) به تمام نقاط بدن منتقل مي‌شود. هموگلوبيني که اکسيژن به آن چسبيده باشد را «اکسي هموگلوبين» می‌نامند. ‏

نحوه کارکرد پالس اکسی متر 

پروب پالس اکسی متر شامل دو بخش است‎‏:‏

2 عدد LED‏ با توان پائين‏‎‏ ‏‎, نور مادون‌قرمز ‏‎(Infra Red)‎‏ با طول‌موج 940 نانومتر و نور قرمز ‏‎(Red)‎‏ با طول‌موج 660 نانومتر و يک آشکارساز نوري ‏‎(Photodetector)‎ ‎
نور مادون‌ قرمز و نور قرمز به‌ تناوب توسط بافت هاي بدن ساطع می‌شوند به‌ عنوان‌مثال از انگشت، پا، لاله گوش، بيني و…). وقتي که نوري از بافت عبور می‌کند، مقداري از آن توسط بافت جذب می‌شود. مقدار نور جذب‌شده در هر زمان که پالس هاي خوني از حس‌گر می‌گذرد (ضربان قلبي) دچار تغييرات می‌شود. نور به‌طور متفاوتي توسط هموگلوبين و اکسي هموگلوبين جذب می‌شود. شدت نور مادون‌قرمز و نور قرمز پس‌ از آنکه از انگشت بيمار عبور کرد، توسط آشکارساز نوري ‏‏ ‎(Photo detector)‎ اندازه‌گیری می‌شود.
پالس اکسي متر درصدي از هموگلوبين را که آميخته با اکسيژن شده باشد، اندازه‌گیری می‌کند. ‏SpO2‎‏ برابر است با اکسي هموگلوبين × 100% ماکزيمم مقدار هموگلوبين در فاصله زماني 4 تا 8 ساعت و ضربان قلبي با توجه به نرخ پالس، محاسبه و نمايش داده می‌شود.‏

چرا از پالس اکسی متر استفاده می کنیم؟؟

حتی در شرایط ایده آل، پزشکان خبره نمی‌توانند کم اکسیژنی را تشخیص دهند مگر اینکه مقدار آن به مقدار 80% برسد. با آمدن پالس اکسی متر، تحولی در تشخیص کم اکسیژنی خون رخ داد.

پالس اکسی متر، بر اساس دو اصل فیزیکی بنا شده است:

الف) وجود یک سیگنال ضربه‌ای توسط خون شریانی که دارای استقلال نسبت به سرخرگ‌ها، سیاهرگ‌ها و مویرگ های غیر ضربه‌ای و دیگر بافت‌ها است.

ب) این حقیقت که اکسی هموگلوبین و هموگلوبین دارای طیف جذبی متفاوتی هستند.  پالس اکسی مترهایی که اکنون استفاده می‌شوند دارای دو LED می‌باشند.؛ یکی نوری با طول‌موج 660nm (قرمز) و دیگری نوری به طول‌موج 940nm (فروسرخ) ایجاد می‌کند.
این دو نور به این دلیل استفاده می‌شود چون Hb  و HbO2 دارای طیف جذبی متفاوتی در این طول‌موجی به‌خصوص هستند. در ناحیه   قرمز، HbO2 نور کمتری نسبت به Hb جذب می‌کند و در ناحیه فروسرخ برعکس این قضیه رخ می‌دهد. سپس نسبت این مقادیر جذبی  نسبت به‌اندازه گیری مستقیم مقدار اکسیژن اشباع‌شده در خون کالیبره می‌شود و سپس الگوریتم به‌دست‌آمده در میکروپروسسوری درون دستگاه پالس اکسی متر قرار داده می‌شود. در زمانی که از دستگاه استفاده می‌شود، نمودار کالیبره شده برای تخمین میزان اکسیژن اشباع‌شده در خون استفاده می‌شود.

پروب بر رویی انگشتان گذاشته می‌شود. LED ها از بالای پروب نور خود را می‌فرستند. در طرف دیگر LED ها  حسگر های نوری قرار دارند. دیودها تقریباً 30 بار در ثانیه چشمک می‌زنند. دیودها با یک ترتیب خاصی روشن و خاموش می‌شوند و مدتی هر دو باهم خاموش هستند. در این مدت نور اطراف سنجیده می‌شود تا  مقدار نور LED تنظیم شود. میکروپروسسور تغییرات نور را در هنگام جریان  ضربه‌ای  تحلیل می‌کند و سیگنال جریان های غیر ضربه‌ای را نادیده می‌گیرد.

مقدار اشباع اکسیژن از جذب نور تک فاز (منو کروماتیک) توسط بافت ضربه‌ای سنجیده می‌شود. این پدیده بر اساس قانون بییر-لمبرت  توجیه می‌شود:

قانون بییر می‌گوید: مقدار شدت نور ارسال‌شده با تغییر غلظت ماده‌ای که از درون آن فرستاده‌شده، به‌صورت نمایی تغییر می‌کند. (A=ln(Io/I  .که در آن A  مقدار جذب است. I  مقدار شدت نور عبوری است و Io شدت نور اولیه است.
قانون لمبرت می‌گوید: شدت نور ارسالی از درون ماده‌ای، با افزایش فاصله‌ای که نور از آن ماده عبور می‌کند ف به‌صورت نمایی کاهش می‌یابد.

نوری که توسط یک بافت غیر ضربه‌ای جذب می‌شود ثابت (DC) است. جذب غیریکنواخت (AC) در نتیجه‌ی ضربه‌های جریان خون ضربه‌ای است. حسگر نوری ولتاژی را متناسب با نور عبور کرده تولید می‌کند. قسمت متناوب موج ولتاژ دریافتی تقریباً 1-5% آن را تشکیل می‌دهد. فرکانس بالای نور ارسالی دیودها باعث می‌شوند که مقدار جذب به تعداد دفعات مکرر محاسبه شوند. این خود باعث شده که اثرات ناشی از حرکت کاهش  پیدا کنند.

محل اتصال پالس اکسی متر در بدن

مکان‌هایی که برای پالس اکسی متری در بزرگ‌سالان بیشتر استفاده می‌شوند انگشت دست، انگشت پا و بالا یا پایین گوش  و در نوزادان، کف پا یا کف دست. یا انگشت شست پا یا دست است.

دو روش برای پالس اکسی متری وجود دارد. یکی روش عبوری و دیگری روش بازتاب است. روش بالا روش عبوری بوده یعنی مقدار نوری که در هنگام  عبور جذب می‌شود در طرف دوم بررسی می‌شود. درصورتی‌که در روش بازتاب، حسگر نوری در همان طرف LED ها قرار دارد و نور بازتاب شده را بررسی می‌کند.

پیشنهاد سردبیر

اگه دوست داری با فوت و فن پالس اکسیمترها بیشتر آشنا بشی بهتره یک سری > به مقاله “عیب یابی پالس اکسی متر و تحلیل مدار داخلی” مداکت بزنی.

قیمت پالس اکسی متر در بازار ایران

و در نهایت باید گفت که قیمت این محصولات از چیزی حدود 100 هزار تومان شروع می شود تا 400 الی 500 هزار تومان که در طرح ها و نمونه های متفاوتی عرضه می گردند. اگه دنبال تهیه پالس اکسی متر هستید می تونین به لیست پالس اکسی مترها سربزنید.

خلاصه و جمع بندی

امیدواریم توانسته باشیم مطالب ارزنده و کاربردی را برایتان تهیه کرده باشیم. صمیمانه آماده شنیدن نظرات و تجربیات تان درباره پالس اکسی مترها هستیم. دوستان عزیز برای نوشتن پست ها زحمتهای زیادی کشیده می شه لطفا در صورت استفاده از متن نسبت به لینک دهی به متن همکاری داشته باشید.

نویسنده:  محمد طه گودرزی کارشناس ارشد پرتو پزشکی

منابع بیشتر مطالعه برای شما:

بررسی قانون بیر-لامبرت :https://fa.wikipedia.org