پالس اکسیمتر چیست ؟

پالس اکسیمتر (Pulse Oximeter) یا اکسیژن‌سنج خون وسیله‌ای است که با کمک آن می‌توان میزان درصد اشباع اکسیژن خون سرخرگ انسان را اندازه‌گیری کرد.

پالس اکسیمتر در انواع مختلف وجود دارد از نمونه های بیمارستانی تا نمونه ی کوچک خانگی که  می تواند توسط هر فردی مورد استفاده قرار گیرد. اساس کار پالس اکسیمتر بر اندازه گیری درصد اشباع اکسیژن خون به صورت غیرتهاجمی و کاملا آسان و راحت است . چه در مدل های بیمارستانی و چه نمونه های کوچک قابل حمل تنها کافیست یکی از انگشتان دست خود ،که عموما از انگشت اشاره استفاده می شود در پروب دستگاه پالس اکسیمتر قرار دهید تا شروع اندازه گیری میزان اکسیژن خون آغاز شود. بعد از گذشت لحظاتی مقدار اندازه گیری شده بر روی نمایشگر دستگاه به نمایش در خواهد آمد. مکان قرار گیری پروب می تواند مختلف باشد نواحی مانند لاله ی گوش ، روی بینی ،انگشتان دست یا در نوزادان کف دست ، پیشانی یا پاها می تواند محل مناسبی برای اندازه گیری سطح اکسیژن خون باشد.

دستگاه های پالس اکسیمتر عموما علاوه بر اندازه گیری میزان اشباع اکسیژن خون ، تعداد ضربان قلب فرد را نیز نمایش می دهند که برای اندازه گیری آن از روشی به نام PPG استفاده می شود . تمامی اندازه گیری ها بسیار ساده و بدون خطر خواهد بود . در ادامه نحوه ی اندازه گیری ، علل استفاده و عملکرد دستگاه بیان خواهد شد.

چرا از پالس اکسیمتر استفاده می کنیم؟

در بدن انسان به طور مداوم فعالیت های متابولیک برای ادامه ی حیات صورت میگیرد. فعالیت متابولیک با مصرف اکسیژن و تولید دی اکسید کربن و انرژی همراه است . بدون وجود اکسیژن تولید انرژی ناچیز است. برای انجام اعمال متابولیک و برای حفظ حیات ، باید اکسیژن از هوا به بافت ها برسد بدین منظور ابتدا باید اکسیژن موجود در هوای دمی از طریق ریه ها  به داخل خون وارد شود  سپس خون غنی شده از اکسیژن از طریق رگ های ششی وارد قلب می شود و این خون سرشار از اکسیژن از طریق رگ ها  به بافت ها می رسد. حال اگر در طی هر یک از این مراحل مشکلی وجود داشته باشد در میزان اکسیژن خون تاثیر خواهد گذاشت بنابراین میزان اکسیژن خون یکی از پارامترهای حیاتی در تشخیص و درمان بسیاری از بیماری ها و آسیب های بافتی است.

هیپوکسمی چیست؟

به طور کلی میزان درصد اشباع اکسیژن خون در حالت طبیعی برای هر انسان سالم 95% یا بالاتر است که کاهش این میزان به زیر 90% نشان دهنده ی  کمبود میزان اکسیژن خون فرد می باشد . کاهش سطح اکسیژن خون  را هیپوکسمی می نامند.

بیماری های قلبی ، آسم ومشکلات تنفسی ، داروهای بیهوشی یا بی حسی ، عفونت های دستگاه تنفسی و بیماری هایی که منجر به اختلال در سیستم تنفسی می شوند مانند سل و کرونا (کوویید 19) از دلایل کاهش میزان اکسیژن خون هستند. همچنین کاهش مقدار اکسیژن خون می تواند در هنگام خواب به دلیل آپنه ی تنفسی رخ دهد.

پالس اکسیمتر چگونه عمل می کند؟

دستگاه پالس اکسیمتر از دو LED در یک سمت پروب و یک آشکارساز نوری در سمت دیگر تشکیل شده است . یکی از LED ها نور قرمز با طول موج 660 نانومتر و دیگری نور مادون قرمز با طول موج 940 نانومتر را بر بافت می تابانند . در سمت دیگر یک آشکار ساز نوری(photodetector) قرار دارد که این دو نور تابیده شده را بعد از عبور از بافت دریافت می کند.

این دو نور به این دلیل استفاده می شود که هموگلوبین(Hb)  و اکسی هموگلوبین (HbO2) دارای طیف جذبی متفاوتی در این طول موج های به خصوص هستند. درون بافت ، نور قرمز توسط هموگلوبین و نور مادون قرمز توسط اکسی هموگلوبین جذب میشود  . درنهایت این نور دریافت شده توسط آشکارساز نوری به سیگنال الکتریکی تبدیل شده و پس از تقویت و فیلتر دیجیتال می شود و به میکرو کنترلر ارسال می شود و توسط الگوریتمی درصد میزان اکسیژن خون محاسبه می شود. این الگوریتم بر اساس مقایسه ی مقدار نور قرمز جذب شده ی هموگلوبین و مادون قرمز جذب شده توسط اکسی هموگلبین عمل می کند.

در تصویر زیر درصد نرخ اشباع اکسیژن خون عدد 75 را نشان میدهد.

باید توجه داشت برخی از پالس اکسیمترها بر اساس روش بازتاب عمل می کنن یعنی سنسور آشکارساز و دیودهای تابنده ی نور هردو در یک سمت قرار دارند. با استفاده از همین ویژگی برخی شرکت های تولید کننده ی ساعت هوشمند یا مچ بندهای سلامتی قابلیت اندازه گیری میزان اکسیژن خون و ضربان قلب را به دستگاه های خود افزوده اند. البته باید توجه داشت اندازه گیری این مقادیر از روی مچ دست نیازمند LED های متفاوتی است که بتواند نتیجه ی مطلوب را حاصل کند دلیل این امر تفاوت بافت های ناحیه ی اندازه گیری می باشد. وجود استخوان بیشتر و البته بافت نرم کمتر در ناحیه ی مچ دست ، اندازه گیری به روش پالس اکسیمتری معمول را بسیار سخت میکند. در این دستگاه ها از دیود هایی با نور سبز و طول موج متفاوت در رنج 530 نانومتر استفاده می شود. نور بازتاب شده از بافت و رگ های خونی به آشکارساز نوری میرسد. و اندازه گیری صورت خواهد گرفت.

انواع مختلف دستگاه پالس اکسیمتر

دستگاه پالس اکسیمتر عموما به دو صورت ثابت و یا قابل حمل وجود دارد که مدل ثابت بیشتر بر بالین بیمار در بخش های مراقبت ویژه (ICU,CCU) یا اتاق احیا(CPR) , در هنگام استفاده از ونتیلاتور مورد استفاده قرار میگیرد و مدل قابل حمل می تواند در مراکز اورژانس یا خانه  مورد استفاده قرار گیرد.

قسمت های مختلف دستگاه

دستگاه پالس اکسیمتر از یک پروب ، نمایشگر ،کابل اتصال و مدارات کنترلی تشکیل شده است.