О том, что конкретно измеряет оксиметр или, по-другому, пульскоксиметр, вы можете прочитать в этой статье. Теперь давайте разбираться, каким таким магическим образом прибор, не контактируя с кровотоком напрямую, может легко измерить степень насыщения крови кислородом?
Напоминаю о том, что данная статья носит только ознакомительный характер и направлена на расширение кругозора читателя и имеет научно-популярную направленность.
Строение и механизм действия
Вот возьмем, к примеру, этот милый маленький оксиметр. В верхней части этого устройства есть дисплей. На этом дисплее отображаются выходные значения, такие как уровень насыщения кислородом и частоты пульса.
Внутри оксиметра есть два светодиода (светодиода) и фотодиод.
Один из этих диодов излучает волны красного света (с длиной волны 660 нм), а другой диод излучает инфракрасные волны (с длиной волны 940 нм).
Задача фотодиода – обнаруживать электромагнитные волны, излучаемые двумя светодиодами. При обнаружении количества красного и инфракрасного света, соответственно, фотодиод посылает электрические сигналы для дальнейших расчетов.
Итак, как эти световые волны помогают определять уровень кислорода в вашем теле?
Дело в том, что оксигемоглобин и дезоксигемоглобин поглощают световые волны разной длины. Внутри вашего пальца есть артерии, которые транспортируют кровь от сердца к другим частям тела. Кровь внутри этих артерий содержит много-много гемоглобина.
Чтобы измерить уровень насыщения кислородом, нам нужно найти количество оксигемоглобина. Поскольку мы не можем рассчитать их общее количество, присутствующих в вашей крови, нам нужно каким-то образом найти процент оксигемоглобина, присутствующего в смеси оксигемоглобина и дезоксигемоглобина в определенном количестве крови, текущей в артериях вашего пальца.
Теперь, когда излучаются световые волны, мы определим концентрацию оксигемоглобина и дезоксигемоглобина, поскольку обе эти молекулы имеют разные характеристики поглощения света.
Чтобы быть более конкретным:
- Оксигемоглобин → Поглощает больше инфракрасного света (940 нм) и позволяет большему количеству красного света (660 нм) проходить через ткани вашего пальца.
- Дезоксигемоглобин → Поглощает больше красного света (660 нм) и пропускает больше инфракрасного света (940 нм) путешествовать по тканям кончика пальца
В зависимости от количества красного и инфракрасного света, попадающего на поверхность фотодиода, дополнительные электрические сигналы передаются на интегратор (где и происходят вычисления).
Чтобы определить концентрацию соответствующих молекул гемоглобина по поглощенным световым волнам, интегратор оксиметра использует закон Бера .
Закон Бера
Согласно закону Бера, говоря языком непрофессионала, количество света (излучаемого одним из светодиодов), поглощаемого кончиком вашего пальца, прямо пропорционально концентрации соответствующих молекул гемоглобина.
Используя этот закон, оксиметр рассчитывает концентрацию оксигемоглобина (путем измерения количества поглощенного инфракрасного света) и дезоксигемоглобина (путем измерения количества поглощенного красного света).
Теперь, когда у нас есть концентрация обоих, мы можем рассчитать процент оксигемоглобина, присутствующего в вашей крови. Вот так симпатичный и маленький пульсоксиметр рассчитывает уровень насыщения крови кислородом, оставаясь вне вашего тела и даже не взяв образец крови.