औंलाको छेउमा रहेको पल्स अक्सिमिटरको काम र काम के हो?

कोभिड-१९ को गम्भीरताको एक महत्त्वपूर्ण सूचक, धमनी रगतमा अक्सिजनको सांद्रता निगरानी गर्न मिलिकनले १९४० को दशकमा फिंगरटिप पल्स अक्सिमिटर आविष्कार गरेका थिए।योन्कर अब औंलाको छेउमा पल्स अक्सिमिटरले कसरी काम गर्छ भनेर व्याख्या गर्छौ?

जैविक तन्तुको वर्णक्रमीय अवशोषण विशेषताहरू: जब प्रकाश जैविक तन्तुमा विकिरणित हुन्छ, प्रकाशमा जैविक तन्तुको प्रभावलाई चार वर्गमा विभाजन गर्न सकिन्छ, जसमा अवशोषण, छरपस्ट, परावर्तन र प्रतिदीप्ति समावेश छ। यदि छरपस्टलाई बहिष्कार गरिएको छ भने, प्रकाशले जैविक तन्तुबाट यात्रा गर्ने दूरी मुख्यतया अवशोषणद्वारा नियन्त्रित हुन्छ। जब प्रकाशले केही पारदर्शी पदार्थहरू (ठोस, तरल वा ग्यास) प्रवेश गर्छ, केही विशिष्ट आवृत्ति घटकहरूको लक्षित अवशोषणको कारणले प्रकाशको तीव्रता उल्लेखनीय रूपमा घट्छ, जुन पदार्थहरूद्वारा प्रकाशको अवशोषण घटना हो। पदार्थले कति प्रकाश अवशोषित गर्छ भन्ने कुरालाई यसको अप्टिकल घनत्व भनिन्छ, जसलाई अवशोषण पनि भनिन्छ।

प्रकाश प्रसारको सम्पूर्ण प्रक्रियामा पदार्थद्वारा प्रकाश अवशोषणको योजनाबद्ध रेखाचित्र, पदार्थद्वारा अवशोषित प्रकाश ऊर्जाको मात्रा तीन कारकहरूसँग समानुपातिक हुन्छ, जुन प्रकाशको तीव्रता, प्रकाश मार्गको दूरी र प्रकाश मार्गको क्रस सेक्सनमा प्रकाश-अवशोषित कणहरूको संख्या हुन्। समरूप सामग्रीको आधारमा, क्रस सेक्सनमा प्रकाश मार्ग संख्या प्रकाश-अवशोषित कणहरूलाई प्रति एकाइ भोल्युम प्रकाश-अवशोषित कणहरूको रूपमा मान्न सकिन्छ, अर्थात् सामग्री सक्शन प्रकाश कण एकाग्रता, लेम्बर्ट बियरको नियम प्राप्त गर्न सक्छ: सामग्री एकाग्रता र अप्टिकल घनत्वको प्रति एकाइ भोल्युम अप्टिकल मार्ग लम्बाइको रूपमा व्याख्या गर्न सकिन्छ, सामग्री सक्शन प्रकाश सामग्री सक्शन प्रकाशको प्रकृतिलाई प्रतिक्रिया दिन क्षमता।अर्को शब्दमा, एउटै पदार्थको अवशोषण स्पेक्ट्रम वक्रको आकार उस्तै छ, र अवशोषण शिखरको निरपेक्ष स्थिति फरक सांद्रताको कारणले मात्र परिवर्तन हुनेछ, तर सापेक्ष स्थिति अपरिवर्तित रहनेछ। अवशोषण प्रक्रियामा, सबै पदार्थहरूको अवशोषण एउटै खण्डको आयतनमा हुन्छ, र अवशोषित पदार्थहरू एकअर्कासँग असंबद्ध हुन्छन्, र कुनै फ्लोरोसेन्ट यौगिकहरू अवस्थित हुँदैनन्, र प्रकाश विकिरणको कारणले माध्यमको गुणहरू परिवर्तन हुने कुनै घटना हुँदैन। त्यसकारण, N अवशोषण घटकहरू भएको समाधानको लागि, अप्टिकल घनत्व additive हो। अप्टिकल घनत्वको additivity ले मिश्रणहरूमा अवशोषित घटकहरूको मात्रात्मक मापनको लागि सैद्धान्तिक आधार प्रदान गर्दछ।

जैविक तन्तु अप्टिक्समा, ६०० ~ १३००nm को वर्णक्रमीय क्षेत्रलाई सामान्यतया "जैविक स्पेक्ट्रोस्कोपीको झ्याल" भनिन्छ, र यस ब्यान्डमा रहेको प्रकाशले धेरै ज्ञात र अज्ञात वर्णक्रमीय थेरापी र वर्णक्रमीय निदानको लागि विशेष महत्त्व राख्छ। इन्फ्रारेड क्षेत्रमा, पानी जैविक तन्तुहरूमा प्रमुख प्रकाश-अवशोषक पदार्थ बन्छ, त्यसैले प्रणालीद्वारा अपनाइएको तरंगदैर्ध्यले लक्षित पदार्थको प्रकाश अवशोषण जानकारी राम्रोसँग प्राप्त गर्न पानीको अवशोषण शिखरलाई बेवास्ता गर्नुपर्छ। त्यसकारण, ६००-९५०nm को नजिकको इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम दायरा भित्र, प्रकाश अवशोषण क्षमता भएको मानव औंलाको टुप्पोको तन्तुका मुख्य घटकहरूमा रगतमा पानी, O2Hb (अक्सिजनयुक्त हेमोग्लोबिन), RHb (कम गरिएको हेमोग्लोबिन) र परिधीय छाला मेलानिन र अन्य तन्तुहरू समावेश छन्।

त्यसकारण, हामी उत्सर्जन स्पेक्ट्रमको डेटा विश्लेषण गरेर तन्तुमा मापन गरिने घटकको सांद्रताको प्रभावकारी जानकारी प्राप्त गर्न सक्छौं। त्यसैले जब हामीसँग O2Hb र RHb सांद्रता हुन्छ, हामीलाई अक्सिजन संतृप्ति थाहा हुन्छ।अक्सिजन संतृप्ति SpO2के रगतमा अक्सिजन-बाउन्ड अक्सिजनयुक्त हेमोग्लोबिन (HbO2) को मात्राको प्रतिशत कुल बाइन्डिङ हेमोग्लोबिन (Hb) को प्रतिशतको रूपमा हुन्छ, रगतमा अक्सिजन पल्सको सांद्रता हुन्छ त्यसैले यसलाई किन पल्स अक्सिमिटर भनिन्छ? यहाँ एउटा नयाँ अवधारणा छ: रक्त प्रवाहको मात्रा पल्स वेभ। प्रत्येक कार्डियक चक्रको समयमा, मुटुको संकुचनले महाधमनी जराको रक्तनलीहरूमा रक्तचाप बढाउँछ, जसले रक्तनली पर्खाललाई फैलाउँछ। यसको विपरीत, मुटुको डायस्टोलले महाधमनी जराको रक्तनलीहरूमा रक्तचाप घटाउँछ, जसले रक्तनली पर्खाललाई संकुचित गर्छ। कार्डियक चक्रको निरन्तर पुनरावृत्तिको साथ, महाधमनी जराको रक्तनलीहरूमा रक्तचापको निरन्तर परिवर्तन यससँग जोडिएका डाउनस्ट्रीम नलीहरूमा र सम्पूर्ण धमनी प्रणालीमा पनि प्रसारित हुनेछ, जसले गर्दा सम्पूर्ण धमनी संकुचन पर्खालको निरन्तर विस्तार र संकुचन हुन्छ। अर्थात्, मुटुको आवधिक धड्कनले महाधमनीमा नाडी तरंगहरू सिर्जना गर्दछ जुन धमनी प्रणालीभरि रक्तनली पर्खालहरूसँगै अगाडि लहरिन्छ। प्रत्येक पटक मुटु फैलिन्छ र संकुचित हुन्छ, धमनी प्रणालीमा चापमा परिवर्तनले आवधिक नाडी तरंग उत्पन्न गर्दछ। यसलाई हामी पल्स वेभ भन्छौं। पल्स वेभले मुटु, रक्तचाप र रक्त प्रवाह जस्ता धेरै शारीरिक जानकारी प्रतिबिम्बित गर्न सक्छ, जसले मानव शरीरको विशिष्ट भौतिक प्यारामिटरहरूको गैर-आक्रामक पत्ता लगाउनको लागि महत्त्वपूर्ण जानकारी प्रदान गर्न सक्छ।