چشم انسان برای تشخیص کم اکسیژنی خون بسیار ضعیف است . حتی در شرایط ایده آل ، پزشکان خبره نمی توانند 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.
اصول پالس اکسی متری.
پالس اکسی متر ، بر اساس دو اصل فیزیکی بنا شده است . الف) وجود یک سیگنال ضربه ای توسط خون شریانی که دارای استقلال نسبت به سرخرگ ها ، سیاه رگ ها و مویرگ های غیر ضربه ای و دیگر بافت ها است .
ب) این حقیقت که که اکسی هموگلوبین و هموگلوبین دارای طیف جذبی متفاوتی هستند. پالس اکسی متر هایی که اکنون استفاده می شوند دارای دو LED می باشند .؛ یکی نوری با طول موج 660nm(قرمز) و دیگری نوری به طول موج 940nm(فروسرخ) ایجاد می کند. این دو نور به این دلیل استفاده می شود چون Hb و O2Hb دارای طیف جذبی متفاوتی در این طول موج ای به خصوص خستند. در ناحیه قرمز ، O2Hb نور کمتری نسبت به Hb جذب می کند و در ناحیه فروسرخ برعکس این قضیه رخ ی دهد. سپس نسبت این مقدیر جذبی نسبت به اندازه گیری مستقیم مفذار اکسیژن اشباع شده در خون کالیبره می شود و سپس الگوریتم بدست آمده در میکرو پروسسوری دررون دستگاه پالس اکسی متر قرار داده می شود.در زمانی که از دستگاه استفاده می شود ، نمودار کالیبره شده برای تخمین میزان اکسیژن اشباع شده در خون استفاده می شود .
پروب بر رویی انگشتان گذاشته می شود . LED ها از بالای پروب نور خود را می فرستند. در طرف دیگر LED ها حسگر های نوری قرار دارند. دیود ها تقریبا 30 بار در ثانیه چشمک می زنند. دیود ها با یک ترتیب خاصی روشن و خاموش می شوند . و مدتی هر دو با هم خاموش هستند . در این مدت نور اطراف سنجیده میشود تا مقدار نور LED تنظیم شود . میکرو پروسسور تغییرات نور را در هنگام جریان ضربه ای تحلیل می کند و سیگنال جریان های غیر ضربه ای را نادیده می گیرد.
همانطور که گفته شد، مقدار اشباع اکسیژن از جذب نور تکفاز(منوکروماتیک) توسط بافت ضربه ای سنجیده میشود. این پدیده بر اساس قانون بییر-لمبرت توجیه میشود:
قانون بییر می گوید: مقدار شدت نور ارسال شده با تغغر غلظت ماده ای که ارزدرون آن فرستاده شده ، به صورت نمایی تغییر می کند. A=ln(Io/I) (شکل مقابل).
که در آن A مقدار جذب است . I مقدار شدت نور عبوری است . و Io شدت نور اولیه است .
قانون لمبرت می گوید : شدت نور ارسالی از درون ماده ای ، با افزایش فاصله ای که نور از آن ماده عبور می کند ف به صورت نمایی کاهش می یابد.
نوری که توسط یک بافت غیر ضربه ای جذب می شود ثابت(DC) می باشد . جذب غیر یکنواخت (AC) در نتیجه ی ضربه های جریان خون ضربه ای است. حسگر نوری ولتاژی را متناسب با نورعبور کرده تولید می کند. قسمت متناوب موج ولتاژ دزیافتی تقریبا 1-5% آن را تشکیل می دهد . فرکانس بالای نور ارسالی دیود ها باعث می شوند که مقدار جذب به تعداد دفعات مکرر محاسبه شوند. این خود باعث شده که اثرات ناشی از حرکت کاهش پیدا کنند.
مکان هایی که برای پالس اکسی متری در بزرگسالان بیشتر استفاده می شوند انگشت دست ، انگشت پا و بالا یا پایین گوش و در نوزادان،کف پا یا کف دست . یا انگشت شست پا یا دست است.
البته دو روش برای پالس اکسی متری وجود دارد . یکی روش عبوری و دیگری روش بازتاب است . روش بالا روش عبوری بوده یعنی مقدارنوری که در هنگام عبور جدب می شود در طرف دوم بررسی می شود . در صورتی که در روش بازتاب ، حسگر نوری در همان طرف LED ها قرار دارد و نور بازتاب شده را بررسی می کند.
فیزیولوژی انتقال اکسیژن
واحد تنفسی در ریه ها شامل برونشیول ریوی ،مجاری الوئولی ، دهلیز ها و الوئول ها . در ریه ها تقریبا 300 میلیون در داخل دو ریه وجود دارند . و هر الوئول 0.2 میلیمتر قطر دارند. دیواره های الوئولی بسیار نازک هستند و رگ ها از کنار این الوئول ها به صورت صفحه ای نازک عبور می کنند. هوا برای عبور باید از چند دیواره عبور کند: 1- لایه ی سورفکتانت (ماده ای که کشش سطحی دیواره ی الوئولی را تنظیم می کند)
2- اپی تلیوم الوئولی
3- غشای اپیتلیوم قاعده ای
4- فضای بسیار کم بین غشای مویرگ ها و اپی تلیوم الوئولی
5- غشای مویرگی که در بسیاری از جا ها با غشای قاعده ای آلوئولی پیوند خورده است
.6- اندوتلیوم مویرگی
این غشا ی تنفسی در حدود 0.2 میکرومتر است و بعضی موقع ها هم مقدار آن به 0.6 میکرو متر تجاوز می کند.
ظرفیت انتشار غشای تنفسی مقدار حجمی است که در یک دقیقه و با وجود 1mmhg اختلاف نسبی قادر است از غشای تنفسی عبور کند. این مقدار برای اکسیژن در حدود 21 و برای دی اکسید کربن 20 برابر مقدار اکسیزن است .
وقتی اکسیژن از آلوئول ها به داخل خون انتشار پیدا می کنند،به بافت های اطراف ویرگ ها از طریق هموگلوبین انتقال می شود. وجود هموگلوبین باعث شده که 30 تا 100 برابر مقدار اکسیژن انتقال داده شده به بافت ها نسبت به حالتی که در داخل مایع حل شده ، بیشتر شود . در بافت ها پس از سوخت و ساز دی اکسید کربن آزاد شده و از طریق مواد دیگر داخل خون انتقال پیدا می کند؛ مقدار دی اکسید کربن انتقال داده شده نیز در این حالت 15 تا 20 برابر بیشتر از مقدار آن در زمانی است که تنهایی در خون حل میشود.
دلیل انتشار اکسیژن و یا هر گاز از غشاء ، اختلاف فشار بین گاز در دو طرف این غشا ء است . به عنوان مثال، در ریه ها،زمان تبادل بین آلوئول و خون ، فشار نسبی اکسیژن در طرف آلوئول ها(104mmhg) بیشتر از فشار نسبی اکسیژن در طرف خون(40mmhg) است .به همین دلیل اکسیژن از آلوئول ها به خون منتشر میشود.
وقتی خون به مویرگ ها اطراف بافت ها می رسند ، مقدار فشار نسبی اکسیشزن 95mmhg است.دلیل کاهش آن از 104 به 95 این است که در هنگام خروج از ریه ها، 98 درصد آن دارای فشار نسبی 104 است . 2 درصد باقی مانده خون سیاهرگی است که از ریه می آید. مقدار فشار آن 40mmhg است و وقتی که با خون دارای اکسیژن ریه مخلوط می شود ، مقدار فشار نسبی آن را کاهش می دهد.
اکسیزن همواره توسط سلول های بافت ها در حال استفاده است. در نتیجه، همواره فشار نسبی اکسیژن در فضای بین سلولی کمتر از فشار داخل مویرگها کمتر است. همچنین به دلیل وجود فاصله بین سلولها و مویرگ ها ، فشازر بین سلولی بین 5 تا 40 میلی مت جیوه تغییر می کند. و به طور متوسط23mmhg است. مقدار فشار مورد نیاز برای فعالیت های سلولی 3 تا 1 میلی متر جیوه است .پس با وجود فشار کم 23mmhg ،فشار بیشتر از کفایت وجود دارد و این خود فاکتور ایمنی است.(فکر می کنم از این جهت عامل ایمنی است که اگر اکسیزن به خون نرسد ؛یعنی در محیطی باشیم که به مدت کوتاه اکسیژن وجود ندارد .وجود این فشار باعث مس شود که بدن از سوخت و ساز باز نایستد. )
تاثیر هموگلوبین در انتقال خون
]
تقریبا 97 درصد از مقدار اکسیژنی که به بافت ها می رسد، از طریق ترکیب شیمیایی آنن با هموگلوبین است. باقی 3 درصد آن از طریق حل شدن آن در آب پلاسما انتقال پیدا می کند.
اکسیژن به هموگلوبین به صورت سست متصل میشود و قابلیت بازگشت دارد ؛ یعنی واکنش آن تعادلی بوده و بازگشت پذیر.
زمانی که PO2 بالا است ، مثلا در مویرگ های ریوی ، اکسیژن به هموگلوبین وصل شده و وقتی فشار کم است ، مثلا در مویرگ های اطراف بافت ،اکسیژن از هموگلوبین آزاد می شود.
شکل مقابل ، تغییر دزصد اشباع شدن هموگلوبین را با تغییر فشار نشان می دهد. فشار خون هنگامی که از قلب خارج می شود 95mmhg است پس طبق نمودار درصد اشباع هموگلوبین 97% است . فشار خون در داخل ورید ها هم 40mmhg است و طبق نمودار هموگلوبین به میزان 75% اشباع می شود.
خون یک فرد عادی تقریبا 15گرم هوگلوبین در 100میلی لیتر خون دارد و هر گرم هموگلوبین می تواند با حد اکثر 1.34 میلیمتر اکسیژن ترکیب شود. (اگر هموگلوبین کاملا خالص باشد ، این مقدار 1.39 است ولی بعضی ناخالصی ها مانند متاموگلوبین این مقدار را کاهش میدهد). در نتیجه،20.1 میلس لیتر اکسیژن در 100 میلی لیتر است و وقتی که به این مقدار م رسد می گوییم 100 درصد اشباع شده است.
همانطور که روی شکل پیدا است ،بعضی عوامل بر روی درصد اشباع هموگلوبین تاثیر می گذلرند . از جمله:
1- تغییر در غلظت دی اکسید کربن در خون
2-تغییر در دمای خون
3- تغییر در مقدار BPG
4-تغییر PH خون
موضوعات پرستاری ، پزشکی و بهداشت جسمی و روانی, ورزش و سلامت معنوی اجتماعی