SPO2: پالس اکسیمتری یک روش غیر تهاجمی برای اندازه گیری سطح اکسیژن خون بوده و نشان می دهد چه میزان اکسیژن از قلب به سمت اندام ها فرستاده می شود. انتقال اکسیژن توسط هموگلوبین خون صورت می گیرد.
پالس اکسیمتری بر اساس اصول زیر کنترل می شود:
1- اکسی هموگلوبین (خون اکسیژن دار) و دئوکسی هموگلوبین (خون بدون اکسیژن) در جذب نور قرمز و مادون قرمز (اسپکتروفوتومتری)spectrophotometry متفاوت هستند.
2- مقدار خون شریانی در بافت با نبض یا همان ضربان قلب تغییر می کند فتوپلثیسموگرافی(photoplethys mography).
بنابراین، مقدار نور جذب شده توسط مقادیر متغیر خون شریانی نیز تغییر می کند.
Spo2: نسبت اکسی هموگلوبین به کل هموگلوبین موجود که برای انتقال اکسیژن در دسترس است که به صورت درصدی بیان می شود.
برای اندازه گیری از یک سنسور (پروب) دارای گیرنده و فرستنده نوری از نوع LED با طول موج های مختلف استفاده می شود که معموال یک فرستنده نور قرمز با طول موج حدود 660 نانومتر و یک فرستنده نور مادون قرمز با طول موج حدود 900 نانومتر را دارا هستند. این طول موج ها بر این اساس انتخاب شده اند که میزان جذب نور توسط خون دارای اکسیژن (خون شریانی) و خون فاقد اکسیژن (خون وریدی) برای این طول موج ها به طور معناداری متفاوت است. اکسی هموگلوبین نور مادون قرمز را بیشتر جذب کرده نور قرمز را بیشتر عبور می دهد در حالیکه خون فاقد اکسیژن نور قرمز را بیشتر جذب نموده و به نور مادون قرمز اجازه عبور بیشتری می دهد.
LED های تابنده نور قرمز و مادون قرمز بصورت متوالی روشن و خاموش شده و این کار را با فرکانس خدود 30 هرتز انجام می دهند طوری که فوتودیود گیرنده بتواند به طول موج های قرمز و مادون قرمز بصورت مجزا پاسخ دهد و همچنین می تواند یک بیس الینی برای نور محیط (نور ثابتی که تغییر نمی کند) مشخص نماید. میزان نوری که عبور می کند و جذب نمی شود اندازه گیری شده و برای هر طول موج سیگنال نرمالیزه شده جداگانه ای تولید می شود. این سیگنال ها بر حسب زمان دارای نوسان می باشند زیرا میزان خون شریانی (دارای اکسیژن) با هر ضربان قلب و ایجاد نبض افزایش می یابد و سپس کاهش یافته تا با ضربان بعدی مجدد افزایش یابد (در حقیقت جریان خون شریانی در اندام ها متناسب با هر ضربان قلب دارای نوسان است). با کم کردن حداقل نور عبوری (به عنوان نور عبوری در لحظه ای که حداقل میزان خون در شریان جاری است (مقدار DC سیگنال) از کل نور عبوری که خود بر حسب زمان و ضربان قلب متغیر می باشد در هر طول موج، اثرات سایر بافت ها اصالح می شود و سیگنالی پیوسته و نوسانی که صرفا مختص به خون شریانی ضربان دار خواهد بود (مقدار AC سیگنال)، حاصل می شود.
سپس نسبت نور قرمز اندازه گیری شده به نور مادون قرمز اندازه گیری شده توسط پردازنده محاسبه می شود که نشان دهنده نسبت خون دارای اکسیژن به خون فاقد اکسیژن می باشد، و سرانجام این نسبت توسط پردازنده و از طریق یک جدول جستجو به میزان spo2 تبدیل می شود.
این جداسازی سیگنال دسترسی به اهداف دیگری را هم مقدور می سازد من جمله رسم شکل موج پلثیسموگراف plethys mograph یا به اختصار pleth که نشان دهنده سیگنال ضربان دار بوده و معموال برای نشان دادن بصری ضربان ها و همچنین کیفیت سیگنال نمایش داده می شود.
SPO2 = HbO2/(HbO2+Hb) *100%
میزان = SPO2 درصد اکسی هموگلوبین / کل هموگلوبین که برابر است با: (اکسی هموگلوبین + هموگلوبین آزاد)
Pulse Rate: یا به اختصار PR تعداد ضریان قلب در دقیقه که بر حسب Beat Per Minute (BPM) نشان داده می شود. با محاسبه تعداد ضربان ها در یک بازه زمانی مشخص می توان تعداد ضربان قلب در دقیقه را محاسبه و تخمین زد.
به عنوان مثال اگر در t ثانیه، n ضربان داشته باشیم تعداد ضربان قلب برابر خواهد بود با:
BPM = 60*n/t
Perfusion Index: یا به اختصار PI نشانگر قدرت نسبی سیگنال ضربانی در پالس اکسیمتری است و نشانگری قابل اعتماد برای پرفیوژن اندام های محیطی است. PI با تقسیم سیگنال ضربانی (AC) بر سیگنال غیرضربانی (DC) ضربدر 100 محاسبه می شود و به صورت درصدی از 0.02٪ تا 20٪ بیان می شود. این پارامتر پرفیوژن به اندام های محیطی را نشان داده و به میزان خون در محل سنجش بستگی دارد نه به میزان اکسیژن خون. این پارامتر شاخص مفیدی جهت ارزیابی سریع مناسب بودن محل قرارگیری پروب روی بدن برای سنجش پالس اکسیمتری است. هر چه میزان آن باالتر باشد سنجش بهینه تر است. این یک عدد نسبی است و بسته به هر بیمار و شرایط فیزیولوزیک و محل قرارگیری پروب تغییر می کند. هنگام بیهوشی عمومی و اپیدورال که سبب اتساع عروق محیطی می شوند (این اتفاق معموال قبل از شروع اثرات بیهوشی رخ می دهد) هم شاهد افزایش PI خواهیم بود و می تواند یک نشانگر سریع جهت درست انجام شدن بیهوشی باشد. مقدار نرمال برای هر فردی متفاوت است. باید مقدار اولیه آن در فرد دیده شده:
سپس تغییرات آن دنبال شود. معموال برای تعریف آالرم این پارامتر از عنوان دلتا استفاده شده و درصد تغییرات آن نسبت به میزان اولیه در یک بازه زمانی مشخص سنجیده می شود. مقدار باالتر نشان دهنده انبساط در عروق یا فلوی خیلی قوی خون است و مقادیر پایین نشان دهنده انسداد عروق یا فلوی خیلی ضعیف خون می باشد.
PI= (AC/DC) * 100%
Respiration Rate: یا به اختصار RRp نشان دهنده تعداد تنفس در دقیقه است که از روی شکل موج پالس اکسیمتری محاسبه شده باشد و بر حسب Respiration Per Minute (RPM) نمایش داده می شود. در حالت عادی اگر برای شکل موج پالس اکسیمتری یک بیس الین فرض کنیم، این بیس الین در هر سیکل تنفسی (دم و بازدم) به صورت تقریبا سینوسی دستخوش تغییر و نوسان می شود.
همانطور که در تصویر فوق مشخص می باشد خطوط نقطه چین که تغییرات بیس الین شکل موج پالس اکسیمتری را نشان می دهند در واقع نشان دهنده سیکل های تنفسی می باشند. با پردازش سیگنال جهت آنالیز بیس الین و دامنه و فرکانس تغییرات آن می توان سیکل های تنفسی را تشخیص داد و تعداد تنفس در دقیقه را محاسبه و تخمین زد. پس از جدا سازی سیگنال ناشی از تنفس که شکل موج پالس اکسیمتری به نوعی سوار بر آن می باشد می توان تعداد تنفس در دقیقه را مشابه تعداد ضربان در دقیقه محاسبه نمود.
Pleth Variability Index: یا به اختصار PVI یک اندازه گیری غیر تهاجمی و مداوم از تغییرات نسبی سیگنال pleth در سیکل های تنفسی است که می تواند به عنوان یک شاخص دینامیک در پاسخ دهی به مایعات در افراد بزرگسال تحت ونتیالسیون مکانیکی (ونتیالتور) مورد استفاده قرار گیرد. تزریق مایعات یکی از رایج ترین مداخالت پزشکی جهت افزایش برون ده قلبی C.O. است اما این کار باید در حد توازن باشد که نه سبب کاهش بیش از حجم مایعات (ایجاد اختالل در پرفیوژن بافتی) و نه سبب افزایش بیش از حد حجم مایعات (ایجاد ورم در ارگان ها) شود. وابستگی پیش بار (حجم مایعات پشت قلب که آماده پمپاژ به کل بدن توسط قلب هستند) به عنوان توانایی قلب در افزایش دادن حجم ضربه ای ( stroke volume: حجمی از خون که در هر انقباض به سمت کل بدن پمپاژ می شود) در پاسخ به افزایش مایعات پیش بار تعریف می شود. منحنی فرانک – استارلینگ رابطه بین پیش بار بطنی و حجم ضربه ای و وابستگی پیش بار به مایعات پاسخ دهنده را توضیح می دهد. در طول سیکل تنفسی تغییراتی در حجم پرشدن بطن رخ می دهد. هنگامیکه حجم مایع پیش بار کم باشد این تغییرات در حجم پرشدن بطن منجر به تغییرات بزرگتری در حجم ضربه ای می گردد و وقتی تغییرات در حجم ضربه ای بیشتر شود در حقیقت تغییرات در PI بیشتر خواهد شد.
PVI اندیس تغییر پذیری شکل موج پالس اکسیمتری یک اندیس دینامیک بین 0 تا 100 می باشد که تغییر پذیری نسبی شکل موج پالس اکسیمتری را بصورت غیر تهاجمی اندازه گیری کرده و از دامنه های به دست آمده از شکل موج پالس اکسیمتری برای محاسبه خودکار تغییرات دینامیک که در طول یک سیکل تنفسی رخ می دهد استفاده می کند. برای بیماران بزرگسال که به ونتیالتور وصل شده اند PVI می تواند به عنوان یک شاخص دینامیک غیر تهاجمی جهت پاسخ دهی به مایعات استفاده شود. البته این شاخص می تواند تحت تاثیر شرایط و عوامل مختلف قرار گیرد و نباید به تنهایی برای مدیریت سطح مایعات بیمار مورد استفاده قرار گیرد.
PVI اندازه گیری تغییرات دینامیکی در شاخص پرفیوژن (PI) است که در طول یک یا چند سیکل کامل تنفسی رخ می دهد.
PVI = ( (PImax – PImin) / PImax ) * 100%
