مبدأ الكشف عن تشبع الأكسجين في الدم غير الغازية

وغالبا ما يستخدم تشبع الأكسجين الوظيفي سريريا لتعكس التغيرات في مستويات الأكسجين في الدم. يستند قياس تشبع الأكسجين في الدم غير الغازية على مبدأ أن امتصاص الضوء بواسطة الدم الشرياني يختلف مع نبض الشرايين. يظهر البحث الأساسي أن أوكسي هيموجلوبين وغير أوكسي هيموجلوبين لهما معدلات امتصاص مختلفة للضوء الساقط بأطوال موجية مختلفة. عندما يضيء ضوء أحادي اللون جسم الإنسان عموديا ، فإن امتصاص الضوء بواسطة الدم الشرياني سيتغير مع نبض الشرايين في منطقة الإرسال الضوئي ، في حين أن امتصاص الضوء بواسطة الأنسجة الأخرى مثل الجلد والعضلات والعظام والدم الوريدي ثابت. عندما يكون الإصبع مضاءً بالضوء الثابت λ1 ، λ2 من طول موجيين محددين ، إذا كان الطول الموجي للضوء الموجي λ1 محددًا بشكل مناسب (HbO2 ، Hb له خاصية امتصاص متساوية هنا ، أي حوالي 805 نانومتر) ، فإن قانون لامبرت بير تطبق وفقا لتشبع الأكسجين. يمكن اشتقاق التعريف من الصيغة التقريبية لتشبع الأكسجين في الشرايين:

SaO2 = bQ

حيث: Q هي نسبة التغير في الامتصاص لاثنين من الأطوال الموجية (HbO2، Hb) ، a ، b هو ثابت ، ويرتبط بهيكل جهاز استشعار القياس وظروف القياس.

من المهم أن نلاحظ أن النسيج البيولوجي هو عبارة عن وسط بصري معقد متباين ، وانتثار قوي وامتصاص ضعيف. لذلك ، لا يمكن وصفها بصيغة صارمة في القياس الفعلي ، لذلك يتم تحديدها عمومًا عن طريق قياس نسبة تغير الامتصاص من العمودين. يحصل منحنى المعايرة أخيراً على تشبع الأكسجين. عندما يتم اختيار الطول الموجي للشعاعين ، يتم اختيار الطول الموجي لمصباح الحادث بشكل عام ليكون 660 نانومتر و 940 نانومتر.