SpO2 сенсорууд хангалттай цусны хүчилтөрөгчийн хэмжилтийг хангахын тулд юу шаардлагатай вэ?

SpO2 сенсорууд цусны хүчилтөрөгчийн ханасан байдлыг хэрхэн хэмждэг вэ

Пульс оксиметри болон гэрлийн шингээлтийн ард дахь шинжлэх ухаан

SpO2 сенсорууд нь гэрлийн ялгаатай төрлүүд бидний биеийн дотор хэрхэн нэвтрэхийг шалгаж, цусанд хичнээн хэмжээний хүчилтөрөгч байгааг тодорхойлох зарчимд суурилдаг. Төхөөрөмж нь улаан (660 нанометр) ба инфра улаан (940 нанометр) гэсэн хоёр төрлийн гэрлийн долгионийг эрхтэний нарийн арьстай хэсгүүдийн дагуу, жишээ нь хурууны төгсгөлөөр дамжуулан илгээнэ. Дараа нь үзэгдэх зүйл бол гемоглобин хүчилтөрөгчтэй үед инфра улаан гэрлийг илүү их шингээн авдаг бол, хүчилтөрөгч дутагдсан тохиолдолд яг л уг молекулууд улаан гэрлийг илүү их шингээн авдаг. Сенсорууд SpO2-ийн утгыг эдгээр гэрлүүдийн аль нь хэдий хэмжээгээр шингэснийг харьцуулан тодорхойлж, ерөнхийдөө амьсгалын хэвийн байдлыг илтгэх 95 хувь ба түүнээс дээш оноо өгдөг. Энэ бүхнийг боломж болгож буй зүйл юу вэ гэвэл, эмч нар цусны эсүүд гэрлийн янз бүрийн төрлүүдтэй хэрхэн урвалд орохыг олон жилийн турш судалж, энэхүү аргачлалыг олон эмнэлгийн сэтгүүлүүдэд баталгаажуулсан.

SpO2 түвшнийг тодорхойлоход улаан ба инфра улаан гэрлийн үүрэг

Хоёр долгионы урттай системүүд цусны хийн амьсгалалтыг тодорхойлох эсэхийг шийдэхэд анагаахын хяналтын нэг том асуудлыг шийдвэрлэдэг. Инфра улаан гэрэл цусанд их хэмжээний хүчилтөрөгч агуулагдаж байгаа үед илүү гүн рүү орох бол, хүчилтөрөгч багатай цус нь улаан гэрлийг илүү их шингээн авдаг. Шинэ дижитал пульсоксиметрүүд энэ асуудалд маш ухаалаг болсон бөгөөд хүний мэдрэлийн зузааны түвшинд гэрлийн хүчийг тохируулж чаддаг болсон тул эдгээр төхөөрөмжүүд ялгаатай хэмжээтэй гар, өөр өөр арьсны өнгөтэй хүмүүст илүү сайн ажилладаг болсон. Эмнэлэг, клиникт олон дахин шалгасны дараа эдгээр оптик арга нь лабораторийн нөхцөлд бүх зүйл зөв тохируулагдвал ихэвчлэн 2%-иас хэтрэхгүй нарийвчлалтай сайн үр дүн үзүүлсэн.

Дижитал пульсоксиметрт дохио боловсруулах ба алгоритмууд

Анхдагч оптик өгөгдлийг гурван шатлан боловсруулдаг:

1. Шорооны цэвэрлэх хөдөлгөөнөөс эсвэл гэрлийн орчноос үүдэлтэй артефактуудыг зайлуулна
2. Пульсыг илрүүлэх веноз болон ахлах дохионуудаас артерийн цусны урсгалын загварыг тусгаарлана
3. SpO2 хувьрүүлэгчийн харьцаа туршлагын үндсэн калибрын муруйг ашигладаг

Дэвшилтэт төхөөрөмжүүд бага перфуз, аритми зэрэг шалтгаантай жигд бус долгион хэлбэлтийг танихад машин сургалтыг ашигладаг. Эрүүл мэндийн зэрэглэлийн сенсорууд 120 Гц-д өгөгдлийг дээж авч, хүчилтөрөгчийн насын хурдан өөрчлөлттэй үед бодит цагт тохируулгыг хангана.

SpO2 сенсорын нарийн чанартаа нөлөөлөх физиологийн болон хэрэглэгчийн хүчин зүйлс

SpO2 унших үзүүлэлтэнд арьсны будаг, үндэстний ялгааны нөлөө

Хүний арьсны пигментийн хэмжээ нь цусны хүчилтөрөгчийн түвшинг хэмжихэд хэрэглэдэг энэ жижиг мэдрүүрийн нарийвчлалыг бодитоор нөлөөлдөг. Энэ нь меланин нь төхөөрөмж дотор ашигладаг улаан ба инфра улаан гэрлүүдтэй өөрөөр харилцаж ажилладагтай холбоотой юм. 2023 онд JAMA-д нийтэлсэн саяхны судалгаа илүү анхаарал татам зүйлийг харуулсан - хэрэв хүмүүсийн арьсны өнгө илүү хархан байвал, хүчилтөрөгчийн түвшин буурах үед эдгээр пульсоксиметрүүд ихэвчлэн буруу өндөр утга заадаг байна. Хоол хүнс, эмийн засгийн газар (FDA) мөн үүнтэй төстэй дүгнэлтэнд хүрсэн. Үүний үр дүнд эдгээр анагаахын төхөөрөмжийг үйлдвэрлэдэг компаниуд одоо тоног төхөөрөмжөө зөв тохируулах шинэ дүрмүүдтэй тулгарч байна. Энэ нь эрүүл мэндийн байдлын талаарх шийдвэрийг найдвартай мэдээлэл дээр үндэслэн хурдан гаргах шаардлагатай үед нарийвчлалтай у readings маш чухал учраас чухал асуудал юм.

Муу цусны эргэлтийн, хүйтэн мөч, хөдөлгөөний алдааны нөлөө

Хүйтэн эсвэл зүрх судасны өвчтэй үед перифери дэх цусан хангамж багасах нь ердийн явц юм. Ингэхэд перфузи болон индекс 0.2%-иас доош унахад сигналын чанар мууддаг. Өвчтөний хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй хөдөлгөөний артефакт нь клиник туршилтаар харуулсан шиг томоохон алдааны салхилтыг үүсгэж болно. Хамгийн нарийвчлалтай байхын тулд:

• Хэмжилт хийхээс өмнө мөчидийг ≥32°C хүртэл халуун
• Идэвхитэй өвчтөнд хөдөлгөөнд тэсвэртэй сенсор ашиглах
• Пробуудыг үеийн нугалах цэгүүдээс хол байрлуулах

Соёо будаг, хиймэл соёо, чичирхийлэлтийн нөлөө

2022 онд Мичиган их сургуулийн хийсэн судалгаагаар хар өнгийн тэнийн будагтай 12% өвчтөнд пульсоксиметрийн алдаа 4%-оос давж байсан. Паркинсоны өвчин эсвэл чихрийн шижин тремортой өвчтөнүүдийн хувьд шинэ үеийн жин хэмжих нэгж (IMU) бүхий сенсорууд хөдөлгөөний артефактыг харьцуулахад хэвийн загварынхаас 62% бууруулдаг.

SpO2 сенсорыг зөв байрлуулах ба ашиглах аргачлал

Хуруу болон бусад байрлал дээр SpO2 сенсорыг зөв байрлуулах арга техник

Сенсорыг зөв байрлуулахын тулд ихэвчлэн эрхий эсвэл дунд хурууг сонгох нь чухал бөгөөд энэ нь цусны урсгал сайн байх ёстой бөгөөд хурууны тавхайн ямар нэгэн гажиг байх ёсгүй. Төхөөрөмжийг зөв байрлуулах шаардлагатай бөгөөд жижиг гэрлүүд тавхайн доод хэсэгт нарийвчлан чиглэсэн байх ёстой боловч хэт шахагдахаас болон хөдлөхгүйн тулд хангалттай бэхлэгдсэн байх ёстой. Хүйтэн гар эсвэл цусны эргэлтийн асуудалтай хүмүүст сенсорыг чихний дэлбэс эсвэл ламин дээр байрлуулах нь илүү сайн үр дүнтэй байдаг учир нь эдгээр хэсэгт цусны урсгал илүү тогтвортой байдаг. Ясны дээгүүр байрлуулах ёсгүй ба арьсны үрэвсэл үүсэхээс сэргийлэхийн тулд хэдэн цаг тутамд байрлалыг нь солих хэрэгтэй. Судалгааны мэдээллээр хэрэв хар тавхайн будаг эсвэл сенсорын гэрэл нэвтрэхийг хүндэсгэдэг зузаан арьстай тохиолдолд буруу байршуулалт нь зарим тохиолдолд уншлагаа ойролцоогоор 3.5%-иар алдаатай болгож болохыг харуулсан.

Үйлдвэрлэгчийн зааврын дагуу найдвартай хэмжилт хийх

Үйлдвэрлэгчийн зааврын дагуу ажиллах нь арьсны өнгө эсвэл тухайн үед гарч буй эмнэлзүйн нөхцөлөөс үл хамааран найдвартай үр дүнг хадгалахад тусалдаг. Сенсорыг ойролцоогоор дөрвөн цаг тутамд шилжүүлэн байрлуулах нь эдийг шахагдахаас хамгаалж, хэмжилтийн үзүүлэлтэд сөрөг нөлөө үзүүлэхээс сэргийлдэг. Тасралтгүй хяналтанд байх хугацааг хязгаарлах нь мөн арьсанд үлдэх цочрооцыг багасгадаг. Хэмжилт хийх үед кабелууд гарааны ар талын дагуу зөв байрласан байх ёстой бөгөөд шаардлагатай бол шинэхэн төрсөн хүүхдийн тохой, насанд хүрсэн хүний мөрөнцөр гэх мэт бусад хэсэгт сенсорыг зөв ажиллаж байгаа эсэхийг шалгах шаардлагатай. Цусны урсгал султай өвчтөнтэй ажиллах үед байрлуулалтын эдгээр батлагдсан дүрмийг баримтладаг эмнэлгийн ажилчид санамсаргүй алдааны сигналийг 23 хувийн хэмжээгээр цөөн тохиолдолд илрүүлдэг бөгөөд энэ нь сенсорыг түүний таатай байрлал гэж үзэж байгаа газарт нь тавьдаг ажилчдийнхээс ялгаатай. Хэмжилтийн үзүүлэлтэд нөлөөлөх хүчин зүйлс болох хэсэгчилсэн цусны урсгалын чанар, анхдагч гэрлийн түвшин зэрэг хувь хүний онцлогийг харгалзан төхөөрөмжийн тохируулгыг өөрчлөхийг мартаагүй байх хэрэгтэй.

SpO2 сенсорын клиник баталгаажуулалт ба зохицуулах стандарт

Пульсийн оксиметрийн нарийвчлалын шаардлага: FDA болон олон улсын шаардлагууд

FDA болон бусад зохицуулах байгууллагууд SpO2 сенсоруудад хүчилтөрөгчийн түвшинг 70%-иас 100% хүртэлх насылалтын хооронд хэмжих үед дундаж абсолют алдаа 3%-иас ихгүй байх шаардлагыг тавьсан. 2023 онд, илүү хар арьстай хүмүүст гурван дахин олон алдаа гарна гэж харуулсан судалгааны дараа FDA нэмэлт туршилтын талаар анхааруулга гаргасан. Дэлхийн хэмжээнд ISO 80601-2-61 шиг олон улсын стандартууд байдаг бөгөөд эдгээр нь производерууд өөр өөр Фитцпатрикийн арьсны төрлөөр хамрах боломжтой дор хаяж арван хүнд багажаа туршихыг шаарддаг. Эдгээр туршилтууд нь лабораторийн нөхцөлд л биш, бодит ашиглалтын нөхцөлд ±2% нарийвчлалын хязгаарт багтах ёстойг баталгаажуулах ёстой.

Клиник судалгааны өгөгдөл: Янз бүрийн хүн амын дундаж абсолют алдаа

2022 оны NEJM-ийн 7,000 өвчтөнд хийсэн шинжилгээ нь гипоксик үед (SpO2 <85%) цагаан өвчтөнд пульс оксиметр нь цусны хүчилтөрөгчийн түвшинг 1.8%-иар, хар өвчтөнд 4.2%-иар илүүдүүлэн үзүүлснийг олжээ. Олон долгионы урттай LED массив ашигладаг шинэ датчикууд нь 2024 оны JAMA-ийн судалгаанд уг зөрүүг үндэстэн бүхэнд 1.2%-руу бууруулсан. Энэ үед датчик үйлдвэрлэгчид дараах тоон үзүүлэлтүүдийг заавал нийтлэх ёстой:

• Бага цусны эргэлтийн байдал (<0.2% PI)
• Хөдөлгөөнийг илрүүлэх алдаа (3 Гц хүртэл хэвийн биш хэлбэлзэл)
• Олон янзын арьсны өнгө (Фитцпатрик IV-VI)

SpO2 датчины алгоритмд үндэстний ялгаатай байдлыг шийдвэрлэх

2023 оны EQUATE хууль нь шинэ SpO2 датчуудыг медицин хэрэгслээр хийгдэх судалгаанд өмнө нь дутуу оролцож ирсэн өнгөт үндэстний хүмүүсийн хувь жин 35%-иас доошгүй байхаар сургахыг шаарддаг. Хамгийн тэргүүлэгч үйлдвэрлэгчид одоо дараах аргуудыг ашиглаж байна:

1. Меланины концентрациар спектрофотометрийн калибрлал (0–200 мкг/мл)
2. Хувь хүний гэрлийг шингээх загварын дагуу өөрчлөгдөх уялдаатай алгоритмууд
3. Кларкийн электродтой нарийвчлалыг шалгах датчны доторх чип

2024 оны хяналтын судалгаа нь шинэчилсэн сенсорууд артерийн цусны хийн хэмжилттэй бүх төрлийн арьсны өнгөнд 98.6% тохирохыг харуулсан бөгөөд чухал гипоксик үед худал эвгүй хэмжилтийг 41%-иар бууруулсан. Одоо ФДА нь бодит ерөнхийд үзүүлэлтийг хянах зорилгоор зах зээлийн дараахь ажиглалтыг шаардаж байна.

SpO2 сенсорын найдвартай байдлыг сайжруулах, алсаас хянах боломжийг дэмжих инноваци

Бүх арьсны өнгөнд зориулсан адаптив алгоритм бүхий ирээдүйн үеийн сенсорууд

Харингилах арьсны өнгөтэй хүмүүст нарийн бус уншилтын давуу талыг шийдвэрлэхийн тулд хамгийн сүүлийн үеийн SpO2 датчикууд эхлэж байна. Шинэ төхөөрөмжүүд меланины нүдэнд орж буй гэрлийн шингээлтийг хоёр долгионы урттай калибровкын тусламжтайгаар хэрхэн нөлөөлж байгааг судалдаг. Энэ арга нь өнгөц үзүүлэлтүүдийн хувьд өнгөний зөрүүг өмнөх загваруудтай харьцуулахад ойролцоогоор гуравны хоёроор бууруулдаг байна гэж өнгөрсөн жил Cabanas болон бусад судлаачид судалгаагаар харуулсан. 2024 онд хийгдсэн эмнэлзүйн шалгалтанд шинэчилсэн датчууд Фитцпатрикийн IV-ээс VI хүртэлх арьсны төрлөөс бүхий хүмүүст, цусны урсгал сул байх үед ч 98.2% нарийвчлалд хүрсэн байна. Ихэнх үйлдвэрлэгчид одоо хэрэглэгчдэд уншилт итгэх сайтай эсэхийг заасан бодит цагийн зааврыг оруулж эхэлсэн бөгөөд энэ нь шийдвэр хурдан гаргах шаардлагатай практик нөхцөлд ихэвчлэн ялгааг гаргадаг.

Хөдөлгөөнийг тооцох ба Перфузи Бексийн Интеграци

Дэвшилтэт дохио боловсруулах арга нь хөдөлгөөнийг гурван гол шинэчлэлээр тэмцэнэ:

1. Гурван тэнхлэгийн акселерометр pPG сигналын хөдөлгөөнийг илрүүлж, түүнээс үүдэлтэй шуугианыг хасах
2. Цусны урсгалын индексийн эшлэл цусны урсгал 0.5%-аас давах үед л хэмжилт хийгдэхийг баталгаажуулах
3. Машин сургалтын шүүлтүүр 100,000+ клиникийн долгион дээр сургасан бөгөөд зөв пульсын загварыг таних чадвартай

Эдгээр шинэчлэлт нь хуучин төхөөрөмжүүдийн 72%-той харьцуулахад дунд зэргийн физик ачаалал үед 94% нарийвчлалыг боломжруулдаг. Сүүлийн үеийн урчлалын анагаах ухааны интеграцчилал нь хагалгааны дараа ба амьсгалын хроник өвчтэй өвчтөнүүдэд шийдэмгий 2 секундын дотор тасралтгүй хяналт тавих боломжийг олгодог.

Түгээмэл асуулт

SpO2 гэж юу вэ?

SpO2 гэдэг нь периферийн капилляр хүчилтөрөгчийн хангамжийг хэлнэ. Энэ нь цусанд байгаа хүчилтөрөгчтэй гемоглобины хувийг тооцоолно.

Пульсоксиметр хэрхэн ажилладаг вэ?

Энэ нь улаан ба инфра улаан гэрлийг ашиглан гэрлийн шингэлтийг хэмжиж, цусны хүчилтөрөгчийн хангамжийг тодорхойлдог.

Арьсны өнгө SpO2 хэмжилтэд нөлөөлөх үү?

Тийм, арьсны будагч бодис арьсны хүчилтөрөгчийн хангамжийн түвшний нарийн тавиурт нөлөөлж болно.

SpO2 илрүүлэгчид FDA-ын стандарт юу вэ?

FDA 70%-оос 100% хүртэлх хүчилтөрөгчийн насын хувьд дундаж абсолют алдаа 3%-аас хэтрэхгүй байхыг шаарддаг.