Mô tả chung
SpO2 là một phép đo không xâm lấn về độ bão hòa oxy chức năng.
Phép đo được thực hiện bằng cách đặt một cảm biến trên bệnh nhân, thường là trên đầu ngón tay đối với người lớn và bàn tay hoặc bàn chân đối với trẻ sơ sinh. Cảm biến được kết nối với màn hình bệnh nhân có mơ-đun đo nồng độ oxy xung (Masimo Set, được gọi là MS- 7). Màn hình hiển thị dữ liệu được tính toán từ MS-7 theo ba cách: 1) dưới dạng giá trị phần trăm cho độ bão hòa oxy động mạch (SpO2); 2) dưới dạng tốc độ xung (PR) và 3) dưới dạng sóng điện não đồ trên màn hình.
Ngun tắc hoạt động
MS-7 này dựa trên ba nguyên tắc:
Oxyhemoglobin và deoxyhemoglobin khác nhau ở khả năng hấp thụ ánh sáng đỏ và hồng ngoại (phép đo quang phổ).
Thể tích máu động mạch trong mơ và ánh sáng mà máu hấp thụ thay đổi trong q trình bắt mạch (chụp cắt lớp vi tính)
Shunting động mạch-tĩnh mạch rất thay đổi và độ hấp thụ dao động của máu tĩnh mạch là một thành phần chính của tiếng ồn trong q trình xung.
MS-7 này xác định SpO2 bằng cách truyền ánh sáng đỏ và hồng ngoại vào lớp mao quản và đo những thay đổi về hấp thụ ánh sáng trong chu kỳ dao động. Điốt phát sáng màu đỏ và hồng ngoại (đèn LED) trong cảm biến đo oxi đóng vai trị là nguồn sáng, điốt quang đóng vai trị như bộ tách sóng quang.
Máy đo oxy xung truyền thống giả định rằng tất cả các xung trong tín hiệu hấp thụ ánh sáng là do dao động trong lượng máu động mạch. Điều này giả định rằng dịng máu trong vùng của cảm biến đi hồn tồn qua lớp mao mạch chứ không phải qua bất kỳ màn chắn động mạch-tĩnh mạch nào. Máy đo oxy xung truyền thống tính tốn tỷ lệ giữa độ hấp thụ xung (AC) và độ hấp thụ trung bình (DC) ở mỗi bước sóng trong số hai bước sóng, 660 nm và 940 nm:
S (660) = AC (660) / DC (660) S (940) = AC (940) / DC (940)
Sau đó, cơng cụ truyền thống này sẽ tính tốn tỷ lệ của hai tín hiệu hấp thụ bổ sung xung động mạch này:
R = S (660) / S (940)
Giá trị R này được sử dụng để tìm SpO2 bão hịa trong bảng tra cứu được tích hợp trong phần mềm của thiết bị. Các giá trị trong bảng tra cứu dựa trên các nghiên cứu máu người với đồng hồ đo oxy trong phịng thí nghiệm trên những người tình nguyện trưởng thành khỏe mạnh trong các nghiên cứu về tình trạng thiếu oxy gây ra.
MS-7 này giả định rằng shunting động mạch-tĩnh mạch rất thay đổi và rằng độ hấp thụ dao động của máu tĩnh mạch là thành phần chính của tiếng ồn trong q trình xung. MS-7 phân tách S (660) và S (940) thành tín hiệu động mạch cộng với thành phần tiếng ồn và tính tốn tỷ lệ của tín hiệu động mạch khơng có tiếng ồn:
S (660) = S1 + N1 S (940) = S2 + N2 R = S1 / S2
Một lần nữa, R là tỷ số của hai tín hiệu hấp thụ cộng thêm xung động mạch và giá trị của nó được sử dụng để tìm SpO2 bão hịa trong một phương trình rút ra từ thực nghiệm vào phần mềm. Các giá trị trong phương trình rút ra theo kinh nghiệm dựa trên các nghiên cứu máu người so với đồng hồ đo oxy trong phịng thí nghiệm trên những người tình nguyện trưởng thành khỏe mạnh trong các nghiên cứu gây ra tình trạng thiếu oxy.
Các phương trình trên được kết hợp và một tham chiếu nhiễu (N ’) được xác định: N ’= S (660) - S (940) x R
Nếu khơng có tiếng ồn N ’= 0: thì S (660) = S (940) x R là mối quan hệ tương tự đối với máy đo oxy xung truyền thống.
Phương trình tham chiếu tiếng ồn dựa trên giá trị của R, giá trị đang được tìm kiếm để xác định SpO2. Phần mềm của công cụ này quét qua các giá trị có thể có của R tương ứng với giá trị SpO2 từ 1% đến 100% và tạo ra giá trị N ’cho mỗi giá trị R này. Các tín hiệu S (660) và S (940) được xử lý với mỗi tham chiếu nhiễu N 'có thể có thơng qua bộ hủy tương quan thích ứng (ACC) mang lại cơng suất đầu ra cho mỗi giá trị có thể có của R (tức là mỗi SpO2 có thể từ 1% đến 100 %). Kết quả là một biểu đồ Biến đổi bão hịa rời rạc (DST ™) của cơng suất đầu ra tương đối so với giá trị SpO2 có thể có như thể hiện trong hình sau, trong đó R tương ứng với SpO2 = 97%:
Hình 11-1 Đồ thị DST
Đồ thị DST có hai đỉnh: đỉnh tương ứng với độ bão hòa cao hơn được chọn làm giá trị SpO2. Tồn bộ trình tự này được lặp lại hai giây một lần trên bốn giây dữ liệu thơ gần đây nhất. Do đó, giá trị SpO2 tương ứng với mức trung bình chạy của độ bão hòa hemoglobin động mạch được cập nhật hai giây một lần.