پالس اکسیمتر چیست؟ کاربردها و نحوه کار با دستگاه پالس اکسیمتر

پالس اکسیمتر چیست؟

پالس اکسیمتر یک آزمایش بدون درد است که سطح اشباع اکسیژن خون را اندازه گیری می کند. بوسیله این آزمایش می توانید به سرعت حتی تغییرات کوچک در سطح اکسیژن خون را تشخیص دهید. این نتایج نشان می‌دهند که خون چه میزان اکسیژن را از طریق قلب به دورترین اندام‌های بدن ، مانند دست‌ها و پاها، منتقل می‌کند.

پالس اکسیمتر یک دستگاه کوچک و همانند گیره می باشد که به قسمتی از بدن و معمولاً به انگشت دست متصل می شود. پزشکان معمولا از این دستگاه در مراقبت های ویژه مانند اتاق های اورژانس یا بیمارستان ها استفاده می کنند. همچنین متخصصان ریه، در مطب از این دستگاه استفاده می کنند. از دستگاه پالس اکسیمتر حتی می توانید در خانه استفاده کنید بخصوص بعد از همه گیری بیماری کرونا (COVID-19) که استفاده از این دستگاه را در منازل به یک امر ضروری تبدیل نمود.

 

هدف و موارد استفاده از پالس اکسیمتر

هدف استفاده از پالس اکسیمتر یا دستگاه اندازه گیری اکسیژن خون این است که مشخص شود آیا خون شما به میزان لازم اکسیژن دارد یا خیر. پزشکان می توانند از پالس اکسی متر برای نظارت و بررسی سلامت افراد مبتلا به بیماری های تنفسی ، کرونا و همچنین بیماری های خاص دیگر که بر سطح اکسیژن خون تأثیر می گذارد به خصوص در زمانی که بیمار در بیمارستان بستری می باشد استفاده کنند.

 

موارد استفاده از پالس اکسیمتر می تواند شامل بیماری های زیر باشد:

 

• بیماری انسداد مزمن ریه (COPD)
• آسم
• پنومونی
• سرطان ریه
• کم خونی
• حمله قلبی یا نارسایی قلبی
• بیماری قلبی مادرزادی

 

دلایل استفاده پزشکان از پالس اکسیمتر می تواند شامل موارد زیر باشد:

 

• ارزیابی میزان عملکرد یک داروی جدید برای ریه
• ارزیابی اینکه آیا کسی برای تنفس نیاز به کمک دارد یا خیر
• ارزیابی میزان مفید بودن ونتیلاتور
• نظارت بر سطح اکسیژن در طول یا بعد از اعمال جراحی که نیاز به دریافت داروی آرام بخش دارند
• تعیین اینکه آیا فردی به اکسیژن درمانی مکمل نیاز دارد یا خیر
• تعیین اینکه اکسیژن درمانی مکمل چقدر موثر است، به خصوص زمانی که درمان جدید باشد
• ارزیابی توانایی فردی برای تحمل افزایش فعالیت بدنی و ورزش
• ارزیابی اینکه آیا فردی به‌طور لحظه‌ای تنفس در هنگام خواب متوقف می‌شود – مانند موارد آپنه خواب – در طول زمان خواب

 

نحوه کار با دستگاه پالس اکسی متر

دستگاه پالس اکسیمتر برای تمامی بیماران بستری و سرپایی قابل استفاده و مفید می باشد. حتی طبق نظر پزشک ممکن است به شما توصیه کند که یک پالس اکسیمتر برای استفاده خانگی داشته باشید بخصوص برای بیماران کرونا ، که موجب درگیری شدید ریه می شود و سنجش میزان اکسیژن خون در طول روز و دریافت اکسیژن می تواند به عدم پیشرفت بیماری کمک چشمگیری کند.

 

برای استفاده از پالس اکسیمتر، باید موارد زیر را در نظ داشته باشید:

 

• اگر از انگشت دست برای انجام آزمایش استفاده می نمایید ، ابتدا هر گونه جواهرات یا لاک ناخن انگشت خود را بردارید و پاک نمایید.
• برای انجام آزمایش باید دست ها گرم و بصورت آرام در زیر سطح قلب قرار گرفته باشد.
• دستگاه را می توانید بر روی انگشت دست، لاله گوش یا پا قرار دهید.
• دستگاه تا زمانی که به بدن متصل باشد روشن می ماند تا نبض و میزان اشباع اکسیژن خود را کنترل کنید.
• پس از پایان تست، دستگاه را از بدن جدا کنید.

 

پالس اکسیمتر، از طریق عبور پرتوهای کوچکی از نور در خون موجود در انگشت شما میزان اکسیژن را اندازه گیری می کند. به گفته بنیاد ریه بریتانیا، پالس اکسی متر این کار را با اندازه گیری تغییرات در جذب نور در خون اکسیژن دار یا بدون اکسیژن انجام می دهد. این آزمایش یک فرآیند بدون درد است. پالس اکسی متر می تواند میزان اشباع اکسیژن خون را همراه با ضربان قلب به شما بگوید.

فیلم معرفی و آموزش استفاده از دستگاه پالس اکسیمتر

 

تفسیر اعداد روی پالس اکسیمتر

تست پالس اکسیمتری تخمینی از سطح اکسیژن خون می باشد، اما معمولا دقیق هستند. این دقت به ویژه در هنگام استفاده از دستگاه پالس اکسیمتر با کیفیت بالا که در اکثر مطب های پزشکی یا بیمارستان ها موجود است صادق می باشد. با استفاده از این دستگاه ها، متخصصان پزشکی می توانند آزمایشات را با دقت انجام دهند.

 

سازمان غذا و دارو (FDA) اعلام می کند که پالس اکسیمترهای مورد استفاده باید نتایج را در محدوده دقت 4 تا 6 درصد ارائه دهند. انجمن قفسه سینه آمریکا که از منابع معتبر می باشد اعلام می کند که معمولاً بیش از 90 درصد خون شما باید دارای اکسیژن باشد. این سطح اشباع اکسیژن مورد نیاز برای حفظ سلامت سلول های شماست. اشباع اکسیژن کمتر از این مقدار (90 درصد) به طور موقت ممکن است باعث آسیب نشود. اما موارد مکرر یا مداوم کاهش سطح اشباع اکسیژن می تواند مضر باشد. میزان اشباع اکسیژن 95 درصد برای اکثر افراد سالم معمولی در نظر گرفته می شود. میزان اکسیژن 92 درصد یا پایین‌تر می‌تواند نشان‌دهنده هیپوکسمی بالقوه باشد که سطح بسیار پایین اکسیژن در خون است.

 

عوامل مختلفی می توانند بر روی خوانش و نتیجه آزمایش تاثیر بگذارند، از جمله رنگ پوست فرد. گزارشی در سال 2020 دقت تست های پالس اکسیمتر و اندازه گیری گازهای خون در بیماران سیاه و سفید را در تشخیص هیپوکسمی مقایسه کرد. محققان دریافتند که در میان بیماران سیاه پوست، سه برابر موارد آزمایش پالس اکسیمتر وجود دارد که در تشخیص هیپوکسمی مخفی، زمانی که اندازه گیری گاز خون این کار را انجام می دهد، شکست خورده است. آزمایش هایی مانند این بدون در نظر گرفتن تنوع رنگ پوست ایجاد شدند. نویسندگان به این نتیجه رسیدند که برای درک و اصلاح این تعصب نژادی به تحقیقات بیشتری نیاز است.

 

نرمال: سطح طبیعی اکسیژن ABG برای ریه های سالم بین 80 تا 100 میلی متر جیوه (mmHg) می باشد. میزان طبیعی برای سطح اکسیژن خون شما (SpO2) معمولاً بین 95 تا 100 درصد است. با این حال، در COPD یا سایر بیماری های ریوی، این میزان ممکن است مورد نظر نباشد و بستگی به نظر پزشک شما دارد که چه میزانی برای شرایط خاص شما طبیعی است. برای مثال، برای افراد مبتلا به COPD (بیماری انسداد مزمن ریه) شدید غیر معمول نیست که سطح پالس اکسیمتر (SpO2) خود را بین 88 تا 92 درصد حفظ کنند.

 

پایین تر از حد طبیعی: سطح اکسیژن خون کمتر از حد طبیعی را هیپوکسمی می نامند. هیپوکسمی اغلب باعث نگرانی است. هر چه سطح اکسیژن کمتر باشد، هیپوکسمی شدیدتر است. این میزان می تواند منجر به عوارض در بافت و اندام های بدن شود. به طور معمول، خواندن PaO2 زیر 80 میلی متر جیوه یا پالس اکسیمتر (SpO2) زیر 95 درصد کم در نظر گرفته می شود. بسته به شرایط و بیماری شما مهم است که بدانید چه چیزی برای شما طبیعی است، به خصوص اگر یک بیماری مزمن ریوی دارید. در این موارد پزشک شما می تواند تعیین کند که چه محدوده ای از سطوح اکسیژن برای شما قابل قبول است.

 

بالاتر از حد طبیعی: اگر تنفس بیمار بوسیله کپسول اکسیژن یا دستگاه اکسیژن ساز باشد، بالا رفتن سطح اکسیژن ممکن است اتفاق بیافتد. این را می توان در ABG تشخیص داد.

 

اگر میزان اکسیژن شما خیلی کم باشد چه اتفاقی می افتد؟

هنگامی که سطح اکسیژن خون شما از میزان معمولی خارج می شود، ممکن است علائم زیر را تجربه کنید:

 

• تنگی نفس
• درد قفسه سینه
• گیجی
• سردرد
• ضربان قلب سریع
• اگر سطح اکسیژن خون شما پایین باشد، ممکن است علائم سیانوز یا کبودی را نشان دهید. علامت مشخصه این بیماری تغییر رنگ آبی در بستر ناخن، پوست و غشاهای مخاطی شما است.

 

سیانوز (کبودی) یک مورد اورژانسی در نظر گرفته می شود. اگر علائم گفته شده در بالا را دارید، ضمن دریافت اکسیژن بوسیله کپسول اکسیژن باید فورا به پزشک یا بیمارستان مراجعه نمایید. سیانوز می تواند منجر به نارسایی تنفسی شود که می تواند تهدید کننده زندگی باشد.

 

نحوه تنظیم سطح اکسیژن خون

اگر سطح اکسیژن خون شما خیلی پایین است، ممکن است نیاز به بالا بردن اشباع اکسیژن داشته باشید. این بالا بردن با اکسیژن مکمل که شامل کپسول اکسیژن یا دستگاه اکسیژن ساز می باشد انجام می شود. اکسیژن مکمل خانگی یک دارو در نظر گرفته می شود و  معمولا پزشک باید آن را تجویز کند. پیروی از توصیه های خاص پزشک در مورد نحوه استفاده از کپسول اکسیژن یا دستگاه اکسیژن ساز برای جلوگیری از عوارض بسیار مهم است.

 

چه چیزی باعث پایین آمدن سطح اکسیژن خون می شود؟

مواردی که می تواند بر سطح اکسیژن خون شما تأثیر منفی بگذارد عبارتند از:

 

• COPD، از جمله برونشیت مزمن و آمفیزم
• سندرم دیسترس تنفسی حاد
• آسم
• ریه فرو ریخته
• کم خونی
• نقص مادرزادی قلب
• بیماری قلبی
• آمبولی ریه

موارد اشاره شده در بالا ممکن است از تنفس معمولی و به اندازه هوای حاوی اکسیژن و بازدم دی اکسید کربن توسط ریه های شما جلوگیری کند. به همین ترتیب، اختلالات خونی و مشکلات سیستم گردش خون شما ممکن است مانع از دریافت اکسیژن و انتقال آن به سراسر بدن شود.  هر یک از این مشکلات یا اختلالات می تواند منجر به کاهش میزان اشباع اکسیژن شود. با کاهش سطح اکسیژن، ممکن است علائم هیپوکسمی را تجربه کنید.

افرادی که سیگار می کشند ممکن است نبض بالایی داشته باشند. سیگار کشیدن باعث تجمع مونوکسید کربن در خون شما می شود. دستگاه پالس اکسیمتر نمی تواند تفاوت بین گاز مونوکسید کربن و اکسیژن را تشخیص دهد. اگر سیگار می کشید و نیاز به دانستن سطح اکسیژن خون خود دارید، ABG (گازهای خون شریانی) ممکن است تنها راه برای دریافت دقیق خواندن تست باشد.

 

خط پایین

اکثر مردم نیازی به نظارت منظم بر سطح اکسیژن خون خود ندارند. معمولاً از افرادی که مشکلات سلامتی دارند و باعث کاهش اکسیژن می شوند خواسته می شود که سطح آنها را بررسی کنند. حتی در این صورت، روش پالس اکسیمتری کمتر تهاجمی اغلب به اندازه یک ABG تهاجمی مفید است.

اگرچه دارای حاشیه خطا است، اما قرائت پالس ox معمولاً به اندازه کافی دقیق است. اگر پزشک شما نیاز به اندازه گیری دقیق تری داشته باشد، می تواند با آزمایش ABG پیگیری کند.

 

پالس اکسیمتر چگونه کار می کند؟

پالس اکسیمتر تخمین سریع اشباع اکسیژن محیطی را ارائه می دهد و داده های بالینی ارزشمندی را به روشی بسیار کارآمد، غیر تهاجمی (بدون درد) و راحت ارائه می دهد.

شکل 1: نمونه ای از یک پالس اکسیمتر

اندازه‌گیری‌ مقدار اکسیژن خون به سادگی با تابش دو طول موج نور (یک پرتو قرمز مرئی و دیگری یک پرتو مادون قرمز نامرئی) از ساطع‌کننده‌های LED که در داخل دستگاه در یک طرف نوک انگشت تنظیم شده‌اند، به دست می‌آیند.

با اندازه‌گیری مقدار نوری که از نوک انگشت عبور کرده است و سپس استنباط مقدار جذب شده توسط اکسیژن در خون، میزان اشباع اکسیژن ایجاد می‌شود و مقدار اکسیژنی که خون حمل می کند بر روی صفحه نمایش به صورت درصد نمایش داده می‌شود.

مانیتور پالس اکسی‌متر یا SATs به دنبال تغییرات جزئی در جذب است، زیرا خون با ضربان قلب از محل اندازه‌گیری پمپ می‌شود، بنابراین انتخاب مکانی با نبض قوی مهم است. نبض ضعیف یا جریان خون محدود ممکن است توانایی اکسی متر را برای به دست آوردن اندازه گیری های دقیق محدود کند.

به همین ترتیب، معرفی پالس های کاذب خون، مانند حرکت شدید محل اندازه گیری، می تواند به همان اندازه بر عملکرد اکسی متر تأثیر بگذارد. مهم است که بدانید اکسی متر چه کاری انجام می دهد تا اطمینان حاصل شود که بهترین بهره را از دستگاه خود می برید.

 

هموگلوبین (Hb) همکاری مثبتی را نشان می دهد.

• هنگامی که یک مولکول O2 به یکی از چهار محل اتصال هموگلوبین متصل می شود، میل ترکیبی به اکسیژن سه محل اتصال در دسترس باقی مانده افزایش می یابد. یعنی اکسیژن ، بیشتر به هموگلوبین متصل به یک اکسیژن متصل می شود تا به هموگلوبین غیر متصل.
• این ویژگی منجر به منحنی تفکیک اکسیژن سیگموئیدی می شود که امکان بارگیری سریع تر مولکول های اکسیژن در محیط های غنی از اکسیژن (مانند مویرگ های آلوئولی ریه ها) و تخلیه آسان تر در محیط های دارای کمبود اکسیژن (یعنی بافت های فعال متابولیکی) را فراهم می کند.

 

شکل 2: انیمیشنی که پیکربندی اکسیژن دار و بدون اکسیژن مولکول هموگلوبین را نشان می دهد.

 

هموگلوبین از 4 زیر واحد (2 آلفا، 2 بتا در بزرگسالان) تشکیل شده است و به دو شکل وجود دارد:

 

• Taut (T): فرم بدون اکسیژن با میل ترکیبی کم برای O2، بنابراین باعث آزادسازی / تخلیه O2 می شود.
• Relaxed (R): فرم اکسیژن دار با میل ترکیبی بالا برای O2، بنابراین بارگذاری اکسیژن مطلوب است.
• پیکربندی های T و R منجر به جذب الکترومغناطیسی متفاوت و در نتیجه انتشار متفاوت نور می شود.

 

پالس اکسیمترها بر اساس این اصل جذب و انتشار نور مختلف پیکربندی‌های T و R عمل می‌کنند.

 

• پالس اکسیمتر از یک پردازنده الکترونیکی و یک جفت دیود ساطع کننده نور کوچک (LED) استفاده می کند که به وسیله یک فوتودیود از طریق قسمت نیمه شفاف بدن بیمار (معمولاً نوک انگشت یا لاله گوش) عبور می کند.
• یک LED قرمز با طول موج 660 نانومتر و دیگری مادون قرمز با طول موج 940 نانومتر است.
• جذب نور در این طول موج ها بین خون پر از اکسیژن و خون فاقد اکسیژن به طور قابل توجهی متفاوت است.
• هموگلوبین اکسیژن دار نور مادون قرمز بیشتری را جذب می کند و به نور قرمز بیشتری اجازه عبور می دهد.
• هموگلوبین بدون اکسیژن اجازه عبور نور مادون قرمز بیشتری را می دهد و نور قرمز بیشتری را جذب می کند.

 

شکل 3: جذب هموگلوبین اکسی و دی اکسی

 

• ال ای دی ها در طول چرخه خود به ترتیب حدود 30 بار در ثانیه یکی روشن، سپس دیگری و سپس هر دو خاموش می شوند.
• مقدار نوری که منتقل می شود (به عبارت دیگر جذب نمی شود) اندازه گیری می شود.
• این سیگنال ها در طول زمان در نوسان هستند زیرا مقدار خون شریانی موجود با هر ضربان قلب افزایش می یابد (به معنای واقعی کلمه نبض می زند).
• با کم کردن حداقل نور عبوری از پیک نور ارسالی در هر طول موج، اثرات سایر بافت ها برای اندازه گیری تنها خون شریانی اصلاح می شود.
• سپس نسبت اندازه گیری نور قرمز به اندازه گیری نور مادون قرمز توسط پردازنده (که نشان دهنده نسبت هموگلوبین اکسیژن به هموگلوبین بدون اکسیژن است) محاسبه می شود.
• سپس این نسبت توسط پردازنده از طریق جدول جستجو بر اساس قانون بیر-لامبرت به SpO2 تبدیل می شود.

 

فوتوپلتیزوموگرافی:

 

• یک ابزار مهم برای خواندن میزان اکسیژن خون ، ردیابی پلتیسموگرافی یا “پلت” است که اندازه گیری تغییرات حجمی مرتبط با جریان خون شریانی ضربانی است.
• تناقض یا تغییر شکل ممکن است منجر به تغییر در مقدار محاسبه شده دستگاه پالس اکسیمتر شود که به همین دلیل باعث خواندن مصنوعی میزان اکسیژن خون بالا یا پایین می شود.
• بنابراین، پلتیزوموگرافی قابلیت اطمینان اشباع اکسیژن محاسبه شده را تضمین می کند.

 

شکل 4: PPG نمونه گرفته شده از یک پالس اکسیمتر گوش. تنوع در دامنه از تغییرات ناشی از تنفس است.

 

نکات تفسیری

• • برای اطمینان از این قابلیت، پلتیزوموگراف را همیشه همراه با خواندن میزان اکسیژن خون ارزیابی کنید.
  • اشباع اکسیژن که توسط پالس اکسی متر تعیین می شود با استفاده از نسبت Oxy-Hb/Deoxy-Hb محاسبه می شود.
  • این محاسبه یک داده مفید برای تعیین اینکه آیا بیمار قادر به انتقال اکسیژن به جریان خون است یا خیر است، با این حال 100% اشباع روی پالس اکسیمتر تضمین نمی کند که بافت ها به اندازه کافی اکسیژن دارند.
  • هموگلوبین به طور معمول می تواند تقریباً 1.34 میلی لیتر O2/g Hb و هموگلوبین طبیعی 15 گرم در دسی لیتر را متصل کند و ظرفیت اتصال O2 را در صورت اشباع 100٪ تقریباً 20 میلی لیتر O2/dL خون می کند.
    • هنگامی که غلظت هموگلوبین کاهش می یابد، مقدار اکسیژن کل خون کاهش می یابد، اما هیچ تغییری در اشباع اکسیژن وجود ندارد، از این رو اکسی متری آزمایش موثری برای ارزیابی کم خونی نیست.
    • به عنوان مثال، در یک بیمار با هموگلوبین معمولی، اما با غلظت هموگلوبین 8 گرم در دسی لیتر، ظرفیت اتصال اکسیژن تقریباً 10.7 میلی لیتر اکسیژن / دسی لیتر است. اساساً نیمی از مقدار اکسیژن در حال تحویل است، اما میزان اکسیمتر ممکن است هنوز 100٪ باشد.

• • به طور مشابه، اگر بیمار دارای مولکول های هموگلوبین غیرطبیعی باشد، مانند آنمی سلول داسی که منحنی تفکیک اکسیژن به سمت راست جابجا شده است، پالس اکسیمتری معیار ضعیفی برای هیپوکسمی است و ممکن است منجر به تشخیص بیش از حد و درمان بیش از حد شود.

• • • بنابراین، تعیین گازهای خون شریانی PaO2 و SaO2 در بیماران با منحنی تفکیک هموگلوبین غیرطبیعی بسیار دقیق تر است.
  • پالس اکسیمترها اغلب در نواحی پوست نازک مانند لاله گوش یا نوک انگشت اعمال می شوند.
    • لاک ناخن و حتی انواع مختلف رنگدانه های پوست ممکن است نتایج پالس اکسیمتر را منحرف کند.

• • در بیمار مبتلا به کربوکسی هموگلوبین (مثل مسمومیت با مونوکسید کربن) یا متهموبلوبینمی (یعنی هموگلوبین با اتم آهن اکسید شده که منجر به افزایش اتصال اکسیژن و کاهش تخلیه می شود)، این هموگلوبین غیرطبیعی دارای طیف جذبی مشابه زمانی است که اکسیژن در پیکربندی R محدود می شود.

• • بنابراین، پالس اکسی متر ممکن است اشباع بالا را به دلیل تعداد زیاد هموگلوبین در پیکربندی R گزارش کند، اما در واقع بافت ها اکسیژن کافی دریافت نمی کنند.

 

خلاصه

 

• پالس اکسیمتری یک ابزار غیر تهاجمی (بدون درد) ارزشمند است که داده‌هایی را در مورد درصد مولکول‌های هموگلوبین بارگذاری شده با اکسیژن در خون شریانی در بیماران با منحنی‌های تفکیک اکسیژن طبیعی ارائه می‌کند.
• آگاهی از ارزش، تفاوت‌های ظریف و کاستی‌های پالس اکسیمتری به پزشک این امکان را می‌دهد تا وضعیت واقعی اکسیژن‌رسانی بافتی بیمار را بهتر درک کند و برای تصمیم‌گیری در مورد درمان آمادگی بیشتری داشته باشد.
• در بیمارانی که ساختار هموگلوبین غیرطبیعی، سطوح هموگلوبین غیرطبیعی یا هموگلوبین غیرطبیعی متصل به مولکول های دیگر مانند CO دارند، پالس اکسیمتری نمایش دقیقی از اکسیژن رسانی نیست.