Метод позволяет определить степень поглощения мощности световой волны, обусловленной увеличенным кровенаполнением ткани после завершения систолы и уменьшенным во время диастолы. А поскольку в конце систолы в микрососудах преобладает артериальная кровь, то имеются все основания утверждать, что оксиметр регистрирует сатурацию именно артериальной крови. Пульсирующая кривая, отражающая изменение кровенаполнения микрососудов, носит название фотоплетизмограммы (ФПГ).
Очевидно, что аналогичным способом можно определить и наполнение пульса для красного канала, но в силу ряда причин на практике используют для этого инфракрасный канал. Реально величина N меняется от 10% до 0.1-0.05%, причем величина 0.1%, как правило, выбирается за минимальное пороговое значение, при котором пульсоксиметр еще будет нормально работать.
Иногда сигналы пульсовых волн U1, U3 выделяют для дополнительного усиления и фильтрации.
Сигналы преобразуются аналого-цифровым преобразователем (АЦП) в числовые значения и используются процессором для расчета величин SpO , наполнения и частоты пульса.
Фотодиод датчика имеет нелинейную характеристику преобразования «свет-фототок», поэтому для исключения ошибок измерения, связанных с разной величиной сигналов, необходимо сигналы красного и инфракрасного света выравнивать по амплитуде. Это достигается путем регулирования излучаемой мощности по каждому каналу.
Нами описан наиболее типичный способ построения пульсоксиметра, по которому с теми или иными вариациями создается большинство приборов.
В некоторых современных пульсоксиметрах часть выше описанных функций может быть реализована в цифровом виде. Это стало возможным благодаря появлению недорогих аналого-цифровых преобразователей высокой разрядности и высокопроизводительных сигнальных процессоров.
В пульсоксиметрах «Osimed 2100» использована фирменная технология Dolphin ONE™, которая позволяет устранить отдельные узлы типичного пульсоксиметра (преобразователи «сила тока/напряжение», предусилители, фильтры, аналого-цифровой преобразователь и другие компоненты, присущие традиционным пульсоксиметрам). А это позволяет существенно уменьшить размер электронных компонентов, а также снизить электропотребление.
Резюмируя изложенные выше материалы, еще раз подчеркнем, что в современных пульсоксиметрах используется импульсная двухволновая технология. Газовый анализ обеспечивается красным и инфракрасным спектром света, различно поглощающимся оксигемоглобином и восстановленным (дезокси-) гемоглобином. Принимается допущение, что поглощение этих волн тканями, окружающими сосуд и стенки самого сосуда у конкретного человека, — величина постоянная, которая легко может быть учтена при расчетах. Поэтому разница в наполнении капилляров в начале и конце систолы (амплитуда пульсовой волны) может быть использована для расчета как сатурации крови, так и частоты сердечных сокращений.
Однако эту концепцию нельзя считать идеальной.
Во-первых, потому, что помимо окси- и дезоксигемоглобина в крови находятся, еще другие фракции гемоглобина (карбоксигемоглобин, метгемоглобин), не участвующие в кислородтранспортной функции крови, но имеющие близкие спектральные характеристики. В большинстве случаев они не оказывают существенного влияния на точность измерения сатурации крови, поскольку присутствуют в незначительных концентрациях. Однако при отравлениях окисью углерода или цианидами, а также при приеме некоторых лекарственных препаратов концентрация карбокси- и метгемоглобина может многократно возрасти и существенно повлиять на точность измерения Sp02, не говоря уже о том, что в этих ситуациях значительно страдает кислородтранспортная функция крови.
Во-вторых, имеются некоторые спектральные особенности гемоглобина в зависимости от расовой принадлежности и возраста (например, фетальный гемоглобин у младенцев).
В-третьих, в крови могут появиться другие эндогенные (билирубин) или экзогенные (метиленовая синь, индоциан зеленый) красители, которые также могут конкурировать с гемоглобином и оксигемоглобином.
Имеются и другие причины, влияющие на точность измерения:
• влияние на датчик окружающего освещения,
• наводки от действия другой электрической аппаратуры,
• малое кровенаполнение в области расположения датчика и др.
