אוקסימטר

אוקסימטר (באנגלית: Pulse oximeter – מד רִוְיוֹן חמצן בדם) הוא מכשיר רפואי לא חודרני, המשמש למדידת רמת ריווי החמצן בדם (או סטורציה), ולרוב גם מודד את קצב פעימות הלב. לרוב, מניחים את המכשיר על אחת מאצבעות הנבדק, אולם קיימים מכשירים המודדים את רמת ריווי החמצן בתנוך האוזן, על המצח, או במקומות נוספים בגוף. אצל אדם רוויון החמצן התקין הוא 95%–100%. ריווי מתחת ל-90% מוגדר כהיפוקסמיה, וריווי מתחת ל-80% מהווה סכנה בריאותית ויכול להוביל לנמק. לבד מניטור רמת החמצן הרווי והדופק בבני אדם, קיימים מכשירים דומים לטיפול בבעלי חיים. המכשירים נמצאים בשימוש גם אצל ספורטאים וטייסים. ב-1864 גילה ג'ורג' גבריאל שההמוגלובין הוא נשא החמצן בדם. ב-1876 קארל וון וירורדט השתמש במקור אור כדי להבדיל דם רווי בחמצן במלואו מדם אשר אינו רווי במלואו. ב-1943 האוקסימטר המקורי נעשה על ידי גלן אלן מיליקן אך היה קשה ליישום בגלל תאי פוטו ומקורות אור לא יציבים (כיום אין שימוש קליני בשיטה זו). ב-1941 נעשה לראשונה שימוש ב"מבחן אוקסימטריה" כדי לזהות את תהליך קבלת קריאת הסטורציה באמצעות פלס אוקסימטר. בשנות ה-40 של המאה ה-20 מבחני אוקסימטריה הצילו טייסים במלחמת העולם השנייה, ובעזרתם הצליחו להבין שישנו מחסור בלחץ בתא הטייס. ב-1970 הפכה האוקסימטריה לישימה וזמינה לשימושים קליניים. בשנות ה-80 של המאה ה-20 הפכו האוקסימטרים להיות בעלי ממדים קטנים, קלים יותר לשימוש, ומחירם צנח. ב-1995 הופיעו לראשונה בשוק פולס-אוקסימטרים לאצבע. מדידת חמצן באופן אישי וביתי הפכה קלה וישימה. הפולס אוקסימטר (מד דופק וריווי חמצן משולב) כולל משדר ובו שתי דיודות פולטות אור (LED): אחת פולטת קרן אור אחת באורך גל של אינפרא-אדום קרוב (940 ננומטר) והשנייה קרן אור באורך גל של 660 ננומטר. קרני האור האלו חודרות דרך הרקמה החיה (אצבע או איבר אחר) אשר בה זורם דם עורקי ומנצלות את ההבדלים בין ספקטרומי הבליעה השונים של האוקסיהמוגלובין לעומת ההמוגלובין הלא מחומצן. האוקסיהמוגלובין (המוגלובין מחומצן) בולע בעיקר קרינה אדומה ולא בולע כמעט קרינת אינפרא-אדומה, ואילו ההמוגלובין הלא מחומצן בולע יותר קרינה אינפרא-אדומה ופחות קרינה אדומה רגילה (ראו את הגרף באיור שבצד). המדידה מתבצעת בתדירות של 30 מחזורים לשנייה, כאשר כל מחזור כולל מדידה שבה רק הקרן האינפרא-אדומה דולקת, מדידה שבה רק הקרן האדומה דולקת ומדידה שבה שתיהן כבויות. הקרניים מגיעות לצד השני של האוקסימטר ושם חיישן מודד כמה עוצמת אור עברה בכל אורך גל. את העוצמה המתקבלת מנרמלים בטרם העיבוד, למשל על ידי הסרת קרינת רקע (הנמדדת כאשר שתי הקרניים של ה-LED־ים כבויות). העוצמה גם משתנה בזמן כאשר הגורם העיקרי לכך הוא הדופק (בזמן הסיסטולה יש יותר דם בעורקים). המידע שהחיישן מקבל על צבע הדם העורקי, מעובד על ידי נוסחה באמצעות מעבד וסדרת מעגלים חשמליים ומוצג על גבי המכשיר. מחשבים את ההפרש בין הקרניים ומקבלים את ריווי החמצן בדם הפריפריאלי SpO2. יש מתאם טוב מאוד בין גודל זה לבין ריווי החמצן בעורקים SaO2 שהוא הגודל שאותו רוצים למדוד ומעניין את הרופא. בשל מתאם זה, מדידת SpO2 טובה לכמעט כל צורך מעשי. לדוגמה: 180 גרם% המוגלובין נהדף על ידי אורך הגל האדום, ו-280 גרם% נהדף על ידי אורך גל תת-אדום, זאת אומרת שכמות ההמוגלובין עם קשר חמצן הוא 100 (ההפרש ביניהם).[דרושה הבהרה] בגלל היכולת לספק ערכי רוויה רציפים ומיידים של חמצן, אוקסימטרים לדופק הם בעלי חשיבות קריטית ברפואת חירום והם גם שימושיים מאוד עבור חולים עם בעיות נשימה או לב, במיוחד COPD, או לאבחון של כמה הפרעות שינה כגון דום נשימה ועוד. על אף נוחיות המכשיר הוא אינו מהווה תחליף לבדיקות מעבדה מעמיקות יותר אשר מצביעות על מדדים כגון: רמות פחמן דו-חמצני, רמת חומציות בדם, או ריכוז ביקרבונט (HCO3). קריאה שגויה עשויה לקרות עקב מגוון תרחישים כדוגמת מכשיר זול ולא אמין, גפה קרה, הרעלת ציאניד או CO, עור עבה מאוד, לק או לכלוך על הציפורן או גם רעידות וצמרמורות שעשויות לשבש את דיוק המכשיר. קפנוגרפיה מדיה וקבצים בנושא אוקסימטר בוויקישיתוף האוקסימטר באתר פי-מדיקל השימוש באוקסימטר לילוד אחרי לידה באתר ארגון המיילדות בישראל זיו צח, מנהל קבוצת טכנולוגיות רפואיות ומדעיות בפייסבוק, ‏תולדות המכשיר הרפואי המהפכני: פאלס אוקסימטר, באתר "הידען", 8 ביוני 2015 Pulse Oximeters; An Amazing Use of Light, סרטון בערוץ "Technology Connections", באתר יוטיוב (אורך: 12:45) מַד רִוְיוֹן חַמְצָן במילון רפואה – אורולוגיה ועוד (תשס"ז), באתר האקדמיה ללשון העברית