Պուլսօքսիմետր

**Պուլսօքսիմետր**, սարք, որը չափում է արյան թթվածնի մակարդակը՝ առանց արյան նմուշ վերցնելու։ Արյան թթվածնով հագեցման (սատուրացիա, SpO2) ցուցանիշը համեմատած ավելի ճշգրիտ՝ արյան գազային կազմի միջոցով թթվածնի չափման՝ տարբերվում է մինչև 2% ճշգրտությամբ (95% դեպքերում՝ 4%-ով)։

Ստանդարտ պուլսօքսիմետրը երկու տարբեր լույսի ալիքներ է փոխանցում հյուսվածքների միջով դեպի ֆոտոդետեկտոր։ Այն օգտագործում է զարկերակային արյան պուլսացվող հոսքը, որպեսզի տեսնի, թե սրտի յուրաքանչյուր զարկի ժամանակ որքան լույս է կլանում զարկերակային արյունը և թույլ է տալիս չհաշվարկել այն լույսը, որը կլանվում է երակային հոսքից, մաշկից, ոսկորներից, մկաններից։ Երկու տարբեր լույսի ալիքներով չափում են, թե որքան է արյան մեջ թթվածնով հարուստ և թթվածնով աղքատ հեմոգլոբինը ու դրանց հարաբերությունից հաշվարկվում է, թե որ տոկոսն է կապված հեմոգլոբինի հետ։ Ամենատարածված մեթոդը կոչվում է փոխանցման (տրանսմիսիվ) պուլսօքսիմետրիա։ Այս մեթոդում սարքը լույս է ուղարկում հիվանդի մատին կամ ականջի ծայրին, իսկ մյուս կողմից՝ ֆոտոդետեկտորին։ Մատներն ու ականջի ծայրերը իրենց չափերի համեմատ ավելի շատ արյուն ունեն, որը անհրաժեշտ է մարմինը տաք պահելու համար, բայց հիպոթերմիայով հիվանդների մոտ սա կարող է բացակայել։ Այլ հարմար տեղեր են՝ երեխաների ոտքը կամ անգիտակից հիվանդի այտը և լեզուն։

Անդրադարձնող պուլսօքսիմետրերն ավելի քիչ տարածված այլընտրանքային մեթոդ է, որի դեպքում լույսի աղբյուրն ու դետեկտորը տեղադրված են նույն մակերեսին։ Ի տարբերություն ստանդարտ սարքերի՝ այս մեթոդը չի պահանջում մարմնի բարակ հատված (օրինակ՝ մատ), ինչի շնորհիվ այն կարելի է կիրառել մարմնի գրեթե ցանկացած մասում, օրինակ՝ ճակատին, կրծքավանդակին կամ ոտնաթաթին։

Այնուամենայնիվ, այս մեթոդն ունի իր թերությունները։ Գլխի հատվածում անոթների լայնացումը և երակային արյան կուտակումը (երբ արյան հետհոսքը դեպի սիրտ դժվարացած է) կարող են ճակատի շրջանում առաջացնել թե՛ զարկերակային և թե՛ երակային անոթների միաժամանակյա պուլսացիա։ Որի արդյունքում կարող է ստացվել թթվածնի մակարդակի սխալ ցուցանիշներ։ Նման երևույթներ հաճախ դիտվում են վիրահատական անզգայացման ժամանակ կամ այն հիվանդների մոտ, որոնք գտնվում են Տրենդելենբուրգի դիրքում (երբ գլուխը մարմնից ցածր է)։

## Բժշկական կիրառություններ
մինի|Պուլսօքսիմետրի աշխատանքը սկսվում է սարքի զգայուն ցուցիչը մարդու մատին ամրացնելով։
Պուլսօքսիմետրը բժշկական սարք է, որը անուղղակիորեն չափում է արյան թթվածնի մակարդակը՝ առանց արյան նմուշ վերցնելու։ Այն նաև հետևում է մաշկում արյան ծավալի փոփոխություններին և ստեղծում է ֆոտոպլեթիզմոգրամ, որը կարող է օգտագործվել այլ տվյալներ ստանալու համար։ Պուլսօքսիմետրը կարող է միացվել բազմապարամետրային մոնիտորին։ Շատ մոնիտորներ նաև ցույց են տալիս պուլսի հաճախությունը։ Կան  մարտկոցով աշխատող պուլսօքսիմետրեր, որոնք նախատեսված են մեկ վայրից մեկ այլ վայր տեղափոխման համար, արյան թթվածնի մակարդակը որոշելու համար։

### Առավելություններ
Պուլսօքսիմետրը թույլ է տալիս պարբերաբար չափել արյան թթվածնի մակարդակը՝ առանց արյան նմուշ վերցնելու։ Իսկ արյան գազերի մակարդակը որոշվում է լաբորատորիայում։ Այս մեթոդը շատ օգտակար է այն վայրերում, որտեղ հիվանդի թթվածնի մակարդակը կարող է անսպասելիորեն փոխվել, օրինակ՝ ինտենսիվ թերապիայի, վիրահատության ժամանակ, կամ էլ շտապ օգնության բաժանմունքներում։ Կիրառվում է նաև՝ պարզելու համար, թե արդյոք հիվանդը լրացուցիչ թթվածնի կարիք ունի։

Պուլսօքսիմետրը չափում է թթվածնի մակարդակը արյան մեջ, ցույց չի տալիս, թե որքան թթվածին է օգտագործում հիվանդը։ Դա հասկանալու համար պետք է նաև չափել ածխաթթու գազի (CO2) մակարդակը։ Այն օգնում է հայտնաբերել շնչառական խնդիրները, բայց եթե հիվանդը օգտագործում է լրացուցիչ թթվածին, դա կարող է խանգարել հիպովենտիլացիայի հայտնաբերմանը։ Եթե հիվանդի ինքնազգացողությունը լավ է առանց լրացուցիչ թթվածնի, պետք չէ հավելյալ թթվածին, քանի որ դա կարող է ցույց տալ շնչառական խնդիրները։

Պուլսօքսիմետրի կիրառությունը շատ կարևոր է շտապ օգնության բժիշկների համար, քանի որ հեշտ է օգտագործել և անմիջապես ցույց է տալիս արյան թթվածնի մակարդակը։ Որի օգտագործումը  օգտակար է շնչառական կամ սրտային խնդիրներ ունեցող հիվանդների համար։ Հատկապես քրոնիկ շնչառական հիվանդությունները, ինչպիսիք են քրոնիկ օբստրուկտիվ շնչառական հիվանդությունը կամ որոշ քնի խանգարումներ, ինչպես ապնոեան և հիպոպնեան, ախտորոշելու համար։ Քնի օբստրուկտիվ ապնոեա ունեցող հիվանդների մոտ պուլսօքսիմետրիայի ցուցանիշները՝ հիմնականում 70%-90% միջակայքում է։

Պուլսօքսիմետրերի օգտագործումը շատ օգտակար է օդաչուների համար, հատկապես երբ նրանք թռչում են 10,000 ոտնաչափից (3,000 մ) բարձրության վրա՝ առանց օդանավի մեջ ճնշման կարգավորման, կամ 12,500 ոտնաչափից (3,800 մ) ավելի բարձր։ Պուլսօքսիմետրերը նաև օգտակար են լեռնագնացների և մարզիկների համար, որոնց թթվածնի մակարդակը կարող է նվազել բարձրություններում կամ վարժություններ կատարելու ժամանակ։ Որոշ պուլսօքսիմետրեր ունեն ծրագրեր, որը ցույց է տալիս հիվանդի արյան թթվածնի և անոթազարկի ցուցանիշները՝ հիշեցնելով արյան թթվածնի մակարդակը ստուգելու մասին։

Նոր տեխնոլոգիաների շնորհիվ հիվանդները կարող են իրենց արյան թթվածնի մակարդակը անընդմեջ հետևել առանց միացված լինելու մոնիտորին։

Պուլսօքսիմետրն օգնում է վաղ փուլերում հայտնաբերել հիպոքսիան COVID-19-ով հիվանդների մոտ, երբ հիվանդները ունենում են նորմալ ինքնազգացողություն և չեն զգում որևէ խնդիր, բայց նրանց արյան թթվածնի մակարդակը ցածր է։ Նվազած թթվածնի քանակը կարող է ցույց տալ, որ հիվանդը ունի ծանր COVID-19-ով առաջացած թոքաբորբ, որը կարող է պահանջել հավելալ թթվածնի քանակ։

### Անվտանգություն
Պուլսօքսիմետրիայով շարունակական մոնիտորինգը, որպես կանոն, անվտանգ է մեծամասնության համար մինչև 8 ժամ։ Երկարատև օգտագործումը որոշ հիվանդների մոտ կարող է առաջացնել այրվածքներ՝ ինֆրակարմիր լույսի ջերմությունից, որը կարող է հասնել մինչև 43&nbsp;°C։ Պուլսօքսիմետրերը երբեմն կարող են էլեկտրական խնդիրներ ունենալ, ինչի արդյունքում դրանք տաքանում են և ունենում են ավելի բարձր ջերմություն։ Ռիսկի խմբում են այն հիվանդները, ովքեր ունեն զգայուն կամ բարակ մաշկ, օրինակ՝ նորածիններ, հատկապես վաղաժամ ծնված երեխաներ և ծերեր։ Լրացուցիչ վտանգներ կարող են առաջացնել՝ ցավի ազդակին պատասղանելու դժվարությունը, այն ժամանակ երբ տեղադրվում է օրինակ՝ անզգայացած վերջույթներին, անգիտակից վիճակում լինելը կամ հաղորդակցման դժվարություններ ունենալը։ Ռիսկի խմբում գտնվող հիվանդները պետք է հաճախ փոխեն, օրինակ՝ յուրաքանչյուր ժամ, մինչդեռ քիչ ռիսկ ունեցողները պետք է այն փոխեն ամեն 2-4 ժամը մեկ։

## Սահմանապակումներ
### Հիմնական սահմանափակումներ
Պուլսօքսիմետրիան միայն չափում է հեմոգլոբինի սատուրացիան, բայց ցույց չի տալիս,  շնչառական համակարգի աշխատանքը։ Դա չի կարող փոխարինել լաբորատորիայում արյան գազերի թեստերին, քանի որ ցույց չի տալիս բազային դեֆիցիտը, ածխաթթու գազի մակարդակը, արյան թթվահիմնայնությունը կամ բիկարբոնատի մակարդակը։ Թթվածնի շրջանառությանը կարելի է հետևել արտաշնչած CO2-ի միջոցով, բայց սատուրացիան չի ցույց տալիս արյան մեջ թթվածնի իրական քանակը։ Արյան մեջ թթվածնի հիմնական մասը հեմոգլոբինն է, իսկ եթե կա անեմիա, արյունը հեմոգլոբինի քիչ քանակ ունի, ինչը նշանակում է, որ այն սատուրացված է, բայց չի կարող տանել բավական թթվածին։

Պուլսօքսիմետրիան չի կարող ամբողջությամբ ցույց տալ, թե արդյոք արյան մեջ թթվածնի պարունակությունը բավական է օրգանիզմին։ Եթե արյան հոսքը կամ հեմոգլոբինը քիչ է (օրինակ՝ անեմիա), հյուսվածքները կարող են ունենալ թթվածնի պակաս, նույնիսկ եթե արյան մեջ թթվածնը բարձր է։

Քանի որ պուլօքսիմետրիան միայն չափում է հեմոգլոբինի թթվածնով հագեցվածությունը, կարող է սխալ ցուցանիշներ լինել, երբ հեմոգլոբինը կապվում է ոչ թե թթվածնի, կամ այլ  նյութերի հետ։
* Հեմոգլոբինը ավելի բարձր խնամակցություն ունի ածխածնի մոնօքսիդի (CO) հետ, թթվածնի համեմատ։ Այդ իսկ պատճառով, ածխածնի մոնօքսիդի թունավորման ժամանակ հեմոգլոբինը չի կապվում թթվածնի հետ, այլ կապվում է ածխածնի մոնօքսիդի հետ։ Պուլսօքսիմետրն ցույց է տալիս, որ հեմոգլոբինը կապված է, բայց հիվանդը կարող է գտնվել հիպոքսեմիայի և հետագայում հիպոքսիայի վիճակում։
* Ցիանիդային թունավորումը տալիս է բարձր ցուցանիշ, քանի որ այն ընկճում է հյուսվածքների կողմից թթվածնի յուրացումը։ Այս պարագայում ցուցանիշը կեղծ չէ, քանի որ թունավորման վաղ փուլում զարկերակային արյան թթվածնի մակարդակն բարձր է, հիվանդը չունի հիպոքսեմիա, սակայն ունի հիպոքսիա։
* Մետհեմոգլոբինեմիայի ժամանակ սովորաբար  պուլսօքսիմետրը կարող է ցույց տալ 85% ցուցանիշ։
* Թոքերի քրոնիկ օբստրուկտիվ հիվանդությունը (ԹՔՕՀ), հատկապես քրոնիկ բրոնխիտը, կարող է պուլսօքսիմետրիայի կեղծ ցուցանիշ ցույց տալ։

Ոչ ինվազիվ մեթոդը, որը ցույց է տալիս դիսհեմոգլոբինը դա պուլսկոօքսիմետրիան է: Այն ստեղծվել է 2005 թվականին Masimo ընկերության կողմից, լրացուցիչ ալիքների օգտագործմամբ։ Այն հնարավորություն է տալիս չափել դիսհեմոգլոբինը, այդ թվում՝ կարբոքսիհեմոգլոբինը և մետհեմոգլոբինը, ինչպես նաև ընդհանուր հեմոգլոբինի մակարդակը։

### Հիվանդություններ որոնք ազդում են ճշգրտության վրա
Քանի որ պուլսօքսիմետրի աշխատանքային ծրագիրը հիմնված է առողջ մարդկանցից ստացված տվյալների վրա, այդ իսկ կարող է սխալ ցուցանիշներ ցույց տալ ծայրահեղ ծանր հիվանդների և անհաս նորածինների պարագայում։ Սխալ ցուցանիշների պատճառ կարող են հանդիսանալ հետազոտվող վերջույթի հիպոպերֆուզիան, որը կարող է լինել վերջույթի սառնության կամ վազոպրեսորների կիրառումից առաջացած անոթասեղմման հետևանքով։ Պատճառների թվում են նաև սենսորի սխալ տեղադրումը, մաշկի կոշտացումը կամ շարժումները (օրինակ՝ դողը)՝ հատկապես թույլ արյան հոսքի պայմաններում։

Ճշգրտությունն ապահովելու համար սենսորը պետք է ֆիքսի անոթազարկի հստակ ալիք։ Պուլսօքսիմետրիկ տեխնոլոգիաները տարբերվում են իրենց հնարավորություններով՝ շարժման և թույլ պերֆուզիայի պայմաններում ճշգրիտ տվյալներ տրամադրելու հարցում։ Ճարպակալումը, ցածր արյան ճնշումը և որոշ հեմոգլոբինի տարբերակներ կարող են նվազեցնել արդյունքների ճշգրտությունը։ Որոշ պուլսօքսիմետրեր ունեն ցածր նմուշառման արագություն, ինչի պատճառով կարող են սխալ տվյալներ լինել։

Պուլօքսիմետրիայի արդյունքը վատ է, երբ ցուցանիշը 80%-ից ցածր է։ Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ սովորական պուլսօքսիմետրերը մուգ մաշկ ունեցող մարդկանց դեպքում ավելի հաճախ է սխալ ցուցանիշներ ցույց տալիս։ Որի պատճառով ԱՄՆ-ի նման բազմազգ երկրներում սկսել են խոսել բժշկական ռասիզմի մասին, քանի որ սարքերը կարծես հարմարեցված չեն բոլորի համար։ Առաջին ուսումնասիրություններից մեկը կատարվել է 1976 թվականին, որտեղ նշվել է, որ մուգ մաշկ ունեցող հիվանդների մոտ սխալ ցուցանիշներ են արձանագրվել, արդյունքում ստացվում է արյան թթվածնի սատուրացիայի ցածր ցուցանիշներ։ Հետագա հետազոտությունները ցույց են տավել, որ մուգ մաշկ ունեցող մարդկանց մոտ սարքերը լավ աշխատում են, երբ թթվածնի մակարդակը բարձր է, իսկ երբ մակարդակը ցածր է, կարող է սխալ ցուցանիշներ լինել և դա կարող է պատճառ լինել թաքնված հիպոքսիայի։ Ուսումնասիրություն է կատարվել, որտեղ պարզվել է երբ հիվանդների արյան թթվածնի մակարդակը 88%-ից ցածր է, բայց պուլսօքսիմետրով ցույց է տալիս 92%-96%, արդյունքում սևամորթ հիվանդները երեք անգամ ավելի հաճախ են ունեցել սխալ ցուցանիշներ, քան սպիտակ մաշկ ունեցողները։ Մեկ այլ ուսումնասիրություն, որը կատարվել է COVID-19-ով վարակված հիվանդների շրջանում, ցույց է տալիս, որ թաքնված հիպոքսեմիա դիտվում է 28.5% սևամորթ հիվանդների մոտ, մինչդեռ սպիտակ մաշկ ունեցող հիվանդների շրջանում միայն 17.2%-ի մոտ է հայտնաբերվում։ Ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ սևամորթ COVID-19-ով հիվանդներն 29%-ով ավելի քիչ են ստանում ժամանակին լրացուցիչ թթվածին և երեք անգամ ավելի հաճախ են ունենում հիպոքսեմիա։ Հետազոտություններ  կատարվել է նաև ծայրահեղ ծանր վիճակում գտնվող հիվանդների տվյալների հիման վրա, պարզվում է որ սարքի անճշտությունը միայն մեկ էթնիկ խմբով չի սահմանափակվում։ Արդյունքում սևամորթ, ասիացի բուժառուները նույնպես ստացել են լրացուցիչ թթվածնի  ցածր չափաբաժիններ, քան սպիտակամորթ բուժառուները։ Մատից թթվածին չափելու ժամանակ մելանինը կարող է լույսի կլանումը խանգարել, ինչի պատճառով սարքը սկսում է սխալ թվեր ցույց տալ։ Հետագա ուսումնասիրություններն ցույց են տալիս, որ մուգ մաշկ ունեցող մարդկանց մոտ մելանինի մեծ քանակությունը ցրում է պուլսօքսիմետրերի արձակած լույսի մասնիկները (ֆոտոնները)՝ դրանով իսկ նվազեցնելով չափումների ճշգրտությունը։ Քանի որ այս սարքերի  փորձարկումները կատարել են լ բաց մաշկ ունեցող մարդկանց վրա, ստացված տվյալները հաշվի չեն առնում մաշկի տարբեր գույների առանձնահատկությունները և հավասարապես ճիշտ չեն աշխատում բոլորի համար։ Այս սխալների պատճառով հնարավոր է չնկատել այն հիվանդներին, որոնք իրականում բուժման կարիք ունեն։ Քանի որ պուլսօքսիմետրով են ախտորոշում քնի ապնեոան ու շնչառական նման խնդիրները, ստացվում է, որ փոքրամասնությունները մնում են առանց պատշաճ ուշադրության։ Քանի որ շնչառական թերապիայի, քնի հետազոտման կամ մարզիկների համար նույնիսկ 2% շեղումը մեծ նշանակություն ունի, այս սարքերի անճշտությունը դառնում է լուրջ մտահոգություն։ Սխալ ցուցանիշը կարող է հիվանդի վիճակն այնքան բարդացնել, որ կարիք լինի արհեստական թթվածնի կամ շտապ հոսպիտալացման։

Պուլսօքսիմետրերի անճշտության հետ կապված մյուս խնդիրն այն է, որ ապահովագրական ընկերություններն ու հիվանդանոցներն ավելի հաճախ են հիմնվում այս թվերի վրա՝ իրենց որոշումները կայացնելիս: Հենց այս չափումներով են որոշում, թե որ հիվանդին է հասնում փոխհատուցում կամ բուժման ծախսերի փոխհատուցում։ Նմանատիպ խնդիր կա նաև բժշկական ծրագրերի դեպքում, պուլսօքսիմետրի տվյալները ներբեռնվում են բժիշկների համար ստեղծված ալգորիթմների մեջ։ Օրինակ՝ Վաղ ահազանգման համակարգերը, որոնք պետք է վերլուծեն հիվանդի վիճակն ու վտանգի դեպքում հուշեն բժշկին, աշխատում են այդ թվերով։ Արդյունքում՝ հիվանդի բժշկական պատմության մեջ կարող են հայտնվել սխալ տվյալներ, ինչը կարող է շփոթեցնել բուժանձնակազմին։

### Սարքավորում
#### Կիրառվող պուլսօքսիմետրեր
Պրոֆեսիոնալ սարքերից բացի վաճառվում ուն տարբեր այլ արտադրանքներ։ Դրանց հուսալիության մասին տարբեր կարծիքներ կան, չնայած հետազոտությունների արդյունքների տարբեր են, բայց այդ սարքերը մի քանի տոկոսի տարբերությամբ են աշխատում են։ Որոշ սմարթ-ժամացույցներ նույնպես ունեն թթվածինը չափելու հնարավորություն։ COVID-19-ի ախտորոշման համար նման սարքերի մասին մի հոդվածում մեջբերում է արել Պորտուի համալսարանի պրոֆեսոր Ժոաո Պաուլո Կունյային՝ «Այս սենսորները ճշգրիտ չեն և դա է նրանց հիմնական թերությունը, այն սարքերը, որոնք կրում եք ձեռքին, միայն կենցաղային մակարդակի համար են և ոչ թե բժշկական»։ COVID-19-ի և նման հիվանդությունների ախտորոշման համար պետք է օգտագործվեն բժշկական նշանակության երկրորդ դասի պուլսօքսիմետրեր։ Այս սարքերը հուսալի են մաշկի բոլոր գույների դեպքում, ինչպես նաև աշխատում են նույնիսկ այն ժամանակ, երբ պացիենտը շարժվում է։ Իսկ եթե նույն սարքն օգտագործվում է տարբեր մարդկանց համար, ապա վարակների տարածումը կանխելու համար անհրաժեշտ է այն ամեն անգամ մաքրել ալկոհոլային անձեռոցիկով կամ օգտագործել մեկանգամյա օգտագործման թաղանթով։

iData Research կազմակերպության տվյալները փաստում են, որ դեռ 2011 թվականին ԱՄՆ-ում պուլսօքսիմետրիկ սարքավորումների ու սենսորների շուկայի շրջանառությունը գերազանցել է 700 միլիոն դոլարը։

#### Բջջային հավելվածներ
Հեռախոսների հավելվածներն օգտագործում են տեսախցիկն ու լապտերը՝ ի տարբերություն սովորական պուլսօքսիմետրերի, որոնք աշխատում են ինֆրակարմիր լույսով։ Սակայն նման հավելվածները չեն կարող ապահովել ճշգրիտ տվյալներ, քանի որ տեսախցիկն ի վիճակի չէ չափել լույսի անդրադարձը՝ երկու տարբեր ալիքի երկարություններով։ Այդ պատճառով սմարթֆոնով ստացված թթվածնի ցուցանիշները հուսալի չեն բժշկական նպատակներով օգտագործելու համար։ Առնվազն մեկ հետազոտություն հաստատել է, որ դրանք չեն կարող մրցել պրոֆեսիոնալ սարքերի ճշգրտության հետ։

## Մեխանիզմ
մինի|250x250փքս|Ցույց է տալիս, թե ինչպես են թթվածնով հարուստ հեմոգլոբինը և թթվածնից զուրկ հեմոգլոբինը տարբեր կերպ կլանում կարմիր և ինֆրակարմիր լույսի ճառագայթները։ Հենց այս տարբերությունն էլ հնարավորություն է տալիս պուլսօքսիմետրին հաշվարկել արյան մեջ թթվածնի ճշգրիտ տոկոսը։
մինի|250x250փքս|Սա լուսաթափանցող  պուլսօքսիմետրի աշխատանքի պարզեցված սկզբունքն է սարքի մի կողմում գտնվող լուսադիոդները որը լույս էն արձակում մատիին։
մինի|Սա սարքի այն մասն է, որի մեջ դրվում է մատը
Արյան թթվածնի մոնիտորը ցույց է տալիս, թե արյան քանի տոկոսն է հագեցած թթվածնով: Սարքը լույսի սպեկտրոմետրիայի միջոցով չափում է հեմոգլոբինի հագեցվածության աստիճանը: Թոքային խնդիրներ չունեցող մարդկանց համար սատուրացիայի նորման 95-ից 99 տոկոսն է: Ծովի մակարդակին մոտ բնակվողների ցուցանիշները այս սարքը թույլ է տալիս բավականին ճշգրիտ պատկերացում կազմել զարկերակային արյան թթվածնի մակարդակի մասին

### Գործառման եղանակ
Պուլսօքսիմետրն աշխատում է էլեկտրոնային պրոցեսորի և երկու փոքր լուսադիոդների միջոցով, որոնք լույս են արձակում մարմնի թափանցիկ հատվածի (սովորաբար մատի ծայրի կամ ականջի բլթակի) միջով դեպի ֆոտոդիոդը։ Լուսադիոդներից մեկը կարմիր է, իսկ մյուսը՝ ինֆրակարմիր։ Այս ալիքների երկարության դեպքում լույսի կլանումը կտրուկ տարբերվում է՝ կախված նրանից, թե արյունը հագեցած է թթվածնով, թե ոչ։

Թթվածնով հարուստ հեմոգլոբինն ավելի շատ կլանում է ինֆրակարմիր լույսը՝ թույլ տալով, որ կարմիրն անցնի իր միջով։ Իսկ թթվածնից զուրկ հեմոգլոբինը, ընդհակառակը, բաց է թողնում ինֆրակարմիրը և կլանում կարմիր լույսը։ Լուսադիոդները վայրկյանում մոտ 30 անգամ հաջորդաբար միանում և անջատվում են, ինչը թույլ է տալիս ֆոտոդիոդին առանձին-առանձին չափել երկու լույսերն ու հաշվի առնել նաև շրջակա միջավայրի լուսավորությունը։

Սարքը չափում է անցած լույսի քանակը (այսինքն՝ այն լույսը, որը չի կլանվել) և յուրաքանչյուր ալիքի երկարության համար ստեղծում առանձին ազդանշաններ: Այս ազդանշանները ժամանակի ընթացքում տատանվում են, քանի որ զարկերակային արյան ծավալը յուրաքանչյուր սրտի զարկի հետ ավելանում է (բառացիորեն՝ պուլսացիա է տալիս): Հաշվելով անցած լույսի առավելագույն և նվազագույն քանակների տարբերությունը՝ սարքը զատում է այլ հյուսվածքների ազդեցությունը և ստանում է միայն զարկերակային արյունից ստացվածազդանշանը։ Այնուհետև պրոցեսորը հաշվարկում է կարմիր և ինֆրակարմիր լույսերի չափումների հարաբերակցությունը, որն էլ հենց արտացոլում է թթվածնով հագեցած և թթվածնից զուրկ հեմոգլոբինի փոխհարաբերությունը։ Վերջում, օգտագործելով հատուկ հաշվարկային աղյուսակ, պրոցեսորն այդ ստացված թիվը վերածում է տոկոսների։ Այս ամբողջ հաշվարկը հիմնված է Բեր-Լամբերտի օրենքի հիման վրա։ Ըստ Բեր-Լամբերտի օրենքի՝ լույսի կլանումը կախված է հեմոգլոբինի կոնցենտրացիայից և լույսի անցած ճանապարհի երկարությունից։ Հենց այս սկզբունքով է աշխատում սպեկտրոսկոպիան, որն էլ դրված է պուլսօքսիմետրի կառուցվածքի հիմքում։ Ազդանշանների բաժանումն ունի նաև գործնական նշանակություն, սարքի վրա պատկերվում է պլետիզմոգրամայի կորը։ Այս գրաֆիկը ոչ միայն տեսանելի է դարձնում զարկերակային պուլսացիան, այլև ծառայում է որպես ազդանշանի որակի և հուսալիության ցուցանիշը։ Բացի այդ, պուլսացվող (զարկերակային) և հիմնական կլանման ցուցանիշների թվային հարաբերակցությունը, որը հայտնի է որպես պերֆուզիայի ինդեքս, օգտագործվում է հյուսվածքների արյան մատակարարման վիճակը գնահատելու համար։

\ce{SpO2}=\frac\ce{HbO2}\ce{{HbO2}+Hb}

Աստղե HbO-ն թթվածնով հագեցած հեմոգլոբինն է (օքսիհեմոգլոբին), իսկ Hb-ը՝ թթվածնից զուրկ (դեզօքսիհեմոգլոբին) հեմոգլոբինը։

### Ստացված չափումներ
Մաշկի մեջ արյան ծավալի փոփոխության հետևանքով օքսիմետրի սենսորի ստացած լույսի ազդանշանի մեջ նկատվում է պլետիզմոգրաֆիկ տատանում։ Այդ տատանումը կարելի է նկարագրել որպես պարբերական ֆունկցիա, որն էլ իր հերթին կարող է բաժանվել երկու մասի՝ հաստատուն բաղադրիչի, որը ներկայացնում է առավելագույն արժեքը և փոփոխական բաղադրիչը։ Փոփոխական և հաստատուն բաղադրիչների հարաբերակցությունը՝ արտահայտված տոկոսներով, կոչվում է պերֆուզիայի ինդեքս։ Այն սովորաբար տատանվում է մինչև 0,02%։ Ի տարբերություն ժամանակակից մեթոդների՝ չափման հին տարբերակը սահմանափակվել է միայն փոփոխական բաղադրիչի վերլուծությամբ։ Այն ստացվել է մոնիտորի պիքսելների մեխանիկական հաշվարկի միջոցով և չի ներառել ավտոմատացված թվային մշակում։

Պլետիզմոգրաֆիկ տատանողականության ինդեքսը (PVI) արտացոլում է պերֆուզիայի ինդեքսի փոփոխությունները շնչառական ցիկլի ընթացքում: Այն հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով (Pimax − Pimin)/Pimax × 100%։ Այն օգտակար, ոչ միջամտական մեթոդ է, ինչը թույլ է տալիս պարբերաբար մոնիտորինգի ենթարկել հեղուկային բուժում ստացող պացիենտներին։ POP-ը (ալիքի տատանման լայնությունը) մեթոդ է, որն օգտագործվում է հաշվարկների ժամանակ։ Այն հաշվարկվում է այս բանաձևով՝ (POPmax − POPmin)/(POPmax + POPmin)×2։

## Պտմություն
1935 թվականին գերմանացի բժիշկ Կարլ Մատեսը (1905–1962) մշակեց առաջին երկալիք սարքը որը չափում է թթվածնի հագեցվածությունը ականջի միջոցով, որն աշխատում էր կարմիր և կանաչ ֆիլտրերով (հետագայում դրանք փոխարինվեցին կարմիր և ինֆրակարմիր ֆիլտրերով)։ Սա թթվածնի հագեցվածությունը չափող առաջին սարքն է աշխարհում։

Օքսիմետրի նախնական տարբերակը ստեղծվել է Գլեն Ալան Միլիկանի կողմից 1940-ական թվականին, մշակվել է 1943 թվականին և հրապարակվել 1949 թվականին։ Թթվածնի բացարձակ հագեցվածությունը որոշելու համար Էրլ Վուդը կիրառեց ճնշման պատիճ, որը սեղմելով դուրս էր մղում արյունն ականջից, իսկ դրա վերադարձի պահին կատարում չափումը։ Չնայած այս սկզբունքը մոտ է ժամանակակից պուլսօքսիմետրիային, լույսի աղբյուրների և լուսատարրերի անկայունության պատճառով այն ժամանակ դրա գործնական կիրառումը բարդ էր։ Հետագայում՝ 1964 թվականին, Շոուն ստեղծեց բացարձակ արժեքներ գրանցող առաջին ականջային օքսիմետրը, որն արդեն հիմնված էր լույսի ութ ալիքի երկարությունների վրա։

1972 թվականին ճապոնացի կենսաինժեներներ Տակուո Աոյագիի և Միչիո Կիշիի առաջին պուլսօքսիմետրը մշակեցին՝ բժշկական էլեկտրոնային սարքավորումներ արտադրող Nihon Kohden ընկերությունում: Սարքի աշխատանքը հիմնված է եղել չափման վայրում սարքի արձակած կարմիր և ինֆրակարմիր լույսի կլանման հարաբերակցության վրա: Nihon Kohden ընկերությունը արտադրել է առաջին պուլսօքսիմետրը՝ Ear Oximeter OLV-5100 մոդելը: Վիրաբույժ Սուսումու Նակաջիման և նրա գործընկերներն առաջինն էին, որ փորձարկեցին սարքը հիվանդների վրա՝ այդ մասին հայտնելով 1975 թվականին։ Սակայն Nihon Kohden ընկերությունը դադարեցրեց պուլսօքսիմետրի հետագա մշակումը և չդիմեց հիմնարար արտոնագրի համար՝ բացառությամբ Ճապոնիայի: Սա հետագայում նպաստեց ԱՄՆ-ում տեխնոլոգիայի ավելի ակտիվ զարգացմանն ու կիրառմանը: 1977 թվականին Minolta ընկերությունը վաճառքի ներկայացրեց մատի համար նախատեսված առաջին պուլսօքսիմետրը՝ OXIMET MET-1471-ը: ԱՄՆ-ում առաջին պուլսօքսիմետրը կիրառության դրվեց Biox ընկերության կողմից 1980 թվականին, որին հետագայում հաջորդել թ Nellcor ընկերությունը՝ 1983 թվականին։

Մինչև 1987 թվականը պուլսօքսիմետրիան դարձավ ԱՄՆ-ում ընդհանուր անզգայացման անբաժանելի մասը՝ վիրահատարաններից մուտք գործելով նաև վերակենդանացման և ինտենսիվ թերապիայի բաժանմունքներ։ Այն հատկապես կարևորվեց նորածնային խնամքում, թթվածնի մակարդակի տատանումները հաճախ հանգեցնում էին տեսողական ծանր խնդիրներ, իսկ պուլսօքսիմետրիան հնարավորություն տվեց հսկել այդ գործընթացը ոչ ինվազիվ կերպով։ Սա նաև ազատեց հիվանդ երեղաներին արյան միջոցով գազերի պարբերական ու ցավոտ ստուգումներից, ինչը նվազեցրեց նորածնային անեմիայի ռիսկը։ Պուլսօքսիմետրիկ մոնիտորինգի հիմնական թերություններից մեկը շարժման հետևանքով առաջացող ցխալ պատկերն է, որը հաճախ դառնում է կեղծ տվյալների պատճառ։ Խնդիրն այն է, որ շարժման կամ թույլ արյան հոսքի պայմաններում շատ սարքեր ի վիճակի չեն տարբերակել զարկերակային զարկերը երակային արյան տեղաշարժից, ինչի պատճառով թթվածնի մակարդակը ներկայացվում է իրականից ցածր։ Վաղ շրջանի գիտական փորձարկումները ցույց տվեցին որ դասական տեխնոլոգիաներ բավարար զարգացած չեն շարժման պայմաններում հավաստի տվյալներ ստանալու համար։

1995 թվականին Masimo ընկերությունը ներկայացրեց մի տեխնոլոգիան, որն ունակ էր ճշգրիտ չափումներ կատարել հիվանդի շարժման և թույլ պերֆուզիայի պայմաններում՝ զարկերակային ազդանշանը տարանջատելով երակային և այլ խանգարող ազդանշաններից: Պուլսօքսիմետր արտադրողները մշակել են նոր ալգորիթմներ՝ շարժման ժամանակ կեղծ ցուցանիշների թիվը նվազեցնելու համար։ Նման մեթոդները չեն կարողանում ճշգրիտ վերլուծել թթվածնի մակարդակի փոփոխությունները, երբ հիվանդը շարժվում է կամ ունի արյան թույլ հոսք։ Բարդ կլինիկական պայմաններում տարբեր պուլսօքսիմետրերի հուսալիությունն ու աշխատանքի որակը դեռևս էականորեն տարբերվում են միմյանցից։ 1995 թվականին, Masimo ընկերությունը ներդրեց նաև պերֆուզիայի ինդեքսը, որը քանակապես չափում է պերիֆերիկ պլետիզմոգրամայի ալիքի լայնույթը: Պերֆուզիայի ինդեքսն օգնում է բժիշկներին կանխատեսել հիվանդության ծանրության աստիճանը և նորածինների մոտ շնչառական համակարգի կողմից սպասվող վաղ բարդությունները, նաև օգնում է կանխատեսել վերին սիներակում արյան հոսքի դանդաղումը այն երեխաների մոտ, ովքեր ծնվել են չափազանց ցածր քաշով, հիմնվելով անոթների լայնացման ցուցանիշի վրա թույլ է տալիս պարզել էպիդուրալ անզգայացումն ազդել է թէ ոչ, ինչպես նաև վաղ հայտնաբերել նորածինների բնածին արատները։

Հետազոտությունները համեմատել են այս տեխնոլոգիան մյուսների հետ և պարզել, որ այս մեթոդը ավելի լավ ու հուսալի արդյունք է տալիս։ Ազդանշանի տարբերակման տեխնոլոգիայի (SET) կիրառումն նպաստում է բուժման արդյունքների բարելավմանը։ Համաձայն՝ SET տեխնոլոգիա կիրառող բժշկական կենտրոնում խիստ ցածր քաշով նորածինների մոտ անհասության ռետինոպաթիան նվազել է **58%**-ով։ Մինչդեռ մեկ այլ կենտրոնում, որտեղ բժիշկները կիրառում են նույն բուժման կարգը, բայց օգտագործում էին սովորական պուլսօքսիմետրեր, ռետինոպաթիայի դեպքերի որևէ հայտնաբերում չի գրանցվել։ Հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ նոր տեխնոլոգիայի շնորհիվ բժիշկներն ավելի քիչ են ստիպված լինում արյուն վերցնել ստուգման համար, հիվանդներն ավելի արագ են սկսում ինքնուրույն շնչել, մարդիկ ավելի քիչ ժամանակ են անցկացնում հիվանդանոցում։ Քանի որ այս նոր սարքերը կարողանում են ճշգրիտ չափել նույնիսկ շարժման ժամանակ, դրանք սկսել են կիրառել նաև հիվանդասենյակներում: Նախկինում դա հնարավոր չէր, որովհետև հին սարքերը ամեն շարժումից կեղծ ցուցանիշներ են ցույց տալիս: 2010 թվականին մի կարևոր հետազոտություն ապացուցեց, որ այս տեխնոլոգիայի շնորհիվ բժիշկներն ավելի շուտ են նկատում հիվանդի վիճակի վատացումը: Սա թույլ է տվել զգալիորեն քչացնել շտապ օգնության կանչերը հիվանդանոցի ներսում և ավելի քիչ հիվանդների տեղափոխել վերակենդանացման բաժանմունք։ 2020 թվականին պարզ դարձավ, որ այս նոր սարքերի շնորհիվ 10 տարվա մեջ այդ հիվանդանոցում ոչ մի հիվանդ չի մահացել շնչառական խնդիրներից։ Նույնիսկ նրանք, որոնք ստացել են դեղորայքներ, որը կարող էր ընկճել շնչառությունը, սարքը ժամանակին ցույց է տվել առաջացած փոփոխությունը։

2007 թվականին Masimo ընկերությունը առաջ է քաշել PVI ցուցանիշը, որը բժիշկների համար դարձավ մի նոր մեթոդ՝ հասկանալու համար, թե ինչպես է հիվանդի սիրտ անոթային համակարգը արձագանքում հեղուկների ներարկմանը։ Հետազոտություններ ցույց են տվել, որ այս ցուցանիշի շնորհիվ պարզ է դառնում արդյոք պացիենտին անհրաժեշտ է լրացուցիչ հեղուկ, թե՞ կարող է ավելորդ ծանրաբեռնվածություն լինել օրգանիզմի համար։ Հեղուկների ճիշտ հավասարակշռությունը կենսական նշանակություն ունի հետվիրահատական բարդությունները կանխելու համար։ Հաստատված է, որ ինչպես հեղուկի անբավարարությունը, այնպես էլ դրա ավելցուկը բացասաբար են անդրադառնում օրգանիզմի վրա՝ դանդաղեցնելով հյուսվածքների վերականգնումը և մեծացնելով սրտային խնդիրների ու վարակների ներթափանցման ռիսկը։ Մասնագետները պաշտոնապես խորհուրդ են տալիս օգտագործել PVI ցուցանիշը։ Սա լավագույն միջոցն է՝ վիրահատության ժամանակ հիվանդին ներարկվող հեղուկի ճիշտ քանակը որոշելու համար։

2011 թվականին մասնագետներն առաջարկել են բոլոր նորածիններին ստուգել պուլսօքսիմետրով։ Սա օգնում է ծնվելուց անմիջապես հետո պարզել՝ արդյո՞ք երեխան ունի սրտի թաքնված արատ, թե՞ ոչ, ինչը փրկում է բազմաթիվ կյանքեր։ Սրտի արատների հայտնաբերմամբ զբաղվող փորձագետները կատարել են մոտ 60,000 նորածինների շրջանում անցկացված երկու մեծ հետազոտությունների։ Այդ հետազոտություններում օգտագործվել է բացառապես SET տեխնոլոգիան, որը թույլ է տվել ճշգրիտ հայտնաբերել սրտի արատները՝ նվազագույնի հասցնելով կեղծ դրական ախտորոշումները։ Նորածինների ստուգումը պետք է կատարվի միայն այնպիսի պուլսօքսիմետրերով, որոնք ճշգրիտ են շարժման և թույլ արյան հոսքի պայմաններում։ 2011 թվականին ԱՄՆ առողջապահության նախարարությունը պուլսօքսիմետրիան պաշտոնապես ներառեց նորածինների պարտադիր հետազոտությունների ցանկում։ Մինչ այս նոր տեխնոլոգիայի հայտնվելը, ԱՄՆ-ում նորածինների չէին ստուգում այս տարբերակով: Իսկ հիմա ստուգում են գրեթե բոլորին: Նորածինների հիմնադրամը փաստում է, որ ԱՄՆ-ում այս ստուգումն իրականացվում է գրեթե բոլոր երեխաների համար, իսկ միջազգային մակարդակով այս փորձը արագորեն տարածվում է ամբողջ աշխարհում։ 2014 թվականին անցկացվեց ևս մեկ հետազոտություն, որին մասնակցել է 122738 նորածին։ Այս դեպքում ևս օգտագործվել է SET տեխնոլոգիան։ Արդյունքները նույնպես դրական են եղել, որքան նախորդ երկու մեծ հետազոտությունների ժամանակ, ինչը վերջնականապես ապացուցել է մեթոդի հուսալիությունը։

Շնորհիվ այս նոր և շատ զգայուն սարքերի, այժմ կարելի է տանը պարզել՝ արդյո՞ք մարդը քնած ժամանակ շնչառության վտանգավոր կանգեր ունի, թե ոչ։ Սա փոխարինում է հիվանդանոցային բարդ ու անհարմար հետազոտություններին՝ դարձնելով ախտորոշումը պարզ և հանրամատչելի։ Այս սարքը վայրկյանը մեկ գրանցում և պահպանում է թթվածնի մակարդակի ու անոթազարկի տվյալները: Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ նման բարձր ճշգրտությունը օգնում է վիրահատված հիվանդների մոտ հայտնաբերել քնի ժամանակ առաջացող շնչառական խանգարումները, որը կարող է վրիպել բժիշկների ուշադրությունից։

## Նշումներ


## Ծանոթագրություններ

## Արտաքին հղումներ

Կատեգորիա:Ամերիկյան հայտնագործություններ
Կատեգորիա:Բժշկական ախտորոշում
Կատեգորիա:Բժշկական սարքավորումներ
Կատեգորիա:Ճապոնական հայտնագործություններ
Կատեգորիա:Չափիչ սարքեր
Կատեգորիա:Սրտաբանություն