Princip neinvazivní detekce saturace kyslíkem v krvi

Funkční saturace kyslíkem se často používá klinicky, aby odrážel změny v hladinách kyslíku v krvi. Neinvazivní měření saturace krevního kyslíku je založeno na principu, že absorpce světla arteriální krve se mění s arteriální pulsací. Základní výzkum ukazuje, že oxyhemoglobin a neoxyhemoglobin mají různé míry absorpce pro dopadající světlo při různých vlnových délkách. Když monochromatické světlo osvětluje lidské tělo vertikálně, absorpce světla arteriální krví se změní pulsací tepen v oblasti přenosu světla, zatímco absorpce světla jinými tkáněmi, jako je kůže, svaly, kosti a žilní krve konstantní. Když je prst osvětlený konstantním světlem λ1, λ2 se dvěma specifickými vlnovými délkami, je-li vhodná vlnová délka dopadajícího světla λ1 (HbO2, Hb má stejnou absorpční charakteristiku, tj. Asi 805 nm), je zákon Lambert-Bear aplikované a podle saturace kyslíkem. Definice může být odvozena z přibližného vzorce pro saturaci arteriálního kyslíku:

SaO2 = a bQ

Kde: Q je poměr změny absorbance dvou vlnových délek (HbO2, Hb), a, b je konstanta a vztahuje se k struktuře přístrojového snímače a podmínkám měření.

Je důležité poznamenat, že biologická tkáň je komplexní optické médium s anizotropním, silným rozptylem a slabou absorpcí. Proto nemůže být ve skutečném měření popsán přísným vzorcem, takže se obecně určuje měřením poměru změny absorbance obou svazků. Kalibrační křivka nakonec získá saturaci kyslíkem. Když je vybrána vlnová délka dvou paprsků, vlnová délka dopadajícího světla se obecně zvolí tak, aby byla 660 nm a 940 nm.