Princíp neinvazívnej detekcie sýtosti kyslíka v krvi

Funkčná nasýtenosť kyslíkom sa často používa klinicky, aby odrážala zmeny hladín kyslíka v krvi. Meranie neinvazívneho nasýtenia kyslíkom v krvi je založené na princípe, že absorpcia svetla arteriálnou krvou sa mení s arteriálnou pulzáciou. Základný výskum ukazuje, že oxyhemoglobín a neoxyhemoglobín majú rôzne miery absorpcie pre dopadajúce svetlo pri rôznych vlnových dĺžkach. Keď monochromatické svetlo osvetľuje ľudské telo zvisle, absorpcia svetla arteriálnou krvou sa zmení pulzáciou tepien v oblasti prenášajúcej svetlo, zatiaľ čo absorpcia svetla inými tkanivami, ako je koža, svalstvo, kosť a venózna krv konštantný. Keď je prst osvetlený konštantným svetlom λl, λ2 s dvoma špecifickými vlnovými dĺžkami, ak je vhodne zvolená vlnová dĺžka dopadajúceho svetla λl (HbO2, Hb má rovnakú absorpčnú charakteristiku, to znamená asi 805 nm), zákon Lambert-Bear je aplikované a podľa nasýtenia kyslíkom. Definícia môže byť odvodená z približného vzorca pre arteriálnu nasýtenosť kyslíkom:

SaO2 = a bQ

Kde: Q je pomer zmeny absorbancie dvoch vlnových dĺžok (HbO2, Hb), a, b je konštanta a vzťahuje sa na štruktúru snímača a podmienky merania.

Je dôležité poznamenať, že biologické tkanivo je komplexné optické médium s anizotropným, silným rozptylom a slabou absorpciou. Preto nemôže byť v skutočnom meraní opísaný prísnym vzorcom, takže sa všeobecne určuje meraním pomeru zmeny absorbancie oboch lúčov. Kalibračná krivka nakoniec dosiahne nasýtenie kyslíkom. Keď sa zvolí vlnová dĺžka oboch lúčov, vlnová dĺžka dopadajúceho svetla sa všeobecne zvolí tak, aby bola 660 nm a 940 nm.