DSC05688(1920X600)

ফিঙ্গারটিপ পালস অক্সিমিটারের কাজ ও কার্যকারিতা কী?

কোভিড-১৯ এর তীব্রতার একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক, ধমনীর রক্তে অক্সিজেনের ঘনত্ব নিরীক্ষণের জন্য ১৯৪০-এর দশকে মিলিকান আঙুলের ডগায় ব্যবহারযোগ্য পালস অক্সিমিটার আবিষ্কার করেন।ইয়োঙ্কার এখন ব্যাখ্যা করুন আঙুলের ডগার পালস অক্সিমিটার কীভাবে কাজ করে?

জৈব কলার বর্ণালী শোষণ বৈশিষ্ট্য: যখন জৈব কলার উপর আলো ফেলা হয়, তখন আলোর উপর জৈব কলার প্রভাবকে চারটি ভাগে ভাগ করা যায়, যার মধ্যে রয়েছে শোষণ, বিক্ষেপণ, প্রতিফলন এবং প্রতিপ্রভা। বিক্ষেপণ বাদ দিলে, জৈব কলার মধ্য দিয়ে আলোর অতিক্রান্ত দূরত্ব প্রধানত শোষণ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। যখন আলো কিছু স্বচ্ছ পদার্থ (কঠিন, তরল বা গ্যাসীয়) ভেদ করে, তখন কিছু নির্দিষ্ট কম্পাঙ্ক উপাদানের সুনির্দিষ্ট শোষণের কারণে আলোর তীব্রতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়, যা হলো পদার্থ দ্বারা আলোর শোষণ প্রক্রিয়া। কোনো পদার্থ কী পরিমাণ আলো শোষণ করে, তাকে তার আলোক ঘনত্ব বা শোষণ ক্ষমতা বলা হয়।

আলোর সঞ্চালনের সম্পূর্ণ প্রক্রিয়ায় পদার্থ দ্বারা আলো শোষণের স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম অনুসারে, পদার্থ দ্বারা শোষিত আলোক শক্তির পরিমাণ তিনটি বিষয়ের সমানুপাতিক, যেগুলো হলো আলোর তীব্রতা, আলোক পথের দূরত্ব এবং আলোক পথের প্রস্থচ্ছেদে আলো-শোষণকারী কণার সংখ্যা। পদার্থটি সমসত্ত্ব হওয়ার শর্তে, আলোক পথের প্রস্থচ্ছেদে আলো-শোষণকারী কণার সংখ্যাকে প্রতি একক আয়তনে আলো-শোষণকারী কণার সংখ্যা হিসেবে বিবেচনা করা যেতে পারে, অর্থাৎ পদার্থের আলো-শোষণকারী কণার ঘনত্ব, এবং এর থেকে ল্যাম্বার্ট-বিয়ারের সূত্রটি পাওয়া যায়: এটিকে পদার্থের ঘনত্ব এবং প্রতি একক আয়তনে আলোক পথের দৈর্ঘ্যের আলোক ঘনত্ব হিসেবে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে, এবং পদার্থের আলো শোষণের ক্ষমতা তার আলো শোষণের প্রকৃতির উপর নির্ভরশীল। অন্য কথায়, একই পদার্থের শোষণ বর্ণালী রেখার আকৃতি একই থাকে, এবং বিভিন্ন ঘনত্বের কারণে শুধুমাত্র শোষণ শীর্ষের পরম অবস্থান পরিবর্তিত হয়, কিন্তু আপেক্ষিক অবস্থান অপরিবর্তিত থাকে। শোষণ প্রক্রিয়ায়, পদার্থসমূহের শোষণ একই আয়তনের মধ্যে ঘটে, এবং শোষক পদার্থগুলো পরস্পরের সাথে সম্পর্কহীন থাকে, কোনো প্রতিপ্রভ যৌগের অস্তিত্ব থাকে না, এবং আলোক বিকিরণের কারণে মাধ্যমের ধর্ম পরিবর্তনের কোনো ঘটনা ঘটে না। অতএব, N সংখ্যক শোষণকারী উপাদানযুক্ত দ্রবণের ক্ষেত্রে আলোকীয় ঘনত্ব সংযোজনযোগ্য হয়। আলোকীয় ঘনত্বের এই সংযোজনযোগ্যতা মিশ্রণে থাকা শোষক উপাদানগুলোর পরিমাণগত পরিমাপের জন্য একটি তাত্ত্বিক ভিত্তি প্রদান করে।

জৈব টিস্যু অপটিক্সে, ৬০০ ~ ১৩০০ ন্যানোমিটারের বর্ণালী অঞ্চলকে সাধারণত "জৈব বর্ণালীবীক্ষণের জানালা" বলা হয়, এবং এই ব্যান্ডের আলো অনেক পরিচিত ও অপরিচিত বর্ণালী থেরাপি এবং বর্ণালী রোগ নির্ণয়ের জন্য বিশেষ তাৎপর্যপূর্ণ। ইনফ্রারেড অঞ্চলে, জৈব টিস্যুতে জল প্রধান আলো-শোষণকারী পদার্থে পরিণত হয়, তাই লক্ষ্যবস্তুর আলো শোষণের তথ্য আরও ভালোভাবে পাওয়ার জন্য সিস্টেম দ্বারা গৃহীত তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে অবশ্যই জলের শোষণ শীর্ষ এড়িয়ে চলতে হবে। অতএব, ৬০০-৯৫০ ন্যানোমিটারের নিকট-ইনফ্রারেড বর্ণালী পরিসরের মধ্যে, মানুষের আঙুলের ডগার টিস্যুর আলো শোষণ ক্ষমতা সম্পন্ন প্রধান উপাদানগুলোর মধ্যে রয়েছে রক্তের জল, O2Hb (অক্সিজেনযুক্ত হিমোগ্লোবিন), RHb (হ্রাসকৃত হিমোগ্লোবিন) এবং প্রান্তীয় ত্বকের মেলানিন ও অন্যান্য টিস্যু।

সুতরাং, নিঃসরণ বর্ণালীর ডেটা বিশ্লেষণ করে আমরা টিস্যুতে পরিমাপযোগ্য উপাদানটির ঘনত্বের কার্যকর তথ্য পেতে পারি। তাই যখন আমাদের কাছে O2Hb এবং RHb-এর ঘনত্ব থাকে, তখন আমরা অক্সিজেন স্যাচুরেশন জানতে পারি।অক্সিজেন স্যাচুরেশন SpO2রক্তে অক্সিজেন-আবদ্ধ হিমোগ্লোবিনের (HbO2) আয়তনের শতকরা হারকে মোট আবদ্ধ হিমোগ্লোবিনের (Hb) শতকরা হার হিসাবে প্রকাশ করা হয়, যা রক্তে অক্সিজেনের স্পন্দন ঘনত্বকে বোঝায়। তাহলে একে পালস অক্সিমিটার বলা হয় কেন? এখানে একটি নতুন ধারণা রয়েছে: রক্ত ​​প্রবাহের আয়তন স্পন্দন তরঙ্গ। প্রতিটি হৃদচক্রের সময়, হৃৎপিণ্ডের সংকোচনের ফলে মহাধমনীর গোড়ার রক্তনালীগুলিতে রক্তচাপ বৃদ্ধি পায়, যা রক্তনালীর প্রাচীরকে প্রসারিত করে। বিপরীতভাবে, হৃৎপিণ্ডের প্রসারণের ফলে মহাধমনীর গোড়ার রক্তনালীগুলিতে রক্তচাপ হ্রাস পায়, যা রক্তনালীর প্রাচীরকে সংকুচিত করে। হৃদচক্রের ক্রমাগত পুনরাবৃত্তির সাথে, মহাধমনীর গোড়ার রক্তনালীগুলিতে রক্তচাপের এই ধ্রুব পরিবর্তন এর সাথে সংযুক্ত পরবর্তী রক্তনালীগুলিতে এবং এমনকি সমগ্র ধমনী ব্যবস্থায় সঞ্চারিত হয়, যার ফলে সমগ্র ধমনীর রক্তনালীর প্রাচীরের অবিরাম প্রসারণ ও সংকোচন ঘটে। অর্থাৎ, হৃৎপিণ্ডের পর্যায়ক্রমিক স্পন্দন মহাধমনীতে স্পন্দন তরঙ্গ তৈরি করে যা ধমনী ব্যবস্থা জুড়ে রক্তনালীর প্রাচীর বরাবর সামনের দিকে ছড়িয়ে পড়ে। প্রতিবার হৃৎপিণ্ডের প্রসারণ ও সংকোচনের ফলে ধমনী তন্ত্রের চাপের পরিবর্তনে একটি পর্যায়ক্রমিক স্পন্দন তরঙ্গ উৎপন্ন হয়। একেই আমরা স্পন্দন তরঙ্গ বলি। স্পন্দন তরঙ্গ হৃৎস্পন্দন, রক্তচাপ এবং রক্তপ্রবাহের মতো অনেক শারীরবৃত্তীয় তথ্য প্রতিফলিত করতে পারে, যা মানবদেহের নির্দিষ্ট শারীরিক পরামিতিগুলো অস্ত্রোপচার ছাড়াই শনাক্ত করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ তথ্য সরবরাহ করতে পারে।

SPO2
পালস অক্সিমিটার

চিকিৎসাবিজ্ঞানে, পালস ওয়েভকে সাধারণত প্রেসার পালস ওয়েভ এবং ভলিউম পালস ওয়েভ—এই দুই ভাগে ভাগ করা হয়। প্রেসার পালস ওয়েভ প্রধানত রক্তচাপ সঞ্চালনকে নির্দেশ করে, অন্যদিকে ভলিউম পালস ওয়েভ রক্তপ্রবাহের পর্যায়ক্রমিক পরিবর্তনকে নির্দেশ করে। প্রেসার পালস ওয়েভের তুলনায়, ভলিউমেট্রিক পালস ওয়েভে মানুষের রক্তনালী এবং রক্তপ্রবাহের মতো আরও গুরুত্বপূর্ণ কার্ডিওভাসকুলার তথ্য থাকে। ফটোইলেকট্রিক ভলিউমেট্রিক পালস ওয়েভ ট্রেসিংয়ের মাধ্যমে সাধারণ রক্তপ্রবাহ ভলিউম পালস ওয়েভের নন-ইনভেসিভ সনাক্তকরণ করা সম্ভব। শরীরের পরিমাপ অংশে একটি নির্দিষ্ট আলোক তরঙ্গ ব্যবহার করে আলো ফেলা হয় এবং রশ্মিটি প্রতিফলন বা সঞ্চালনের পর ফটোইলেকট্রিক সেন্সরে পৌঁছায়। প্রাপ্ত রশ্মিটি ভলিউমেট্রিক পালস ওয়েভের কার্যকর বৈশিষ্ট্যমূলক তথ্য বহন করে। যেহেতু হৃৎপিণ্ডের প্রসারণ ও সংকোচনের সাথে রক্তের পরিমাণ পর্যায়ক্রমে পরিবর্তিত হয়, তাই হৃৎপিণ্ডের ডায়াস্টোলের সময় রক্তের পরিমাণ সবচেয়ে কম থাকে, রক্ত ​​আলো শোষণ করে এবং সেন্সর সর্বোচ্চ আলোক তীব্রতা সনাক্ত করে; যখন হৃৎপিণ্ড সংকুচিত হয়, তখন পরিমাণ সর্বোচ্চ থাকে এবং সেন্সর দ্বারা সনাক্তকৃত আলোক তীব্রতা সর্বনিম্ন হয়। আঙুলের ডগায় রক্তপ্রবাহ ভলিউম পালস ওয়েভকে সরাসরি পরিমাপের ডেটা হিসাবে ব্যবহার করে নন-ইনভেসিভ সনাক্তকরণের ক্ষেত্রে, বর্ণালী পরিমাপ স্থানের নির্বাচন নিম্নলিখিত নীতিগুলি অনুসরণ করা উচিত।

১. রক্তনালীর শিরা আরও প্রচুর পরিমাণে থাকা উচিত এবং স্পেকট্রামের মোট উপাদান তথ্যের মধ্যে হিমোগ্লোবিন এবং আইসিজি-র মতো কার্যকর তথ্যের অনুপাত উন্নত করা উচিত।

২. কার্যকরভাবে ভলিউম পালস ওয়েভ সিগন্যাল সংগ্রহ করার জন্য এতে রক্ত ​​প্রবাহের পরিমাণ পরিবর্তনের সুস্পষ্ট বৈশিষ্ট্য রয়েছে।

৩. ভালো পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা ও স্থিতিশীলতাসহ মানব বর্ণালী পাওয়ার জন্য, টিস্যুর বৈশিষ্ট্যগুলো ব্যক্তিগত পার্থক্য দ্বারা কম প্রভাবিত হয়।

৪. বর্ণালী সনাক্তকরণ করা সহজ এবং এটি ব্যবহারকারীর কাছে সহজে গ্রহণযোগ্য, যার ফলে মানসিক চাপের কারণে সৃষ্ট দ্রুত হৃদস্পন্দন এবং পরিমাপের স্থানের নড়াচড়ার মতো হস্তক্ষেপকারী কারণগুলো এড়ানো যায়।

মানুষের হাতের তালুতে রক্তনালীর বিন্যাসের স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম। বাহুর অবস্থানে পালস ওয়েভ সহজে শনাক্ত করা যায় না, তাই এটি রক্ত ​​প্রবাহের পরিমাণ পালস ওয়েভ শনাক্ত করার জন্য উপযুক্ত নয়; কব্জি রেডিয়াল ধমনীর কাছাকাছি থাকে, সেখানে চাপজনিত পালস ওয়েভের সংকেত শক্তিশালী হয় এবং ত্বকে সহজেই যান্ত্রিক কম্পন তৈরি হতে পারে, যার ফলে শনাক্তকরণ সংকেতে আয়তন পালস ওয়েভের পাশাপাশি ত্বকের প্রতিফলিত পালস তথ্যও থাকতে পারে। এতে রক্তের আয়তন পরিবর্তনের বৈশিষ্ট্য সঠিকভাবে নির্ণয় করা কঠিন হয়ে পড়ে এবং এটি পরিমাপের জন্য উপযুক্ত স্থান নয়; যদিও হাতের তালু ক্লিনিক্যালি রক্ত ​​সংগ্রহের একটি সাধারণ স্থান, এর হাড় আঙুলের চেয়ে পুরু এবং বিক্ষিপ্ত প্রতিফলনের মাধ্যমে সংগৃহীত তালুর আয়তন পালস ওয়েভের বিস্তার কম হয়। চিত্র ২-৫-এ হাতের তালুতে রক্তনালীর বিন্যাস দেখানো হয়েছে। চিত্রটি পর্যবেক্ষণ করলে দেখা যায় যে, আঙুলের সামনের অংশে প্রচুর কৈশিক জালিকা রয়েছে, যা মানবদেহের হিমোগ্লোবিনের পরিমাণ কার্যকরভাবে প্রতিফলিত করতে পারে। অধিকন্তু, এই অবস্থানে রক্ত ​​প্রবাহের পরিমাণ পরিবর্তনের সুস্পষ্ট বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং এটি আয়তন পালস ওয়েভ পরিমাপের জন্য আদর্শ স্থান। আঙুলের পেশী এবং হাড়ের টিস্যু তুলনামূলকভাবে পাতলা, তাই পারিপার্শ্বিক হস্তক্ষেপকারী তথ্যের প্রভাব তুলনামূলকভাবে কম। এছাড়াও, আঙুলের ডগা থেকে পরিমাপ করা সহজ এবং এতে পরীক্ষাধীন ব্যক্তির উপর কোনো মানসিক চাপ পড়ে না, যা স্থিতিশীল ও উচ্চ সিগন্যাল-টু-নয়েজ অনুপাতের স্পেকট্রাল সিগন্যাল পেতে সহায়ক। মানুষের আঙুল হাড়, নখ, ত্বক, টিস্যু, শিরাস্থ রক্ত ​​এবং ধমনীস্থ রক্ত ​​দ্বারা গঠিত। আলোর সাথে মিথস্ক্রিয়ার প্রক্রিয়ায়, হৃৎস্পন্দনের সাথে আঙুলের প্রান্তীয় ধমনীতে রক্তের পরিমাণ পরিবর্তিত হয়, যার ফলে আলোক পথের পরিমাপেও পরিবর্তন আসে। অপরদিকে, আলোর এই পুরো প্রক্রিয়ায় অন্যান্য উপাদানগুলো অপরিবর্তিত থাকে।

যখন একটি নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো আঙুলের ডগার এপিডার্মিসে প্রয়োগ করা হয়, তখন আঙুলটিকে দুটি অংশের একটি মিশ্রণ হিসেবে বিবেচনা করা যেতে পারে: স্থির পদার্থ (যার আলোক পথ ধ্রুবক) এবং গতিশীল পদার্থ (যার আলোক পথ উপাদানের আয়তনের সাথে পরিবর্তিত হয়)। যখন আলো আঙুলের ডগার টিস্যু দ্বারা শোষিত হয়, তখন সঞ্চারিত আলো একটি ফটোডিটেক্টর দ্বারা গৃহীত হয়। মানুষের আঙুলের বিভিন্ন টিস্যু উপাদানের শোষণ ক্ষমতার কারণে সেন্সর দ্বারা সংগৃহীত সঞ্চারিত আলোর তীব্রতা সুস্পষ্টভাবে হ্রাস পায়। এই বৈশিষ্ট্য অনুসারে, আঙুলের আলো শোষণের সমতুল্য মডেলটি প্রতিষ্ঠিত হয়।

উপযুক্ত ব্যক্তি:
আঙুলের ডগার পালস অক্সিমিটারএটি শিশু, প্রাপ্তবয়স্ক, বয়স্ক ব্যক্তি, করোনারি হৃদরোগ, উচ্চ রক্তচাপ, হাইপারলিপিডিমিয়া, সেরিব্রাল থ্রম্বোসিস ও অন্যান্য রক্তনালীর রোগে আক্রান্ত রোগী এবং হাঁপানি, ব্রঙ্কাইটিস, দীর্ঘস্থায়ী ব্রঙ্কাইটিস, পালমোনারি হৃদরোগ ও অন্যান্য শ্বাসতন্ত্রের রোগে আক্রান্ত রোগীসহ সকল বয়সের মানুষের জন্য উপযুক্ত।


পোস্ট করার সময়: জুন-১৭-২০২২