ఫింగర్‌టిప్ పల్స్ ఆక్సిమీటర్ యొక్క పనితీరు మరియు పనులు ఏమిటి?

COVID-19 తీవ్రతకు ముఖ్యమైన సూచిక అయిన ధమనుల రక్తంలో ఆక్సిజన్ సాంద్రతను పర్యవేక్షించడానికి 1940లలో మిల్లికాన్ ఫింగర్‌టిప్ పల్స్ ఆక్సిమీటర్‌ను కనుగొన్నారు.యోంకర్ ఇప్పుడు ఫింగర్‌టిప్ పల్స్ ఆక్సిమీటర్ ఎలా పనిచేస్తుందో వివరిస్తారా?

జీవ కణజాలం యొక్క వర్ణపట శోషణ లక్షణాలు: కాంతిని జీవ కణజాలానికి వికిరణం చేసినప్పుడు, కాంతిపై జీవ కణజాల ప్రభావాన్ని నాలుగు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు, వాటిలో శోషణ, వికీర్ణం, ప్రతిబింబం మరియు ఫ్లోరోసెన్స్ ఉన్నాయి. వికీర్ణాన్ని మినహాయించినట్లయితే, జీవ కణజాలం ద్వారా కాంతి ప్రయాణించే దూరం ప్రధానంగా శోషణ ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది. కాంతి కొన్ని పారదర్శక పదార్థాలలోకి (ఘన, ద్రవ లేదా వాయు) చొచ్చుకుపోయినప్పుడు, కొన్ని నిర్దిష్ట పౌనఃపున్య భాగాల లక్ష్య శోషణ కారణంగా కాంతి తీవ్రత గణనీయంగా తగ్గుతుంది, ఇది పదార్థాల ద్వారా కాంతిని శోషణ చేసే దృగ్విషయం. ఒక పదార్థం ఎంత కాంతిని గ్రహిస్తుందో దాని ఆప్టికల్ సాంద్రత అంటారు, దీనిని శోషణ అని కూడా పిలుస్తారు.

కాంతి వ్యాప్తి ప్రక్రియ అంతటా పదార్థం ద్వారా కాంతి శోషణ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం, పదార్థం ద్వారా గ్రహించబడిన కాంతి శక్తి మొత్తం మూడు కారకాలకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, అవి కాంతి తీవ్రత, కాంతి మార్గం యొక్క దూరం మరియు కాంతి మార్గం యొక్క క్రాస్ సెక్షన్‌లోని కాంతి-శోషక కణాల సంఖ్య. సజాతీయ పదార్థం యొక్క ప్రాతిపదికన, క్రాస్ సెక్షన్‌లోని కాంతి శోషక కణాల సంఖ్యను యూనిట్ వాల్యూమ్‌కు కాంతి-శోషక కణాలుగా పరిగణించవచ్చు, అవి పదార్థం చూషణ కాంతి కణ సాంద్రత, లాంబర్ట్ బీర్ నియమాన్ని పొందవచ్చు: ఆప్టికల్ సాంద్రత యొక్క యూనిట్ వాల్యూమ్‌కు పదార్థ ఏకాగ్రత మరియు ఆప్టికల్ మార్గం పొడవు, పదార్థం చూషణ కాంతి యొక్క స్వభావానికి ప్రతిస్పందించే పదార్థం చూషణ కాంతి సామర్థ్యంగా అర్థం చేసుకోవచ్చు. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఒకే పదార్ధం యొక్క శోషణ స్పెక్ట్రం వక్రత యొక్క ఆకారం ఒకేలా ఉంటుంది మరియు శోషణ శిఖరం యొక్క సంపూర్ణ స్థానం విభిన్న ఏకాగ్రత కారణంగా మాత్రమే మారుతుంది, కానీ సాపేక్ష స్థానం మారదు. శోషణ ప్రక్రియలో, పదార్థాల శోషణ అన్నీ ఒకే విభాగం యొక్క ఘనపరిమాణంలో జరుగుతాయి మరియు శోషక పదార్థాలు ఒకదానికొకటి సంబంధం కలిగి ఉండవు మరియు ఫ్లోరోసెంట్ సమ్మేళనాలు ఉండవు మరియు కాంతి వికిరణం కారణంగా మాధ్యమం యొక్క లక్షణాలను మార్చే దృగ్విషయం లేదు. అందువల్ల, N శోషణ భాగాలతో కూడిన ద్రావణానికి, ఆప్టికల్ సాంద్రత సంకలితంగా ఉంటుంది. ఆప్టికల్ సాంద్రత యొక్క సంకలితత మిశ్రమాలలో శోషక భాగాల పరిమాణాత్మక కొలతకు సైద్ధాంతిక ఆధారాన్ని అందిస్తుంది.

బయోలాజికల్ టిష్యూ ఆప్టిక్స్‌లో, 600 ~ 1300nm యొక్క స్పెక్ట్రల్ ప్రాంతాన్ని సాధారణంగా "బయోలాజికల్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ విండో" అని పిలుస్తారు మరియు ఈ బ్యాండ్‌లోని కాంతి అనేక తెలిసిన మరియు తెలియని స్పెక్ట్రల్ థెరపీ మరియు స్పెక్ట్రల్ డయాగ్నసిస్‌కు ప్రత్యేక ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉంది. ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ప్రాంతంలో, జీవ కణజాలాలలో నీరు ఆధిపత్య కాంతి-శోషక పదార్థంగా మారుతుంది, కాబట్టి లక్ష్య పదార్ధం యొక్క కాంతి శోషణ సమాచారాన్ని బాగా పొందడానికి వ్యవస్థ స్వీకరించిన తరంగదైర్ఘ్యం నీటి శోషణ శిఖరాన్ని నివారించాలి. అందువల్ల, 600-950nm సమీప-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రమ్ పరిధిలో, కాంతి శోషణ సామర్థ్యం కలిగిన మానవ వేలు కొన కణజాలం యొక్క ప్రధాన భాగాలు రక్తంలోని నీరు, O2Hb (ఆక్సిజనేటెడ్ హిమోగ్లోబిన్), RHb (తగ్గిన హిమోగ్లోబిన్) మరియు పరిధీయ చర్మ మెలనిన్ మరియు ఇతర కణజాలాలు.

అందువల్ల, ఉద్గార వర్ణపటం యొక్క డేటాను విశ్లేషించడం ద్వారా కణజాలంలో కొలవవలసిన భాగం యొక్క గాఢత యొక్క ప్రభావవంతమైన సమాచారాన్ని మనం పొందవచ్చు. కాబట్టి మనకు O2Hb మరియు RHb సాంద్రతలు ఉన్నప్పుడు, మనకు ఆక్సిజన్ సంతృప్తత తెలుస్తుంది.ఆక్సిజన్ సంతృప్తత SpO2రక్తంలో ఆక్సిజన్-బౌండ్ ఆక్సిజనేటెడ్ హిమోగ్లోబిన్ (HbO2) పరిమాణంలో మొత్తం బైండింగ్ హిమోగ్లోబిన్ (Hb) శాతంగా, రక్త ఆక్సిజన్ పల్స్ యొక్క సాంద్రతగా ఉంటుంది కాబట్టి దీనిని పల్స్ ఆక్సిమీటర్ అని ఎందుకు పిలుస్తారు? ఇక్కడ ఒక కొత్త భావన ఉంది: రక్త ప్రవాహ పరిమాణం పల్స్ వేవ్. ప్రతి హృదయ చక్రంలో, గుండె సంకోచం బృహద్ధమని మూలం యొక్క రక్త నాళాలలో రక్తపోటు పెరగడానికి కారణమవుతుంది, ఇది రక్త నాళ గోడను విస్తరిస్తుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, గుండె యొక్క డయాస్టోల్ బృహద్ధమని మూలం యొక్క రక్త నాళాలలో రక్తపోటు తగ్గడానికి కారణమవుతుంది, ఇది రక్త నాళ గోడ సంకోచించడానికి కారణమవుతుంది. హృదయ చక్రం యొక్క నిరంతర పునరావృతంతో, బృహద్ధమని మూలం యొక్క రక్త నాళాలలో రక్తపోటు యొక్క స్థిరమైన మార్పు దానితో అనుసంధానించబడిన దిగువ నాళాలకు మరియు మొత్తం ధమని వ్యవస్థకు కూడా ప్రసారం చేయబడుతుంది, తద్వారా మొత్తం ధమని వాస్కులర్ గోడ యొక్క నిరంతర విస్తరణ మరియు సంకోచం ఏర్పడుతుంది. అంటే, గుండె యొక్క ఆవర్తన కొట్టుకోవడం బృహద్ధమనిలో పల్స్ తరంగాలను సృష్టిస్తుంది, ఇది ధమని వ్యవస్థ అంతటా రక్త నాళ గోడల వెంట ముందుకు తిరుగుతుంది. గుండె విస్తరించి, కుంచించుకుపోయిన ప్రతిసారీ, ధమనుల వ్యవస్థలో ఒత్తిడిలో మార్పు ఆవర్తన పల్స్ తరంగాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. దీనినే మనం పల్స్ తరంగం అని పిలుస్తాము. పల్స్ తరంగం గుండె, రక్తపోటు మరియు రక్త ప్రవాహం వంటి అనేక శారీరక సమాచారాన్ని ప్రతిబింబిస్తుంది, ఇది మానవ శరీరం యొక్క నిర్దిష్ట భౌతిక పారామితులను నాన్-ఇన్వాసివ్ గుర్తింపు కోసం ముఖ్యమైన సమాచారాన్ని అందిస్తుంది.