Princip för icke-invasiv detektering av blodmättnad

Funktionell syremättnad används ofta kliniskt för att återspegla förändringar i syrehalten i blodet. Den icke-invasiva mätningen av syrgasmättnad är baserad på principen att absorptionen av ljus av arteriellt blod varierar med arteriell pulsering. Grundforskning visar att oxyhemoglobin och non-oxyhemoglobin har olika absorptionshastigheter för infallande ljus vid olika våglängder. När monokromatiskt ljus tänder människokroppen vertikalt, förändras ljusets absorption genom arteriellt blod med pulsationen av artärerna i den ljusöverförande regionen, medan ljusets absorption av andra vävnader såsom hud, muskel, ben och venöst blod är konstant. När fingeren är upplyst med konstant ljus Xl, X2 med två specifika våglängder, om den infallande ljusvåglängden X är lämpligt vald (HbO2, Hb har en lika absorptionskarakteristik här, det vill säga ca 805 nm) är Lambert-Bear-lagen appliceras och enligt syrgasmättnaden. Definitionen kan härledas från den approximativa formeln för arteriell syremättnad:

SaO2 = en bQ

Var: Q är förhållandet mellan absorbansförändring av två våglängder (HbO2, Hb), a, b är en konstant, och är relaterad till instrumentets sensorstruktur och mätförhållanden.

Det är viktigt att notera att biologisk vävnad är ett komplext optiskt medium med anisotrop, stark spridning och svag absorption. Därför kan det inte beskrivas med en strikt formel i faktisk mätning, så det bestäms generellt genom att mäta förhållandet mellan förändringen av absorbansen hos de två strålarna. Kalibreringskurvan erhåller slutligen syrgasmättnad. När våglängden hos de två strålarna väljs väljs våglängden hos det infallande ljuset allmänt för att vara 660 nm och 940 nm.