بررسی ساختار و عملکرد دستگاه پالس اکسی متر و مشکلات آن

بررسی ساختار و عملکرد دستگاه پالس اکسی متر و مشکلات آن

پالس اکسی‌متر (Pulse Oximeter) دستگاهی غیرتهاجمی است که برای اندازه‌گیری درصد اشباع اکسیژن خون (SpO₂) و بررسی ضربان قلب (Pulse Rate) به‌کار می‌رود. این وسیله در بخش‌های درمانی مانند ICU، اورژانس، اتاق عمل، کلینیک‌ها، اورژانس پیش‌بیمارستانی و حتی کاربرد خانگی استفاده می‌شود. 

■ عملکرد پالس‌اکسی‌متر

پالس‌اکسی‌متر با تاباندن نور در دو طول موج (قرمز و مادون‌قرمز) از بافت‌های بدن، معمولاً نوک انگشت یا لاله گوش، میزان جذب نور توسط هموگلوبین اکسیژن‌دار و بدون اکسیژن را اندازه‌گیری کرده و درصد اشباع اکسیژن را محاسبه می‌کند.

□ مبنای کاری:

• هموگلوبین اکسیژن‌دار نور مادون‌قرمز را بیشتر جذب می‌کند.

• هموگلوبین بدون اکسیژن نور قرمز را بیشتر جذب می‌کند.

دستگاه با مقایسه جذب این دو نور، میزان SpO₂ را تخمین می‌زند.

همچنین از تغییرات پالس نوری، ضربان قلب را محاسبه می‌کند.

■ انواع پالس‌اکسی‌متر

• رومیزی (stationary)

• پرتابل

• انگشتی (Fingertip)

• روی مچ یا Wearable

• نوزادان (Neonatal) با سنسور مخصوص

• سنایج و چسبی (adhesive)

در ادامه ساختار (Structure) و عملکرد (Working Principle) پالس‌اکسی‌متر به صورت دقیق و ساده توضیح داده می‌شود:

■ ساختار پالس‌اکسی‌متر (Structure)

پالس‌اکسی‌متر معمولاً از اجزای زیر تشکیل شده است:

○ 1) سنسور (Sensor / Probe)

• شامل ۲ منبع نور (LED):

• نور قرمز (Red ≈ 660 nm)

• نور مادون‌قرمز (Infrared ≈ 940 nm)

• گیرنده نوری (Photodetector)

نور عبوری از بافت را دریافت و به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند.

سنسور معمولاً روی:

• نوک انگشت

• لاله گوش

• نوک پا (برای نوزادان)

قرار می‌گیرد. 

○ 2) واحد پردازشگر (Microprocessor)

• تحلیل سیگنال دریافتی از سنسور

• محاسبه SpO₂ و ضربان قلب

• حذف نویز ناشی از حرکت یا نور محیط 

○ 3) سیستم نمایش (Display)

• نشان‌دهنده:

• میزان اشباع اکسیژن (SpO₂)

• تعداد ضربان قلب (Pulse Rate)

• در برخی مدل‌ها: موج پلت (Plethysmograph) 

○ 4) منبع تغذیه

• باتری یا آداپتور

■  نحوه عملکرد پالس‌اکسی‌متر (Working Principle)

پایه عملکرد پالس‌اکسی‌متر بر اساس طیف جذب نور هموگلوبین است.

~ مراحل کار:

۱) تابش نور

LEDهای سنسور، نور قرمز و مادون‌قرمز را از بافت عبور می‌دهند.

۲) جذب نور

دو نوع هموگلوبین نور را متفاوت جذب می‌کنند:

نوع هموگلوبینجذب نور قرمزجذب مادون‌قرمزHb (بدون اکسیژن)زیادکمHbO₂ (اکسیژن‌دار)کمزیاد 

۳) دریافت نور عبوری

فوتودیـتکتور مقدار نور عبوری را دریافت و به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند.

۴) تحلیل سیگنال

سیگنال عبوری نشان‌دهنده نسبت HbO₂ به Hb است.

پردازشگر مقدار SpO₂ را از نسبت جذب دو طول‌موج محاسبه می‌کند.

▪︎ مقادیر طبیعی SpO₂:

95–100%

۵) محاسبه ضربان

تغییرات ریتمیک جذب نور، نمایانگر نبض است.

دستگاه با بررسی پیک‌های سیگنال، Pulse Rate را محاسبه می‌کند. 

• نکته مهم

این اندازه‌گیری غیرتهاجمی و بدون خون‌گیری بوده

و از تحلیل نور برای تخمین اشباع اکسیژن استفاده می‌کند، نه از تجزیه مستقیم خون. 

 ۵) عوامل مؤثر در خطا

• حرکت بیمار

• نور محیط

• گردش خون ضعیف

• لاک ناخن/طیف رنگ پوست تیره

• مسمومیت با CO (کاربوکسی‌هموگلوبین باعث خطا)

• هموگلوبین غیرطبیعی

• سنسور نامناسب یا کثیف

• هیپوترمی 

 ۶) نگهداری

▪︎ سنسور را تمیز نگه دارید

▪︎ از واردآمدن فشار و کشیدگی به کابل سنسور جلوگیری کنید

▪︎ بررسی دوره‌ای عملکرد و کالیبراسیون

▪︎ استفاده از سنسور مناسب محل (انگشت/گوش/پای نوزاد)

 ۷) کاربردهای بالینی

• پایش بیماران ICU

• کنترل طی بیهوشی

• بررسی بیماران قلبی – ریوی

• EMS / آمبولانس

• تشخیص هیپوکسمی

• مانیتورینگ خواب (آپنه)

در ادامه مشکلات رایج پالس‌اکسی‌متر و روش رفع آن‌ها توضیح داده می‌شود:

○  مشکلات رایج پالس‌اکسی‌متر :

1) ضعف پرفیوژن (Low Perfusion)

❗ زمانی رخ می‌دهد که خون‌رسانی انگشت کم باشد

(مثل سرما، شوک، همی‌پرفیوژن، کاهش فشار خون)

● راه‌حل:

• گرم کردن دست یا پا

• تغییر محل سنسور (مثلاً به گوش)

• بررسی گردش خون

• اطمینان از عدم فشار بیش‌ازحد سنسور

2) حرکت بیمار (Motion Artifact)

باعث اختلال در سیگنال و قرائت اشتباه SpO₂

● راه‌حل:

• ثابت نگه داشتن محل سنسور

• استفاده از سنسور مناسب

• کاهش لرزش

• استفاده از دستگاه‌های Motion Tolerant

3) تداخل نور محیط

نور شدید (مثلاً اتاق عمل) باعث تداخل با نور سنسور می‌شود.

● راه‌حل:

• پوشاندن سنسور با پارچه تیره

• کاهش نور مستقیم محیط

4) رنگ ناخن یا لاک

لاک‌های تیره (مشکی، آبی، بنفش) و ناخن مصنوعی میزان نور را کاهش می‌دهند.

● راه‌حل:

• برداشتن لاک

• استفاده از گوش یا پای بیمار برای سنسور جایگزین

5) اختلالات هموگلوبین

• کاربوکسی‌هموگلوبین (COHb)

• مت‌هموگلوبین (MetHb)

می‌توانند SpO₂ را غلط نشان دهند.

● راه‌حل:

• استفاده از Co-oximeter برای اندازه‌گیری دقیق

• بررسی علائم مسمومیت CO

6) آنمی شدید

در کم‌خونی شدید، عدد SpO₂ ممکن است طبیعی باشد ولی اکسیژن‌رسانی کافی نباشد.

● راه‌حل:

• بررسی Hb

• تفسیر SpO₂ همراه با علائم بالینی

7) خرابی یا آسیب سنسور

• پارگی کابل

• کثیف بودن سنسور

• خرابی LED

● راه‌حل:

• تعویض یا تست سنسور

• بررسی اتصال‌ها

• تمیز کردن سنسور

8) اندازه نامناسب سنسور

استفاده از سنسور بزرگ برای نوزاد یا برعکس باعث تشخیص اشتباه می‌شود.

● راه‌حل:

• انتخاب سنسور مناسب محل و سن

9) پوست تیره، تتو

پوست تیره یا تتو باعث کاهش عبور نور می‌شود.

● راه‌حل:

• استفاده از محل مناسب‌تر (مثلاً گوش)

• استفاده از سنسورهای با حساسیت بیشتر

10) باتری ضعیف یا نویز الکتریکی

باعث قطع یا اشتباه در نمایش می‌شود.

● راه‌حل:

• تعویض باتری

• بررسی کابل برق

• دور کردن از تجهیزات دارای نویز 

۲) مشکلات مربوط به تفسیر

گاهی مقدار SpO₂ طبیعی است اما بیمار هیپوکسمیک است یا برعکس

← به دلیل محدودیت‌های فیزیولوژیک

○ راه‌حل:

• توجه به وضعیت بالینی

• استفاده از ABG برای تأیید 

۳) نکات مهم پیشگیری:

• استفاده از سنسور مناسب و سالم

• ثابت نگه‌داشتن دست/پا

• تمیز کردن سنسور

• اطمینان از گرم بودن عضو

• جلوگیری از نور محیط

• باتری کافی

دوره آموزش تعمیر تجهیزات پزشکی

آموزش تعمیرات تجهیزات پزشکی

دوره آموزش تعمیرات تجهیزات پزشکی

دوره آموزش تعمیرات تجهیزات بیمارستانی

دوره آموزش تعمیرات تجهیزات دندانپزشکی

دوره آموزش تعمیرات تجهیزات آزمایشگاهی

گروه سهند اولین مرکز آموزش تعمیرات تجهیزات پزشکی در ایران

@sahandbme