Princip neinvazivne detekcije zasićenja kisika u krvi

Funkcionalna zasićenost kiseonikom se često koristi klinički kako bi se odrazile promene nivoa kiseonika u krvi. Neinvazivno merenje zasićenosti krvi sa kisikom zasnovano je na principu da apsorpcija svetlosti arterijskom krvom varira sa arterijskom pulzacijom. Osnovna istraživanja pokazuju da oksihemoglobin i ne-oksihemoglobin imaju različite stope apsorpcije za incidentno svetlo na različitim talasnim dužinama. Kada monohromatsko svetlo osvetljava ljudsko telo vertikalno, apsorpcija svetlosti arterijskom krvom će se promeniti sa pulsiranjem arterija u regionu koji prenosi svetlost, a apsorpcija svetlosti od drugih tkiva kao što su koža, mišić, kost i venska krv konstantno. Kada je prst osvetljen konstantnim svetlom λ1, λ2 od dve specifične talasne dužine, ako je odgovarajuća izabrana talasna dužina incidentne svetlosti λ1 (HbO2, Hb ima ovde jednako apsorpcionu karakteristiku, to jest oko 805 nm), zakon Lambert-Beara primenjen i prema zasićenju kiseonika. Definicija može biti izvedena iz približne formule zasićenja arterijskog kiseonika:

SaO2 = bQ

Gdje: Q je odnos promene apsorpcije dve talasne dužine (HbO2, Hb), a, b je konstanta, a odnosi se na strukturu senzora instrumenta i uslove merenja.

Važno je napomenuti da je biološko tkivo složeni optički medij sa anizotropnim, jakim rasipanjem i slabom apsorpcijom. Zbog toga se ne može opisati strogom formulom u stvarnom merenju, tako da se generalno određuje merenjem odnosa promjene apsorbancije dva greda. Kalibraciona krivulja konačno dobija zasićenje kiseonikom. Kada se odabere talasna dužina dva greda, talasna dužina incidentnog svetla je generalno izabrana za 660 nm i 940 nm.