Історія пульсової оксиметрії

Оскільки новий коронавірус широко поширюється по всьому світу, увага людей до здоров’я досягла безпрецедентного рівня.Зокрема, потенційна загроза нового коронавірусу для легенів та інших органів дихання робить щоденний моніторинг здоров’я особливо важливим.На цьому тлі пульсоксиметри все частіше входять у повсякденне життя людей і стали важливим інструментом домашнього моніторингу здоров’я.

Отже, чи знаєте ви, хто винахідник сучасного пульсоксиметра?
Як і багато інших наукових досягнень, сучасний пульсоксиметр не був дітищем якогось самотнього генія.Починаючи з примітивної, болісної, повільної та непрактичної ідеї в середині 1800-х років і охоплюючи понад століття, багато вчених та медичних інженерів продовжували здійснювати технологічні прориви у вимірюванні рівня кисню в крові, прагнучи забезпечити швидке, портативне та безперебійне вимірювання. -інвазивний метод пульсоксиметрії.
1840 Відкритий гемоглобін, який переносить молекули кисню в крові
З середини до кінця 1800-х років вчені почали розуміти, як людське тіло поглинає кисень і розподіляє його по всьому тілу.
У 1840 році Фрідріх Людвіг Хунефельд, член Німецького біохімічного товариства, відкрив кристалічну структуру, яка переносить кисень у крові, посіявши таким чином насіння сучасної пульсоксиметрії.
У 1864 році Фелікс Хоппе-Сейлер дав цим магічним кристалічним структурам власну назву — гемоглобін.Дослідження Хоупа-Тейлора щодо гемоглобіну спонукали ірландсько-британського математика та фізика Джорджа Габріеля Стокса до вивчення «пігментного відновлення та окислення білків у крові».

У 1864 році Джордж Габріель Стокс і Фелікс Хоппе-Сейлер виявили різні спектральні результати багатої та бідної киснем крові при освітленні.
Експерименти Джорджа Габріеля Стокса та Фелікса Хоппе-Сейлера в 1864 році виявили спектроскопічні докази зв’язування гемоглобіну з киснем.Вони спостерігали:
Багата киснем кров (насичений киснем гемоглобін) виглядає яскраво-вишнево-червоним під світлом, тоді як бідна на кисень кров (ненасичений киснем гемоглобін) виглядає темно-фіолетово-червоним.Той самий зразок крові змінює колір під впливом різних концентрацій кисню.Збагачена киснем кров виглядає яскраво-червоною, а бідна на кисень насичено-фіолетово-червоною.Ця зміна кольору зумовлена ​​змінами характеристик спектрального поглинання молекул гемоглобіну, коли вони з’єднуються з киснем або дисоціюють від нього.Це відкриття надає прямі спектроскопічні докази функції крові, що переносить кисень, і закладає наукову основу для поєднання гемоглобіну та кисню.

Але в той час, коли Стоукс і Хоуп-Тейлор проводили свої експерименти, єдиним способом виміряти рівень оксигенації крові пацієнта залишався взяти зразок крові та проаналізувати його.Цей метод болючий, інвазивний і надто повільний, щоб дати лікарям достатньо часу, щоб діяти на основі інформації, яку він надає.І будь-яка інвазивна або інтервенційна процедура може спричинити інфекцію, особливо під час розрізів шкіри або уколів голкою.Ця інфекція може виникати локально або поширюватися, перетворюючись на системну інфекцію.що призводить до медичного
лікування нещасний випадок.

У 1935 році німецький лікар Карл Маттес винайшов оксиметр, який освітлював кров у вусі подвійною довжиною хвилі.
Німецький лікар Карл Маттес у 1935 році винайшов пристрій, який кріпився на мочці вуха пацієнта і міг легко світити в кров пацієнта.Спочатку два кольори світла, зелений і червоний, використовувалися для виявлення присутності насиченого киснем гемоглобіну, але такі пристрої є розумно інноваційними, але мають обмежене використання, оскільки їх важко відкалібрувати та надають лише тенденції насичення, а не абсолютні результати параметрів.

Винахідник і фізіолог Гленн Міллікен створив перший портативний оксиметр у 1940-х роках
Американський винахідник і фізіолог Глен Міллікен розробив гарнітуру, яка стала відомою як перший портативний оксиметр.Він також ввів термін «оксиметрія».
Пристрій було створено, щоб задовольнити потребу в практичному пристрої для пілотів Другої світової війни, які іноді літали на висоти з кисневим голодуванням.Вушні оксиметри Millikan в основному використовуються у військовій авіації.

1948–1949: Ерл Вуд вдосконалює оксиметр Міллікена
Іншим фактором, який Міллікен проігнорував у своєму пристрої, була необхідність накопичення великої кількості крові у вусі.
Лікар клініки Мейо Ерл Вуд розробив оксиметричний пристрій, який використовує тиск повітря, щоб нагнітати більше крові у вухо, що забезпечує більш точні та надійні показники в реальному часі.Ця гарнітура була частиною системи оксиметра Wood Ear, рекламованої в 1960-х роках.

1964: Роберт Шоу винайшов перший вушний оксиметр з абсолютним показанням
Роберт Шоу, хірург із Сан-Франциско, спробував додати більше довжин хвиль світла до оксиметра, удосконаливши оригінальний метод виявлення Матісса з використанням двох довжин хвиль світла.
Пристрій Шоу включає в себе вісім довжин хвиль світла, що додає більше даних до оксиметра для розрахунку рівня кисню в крові.Цей прилад вважається першим вушним оксиметром з абсолютними показниками.

1970: Hewlett-Packard випускає перший комерційний оксиметр
Оксиметр Шоу вважався дорогим, громіздким, і його доводилося возити з кімнати в кімнату в лікарні.Однак це показує, що принципи пульсоксиметрії достатньо добре зрозумілі, щоб продавати їх у комерційних упаковках.
Компанія Hewlett-Packard випустила на комерціалізацію восьмихвильовий вушний оксиметр у 1970-х роках і продовжує пропонувати пульсоксиметри.

1972-1974: Такуо Аоягі розробляє новий принцип пульсоксиметра
Досліджуючи шляхи вдосконалення пристрою, який вимірює артеріальний кровотік, японський інженер Такуо Аоягі натрапив на відкриття, яке мало значне значення для іншої проблеми: пульсоксиметрії.Він зрозумів, що рівень оксигенації артеріальної крові також можна виміряти частотою пульсу серця.

Такуо Аоягі представив цей принцип своєму роботодавцю Ніхону Кохдену, який пізніше розробив оксиметр OLV-5100.Пристрій, представлений у 1975 році, вважається першим у світі вушним оксиметром, заснованим на принципі пульсоксиметрії Аоягі.Пристрій не мав комерційного успіху, і його ідеї деякий час ігнорувалися.Японський дослідник Такуо Аоягі відомий тим, що включив «пульс» у пульсоксиметрію за допомогою форми хвилі, створеної артеріальними пульсами, для вимірювання та розрахунку SpO2.Він вперше повідомив про роботу своєї команди в 1974 році. Він також вважається винахідником сучасного пульсоксиметра.

У 1977 році з’явився перший пальцевий пульсоксиметр OXIMET Met 1471.
Пізніше подібну ідею запропонували Масаічіро Коніші та Акіо Яманіші з Minolta.У 1977 році Minolta випустила перший пальцевий пульсоксиметр OXIMET Met 1471, який відкрив новий спосіб вимірювання пульсоксиметрії кінчиками пальців.

До 1987 року Аоягі був найбільш відомий як винахідник сучасного пульсоксиметра.Аоягі вірить у «розробку неінвазивної технології постійного моніторингу» для моніторингу пацієнтів.Сучасні пульсоксиметри використовують цей принцип, і сучасні пристрої працюють швидко та безболісно для пацієнтів.
1983 Перший пульсоксиметр Nellcor
У 1981 році анестезіолог Вільям Нью і двоє його колег створили нову компанію під назвою Nellcor.Вони випустили свій перший пульсоксиметр у 1983 році під назвою Nellcor N-100.Компанія Nellcor використала прогрес у напівпровідникових технологіях, щоб комерціалізувати подібні пальцеві оксиметри.N-100 не тільки точний і відносно портативний, він також містить нові функції в технології пульсоксиметрії, зокрема звуковий індикатор, який відображає частоту пульсу та SpO2.

Сучасний мініатюрний пальцевий пульсоксиметр
Пульсоксиметри добре адаптувалися до багатьох ускладнень, які можуть виникнути під час спроби виміряти рівень кисню в крові пацієнта.Вони значно виграють від зменшення розміру комп’ютерних чіпів, що дозволяє їм аналізувати відбиття світла та дані пульсу серця, отримані в менших пакетах.Цифровий прорив також дає медичним інженерам можливість вносити коригування та вдосконалення для підвищення точності показань пульсоксиметра.

Висновок
Здоров'я - це найперше багатство в житті, а пульсоксиметр - це охоронець здоров'я навколо вас.Оберіть наш пульсоксиметр і нехай здоров’я буде у вас під рукою!Будьмо уважні до моніторингу кисню в крові та бережімо здоров’я своє та своїх рідних!