پالس اکسیمتر

البته برای کالیبره کردن این دستگاه از روش‌های تجربی و قدیمی استفاده می‌شود. پالس اکسی‌مترهای متداول امروزی با استناد به کالیبراسیون های تجربی، در اشباع پایین ضعیف عمل می کنند و باید از یک روش کالیبراسیون قابل اعتماد در اشباع زیر ۷۰‌درصد استفاده کرد. پالس اکسی متری در اشباع پایین، مثلا محدوده ۱۰ % – ۷۰ % علاوه بر استفاده برای بزرگسالان، کاربردهای دیگری چون مانیتورینگ جنین در آزمایشگاه‌ها دارد. نقطه آغاز در توسعه یک الگوریتم کالیبراسیون، بازبینی دقیق فیزیک پایه پالس اکسی متر است تا بتوان انتشار نور در بافت را با جزئیات کامل مدل سازی کرد. میزان کدری بافت، تاثیر مهمی در مدل سازی کیفی و دقیق ارسال نور دارد که باید از تخمین استفاده کرد.
امروزه پالس اکسی مترها به صورت تجربی کالیبره شده و رابطه بین اشباع اکسیژن شریانی و اندازه گیری شدت نور را به صورت تجربی تعیین می کنند.
کالیبراسیون اندازه گیری شدت نور با فروکردن پروب در آب مقطر پیش از آزمایش انجام می گیرد. به این دلیل از آب استفاده می شود که ضریب شکست نوری آن تقریبا با ضریب شکست بافت برابر است.
یک پالس اکسی متر پیشرفته (سنسور و مانیتور) از مجموعه ای از طول موج ها استفاده می کند تا نسبت به اشباع اکسیژن و خطاهای مشخصه های بافت نسبت به شرایط کالیبره شده حساسیت ایجاد کند. مانیتور عوامل خطا با SpO2 کالیبره شده را شناسایی کرده یا آنها را برطرف می کند. که این مساله به خصوص در مانیتورینگ نوزادان از اهمیت ویژه ای برخوردار است.پالس اکسی مترها در حین ساخت کالیبره شده و زمانی که روشن می شوند به صورت خودکار مدارهای داخلی خود را بررسی می کنند.کالیبراسیون استفاده شده در برخی پالس اکسی مترها برای تعیین اشباع اکسیژن با کمترین خطا، شامل مراحل زیر است:
۱- قسمتی از بافت را در معرض مجموعه ای از طول موج های نوری که توسط پالس اکسی متر تولید می‌شود قرار می دهند.
۲- مشخصه های قسمتی از بافت که ممکن است بر تعیین اشباع اکسیژن اثر بگذارد را تعیین می کنند.
۳- طول موج نسبی را در اولین زیر مجموعه طول موج ها تعیین کرده تا بتوان مقدار اشباع اکسیژن را محاسبه کرد.
۴- طول موج اصلاحی را در دومین زیر مجموعه طول موج ها تعیین کرده تا بتوان خطا را اصلاح کرد. در کالیبراسیون اشباع اکسیژن محاسبه می شود تا به دلیل اختلال در مشخصه های بافت از یک محدوده معینی تجاوز نکند. همچنین طول موج صحیح را انتخاب کرده تا خطا به صورت بهینه ای اصلاح شود.
۵- طول موج های نوری ارسال شده یا منعکس شده از اجزا بافت را آشکارسازی کرده و نورهای آشکارسازی شده به سیگنال های الکتریکی تبدیل می شوند.
۶- سیگنال های الکتریکی را تصحیح و دیجیتال کرده تا داده های دریافت شده از سیگنال های ورودی بازدهی بالایی داشته باشند.
۷- توابع تصحیح را تعیین کرده تا خطاهای موجود در سیگنال های ورودی از بین رفته و سیگنال مطابق با نسبت طول موج تنظیم شده باشد.
۸- دامنه مجموعه پالس ها که از اصلاح سیگنال های ورودی به دست آمده با پردازش پارامترهای پالس اکسی متر محاسبه می شود.
۹- خطاهای موجود در سیگنال های ورودی را جهت تطابق با طول موج های اصلاحی تنظیم شده، آشکارسازی کرده و اگر خطایی در محاسبات کالیبراسیون اصلاح خطا باشد با اعمال توابع اصلاحی به سیگنال های ورودی آنها را با طول موج های تنظیم شده تطبیق می دهد.
۱۰- مقدار اشباع اکسیژن را از نسبت پالس های نرمالیزه شده محاسبه کرده و اصلاح خطای کالیبراسیون صورت می گیرد.

روش گفته شده در حالت های زیر انجام می شود:
یک بار مشخصه های بافت کسری از خون موجود در آن، یک بار هماتوکریت خون موجود در بافت و بار دیگر نسبت خون شریانی به خون وریدی موجود در بافت در نظر گرفته می شود.
محدوده تعیین شده اشباع اکسیژن به ترتیب ۱۰۰%-۰، ۷۰%-۰ و ۴۰%-۲۰ قرار داده می شود.
طول موج تصحیح به منظور بهینه سازی اصلاح خطاها انتخاب شده و مبنای آن تفاضل حساسیتی است که از تغییرات منحنی انحرافات نتیجه شده باشد.
نسبت طول موج در طول موج قرمز محدوده ۶۵۰-۶۹۹ نانومتر و یک طول موج مادون قرمز در محدوده ۸۱۵ -۸۰۰ نانومتر تنظیم شود.
این بار طول موج تصحیح طوری تنظیم شود که نسبت یک یا چند طول موج به طول موج تنظیم شده در محدوده ۸۱۵-۸۰۰ نانومتر قرار گیرد.
به طور کلی این چنین دستگاهها شامل یک سنسور، منبع انتشار نور(امیتر) و آشکارسازهای نوری هستند به انضمام دستگاه مانیتورینگ که اکتساب سیگنال، آنالیز و نمایش یا پرینت آنها را انجام می دهد. سیگنال های صادر شده از سنسور پالس اکسی متر با غلظت و طول موج های نوری که در نزدیکی بافت منتشر می شود رابطه عکس دارد. جذب طول موج های مختلف به مشخصه های بافت بستگی دارد و شامل جذب توسط پیگمان های پوست، استخوان، خون غیر نبضی ورید و خون نبضی شریان. سیگنال پالس اکسی متر شامل یک بخش DC (بدون ضربان) و یک بخش AC (ضربان دار) است. لازم به ذکر است که شدت نور دریافت شده با آشکارساز ، هم به خواص جذب و هم به پراکندگی نور توسط بافت بستگی دارد.
کالیبراسیون، مشخصه های بافت و سنسور را به گونه‌ای اصلاح می کند که پراکندگی نور توسط خون و بافت در آن تاثیری نداشته باشد.
واژه “خطای کالیبراسیون” اشاره دارد به تعیین نادرست اشباع اکسیژن توسط پالس اکسی متر به خصوص به علت تغییرات در کالیبراسیون یا رابطه بین نسبت دامنه پالس های نرمالیزه شده و SpO2 که با یک شیوه کالیبراسیون صحیح، در یک طول موج خاص می‌توان خطا را در نتایج مشخصه های بافت کاهش داد.
بهتر است زمان کالیبره کردن دستگاه، پروب آن نیز تست شود بدین ترتیب که پس از اتصال پروب به دستگاه و روشن کردن آن باید نور قرمز رنگی در داخل پروب دیده شود . در صورتی که این نور مشاهده نشود، به احتمال قوی یکی از سیم های پروب قطع شده است . در غیر این صورت ممکن است که دیود نورانی متولد نور سوخته باشد.
در صورتی که نور قرمز رنگ مشاهده شد ولی با این حال سیگنال مناسب توسط دستگاه نمایش داده نشد، آنگاه ابتدا داخل پروب با یک پنبه آغشته به الکل سفید تمیز شود و سپس از سالم بودن فنر پروب یا نحوه بستن صحیح آن اطمینان حاصل شود. اگر باز هم نتیجه مطلوب حاصل نشد ، این بار باید سوکت انتهایی پروب به لحاظ داشتن قطعی یا اتصال کنترل شود. در صورتی که این سوکت نیز سالم باشد ، به احتمال زیاد اشکال از سنسورهای پروب است و این سنسورها باید تعویض شوند .