SpO₂ में S और O बड़े अक्षर होते हैं, p छोटा, और 2 नीचे सूचकांक के रूप में: S — saturation (संतृप्ति), p — pulse (नाड़ी), यानी पल्स ऑक्सीमीटर से मापी गई संतृप्ति। आगे के अक्षर अहम हैं: SaO₂ वही राशि है जो एनालाइज़र में धमनी रक्त से मापी जाती है, ScvO₂ — केंद्रीय शिरा के रक्त से, और इनके अंक अलग-अलग होते हैं।
संतृप्ति हीमोग्लोबिन का वह अंश है जिससे ऑक्सीजन बँधी है, रक्त में ऑक्सीजन की मात्रा नहीं: एनीमिया में SpO₂ 99 % हो सकता है, फिर भी ऊतकों को ऑक्सीजन पूरी नहीं मिलती। यह mmHg में आंशिक दाब PaO₂ भी नहीं है, जो संतृप्ति से S-आकार के वक्र द्वारा जुड़ा है और 97 % पर लगभग 90 mmHg होता है।
बाईं ओर नाख़ून वाली उँगली का सिरा LED और फ़ोटोडायोड के बीच दबा है: लाल 660 nm और इन्फ्रारेड 940 nm बारी-बारी से चमककर उँगली के आर-पार जाते हैं, और उसमें धमनी दिल की धड़कन के साथ स्पंदित होती है। दाईं ओर छोटी स्क्रीन पर नाड़ी तरंग दौड़ती है और धड़कन का निशान टिमटिमाता है, और नीचे पैमाने का सूचक 97 % तक पहुँचता है — समुद्र तल पर स्वस्थ व्यक्ति की सामान्य संतृप्ति।
इकाई पत्रक
ऑक्सीहीमोग्लोबिन का अंश · नाड़ी पत्रक 1/1 · संशोधन 2026-09पल्स ऑक्सीमेट्री SpO₂ · % · min⁻¹
विमाहीन राशि · स्पंदित धमनी रक्त में ऑक्सीहीमोग्लोबिन का अंश, %; नाड़ी — प्रति मिनट धड़कनें
दो रोशनियाँ, जो रक्त के आर-पार देखती हैं
1972 में टोक्यो की कंपनी Nihon Kohden के इंजीनियर ताकुओ आओयागी रक्त में रंजक के तनु होने के ढंग से हृदय निकास मापने की कोशिश कर रहे थे और एक व्यवधान से परेशान थे: कान के आर-पार गुज़रे प्रकाश का संकेत नाड़ी की लय में काँपता था। उन्होंने समझा कि यही कंपन असल में उपहार है — केवल धमनी रक्त स्पंदित होता है, और यदि दो रंगों के प्रकाश के केवल दोलन करते हिस्से को देखा जाए, तो त्वचा, हड्डी और शिराएँ गणना से अपने-आप बाहर हो जाती हैं।
इस तरह पल्स ऑक्सीमीटर बना — एक क्लिप, जो कुछ ही सेकंड में बता देती है कि धमनियों का कितने प्रतिशत हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन ले जा रहा है। 1980 के दशक के अंत तक यह एनेस्थीसिया में अनिवार्य हो गई, और 2020 की महामारी में लाखों लोगों का घरेलू उपकरण बन गई; तभी पता चला कि गहरी त्वचा वाले लोगों में यह अधिक बार सामान्य मान दिखाती है, जबकि ऑक्सीजन पहले ही कम हो चुकी होती है।
यह पत्रक उँगली के आर-पार प्रकाश भेजता है, दिखाता है कि दो नाड़ी तरंगों से प्रतिशत कैसे बनता है, और समझाता है कि त्रुटि कहाँ से आती है और नियामक उसके साथ क्या करते हैं।
01 · परिभाषा
दो प्रकाश · अनुपात R · अंशांकनSpO₂ ऑक्सीजन ले जाने में सक्षम हीमोग्लोबिन में ऑक्सीहीमोग्लोबिन का अंश है, जिसे ऊतक के आर-पार गुज़रे प्रकाश से मापा जाता है। ऑक्सीहीमोग्लोबिन चटक लाल होता है और 660 nm का लाल प्रकाश कम सोखता है, पर 940 nm का इन्फ्रारेड अधिक, जबकि डीऑक्सीहीमोग्लोबिन (अपचयित हीमोग्लोबिन) इसका उलटा करता है; इन दो अवशोषणों का अनुपात ही बताता है कि कितना हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन से भरा है।
त्वचा, हड्डी और शिरा रक्त को अलग करने के लिए उपकरण संकेत का केवल स्पंदित हिस्सा, AC, लेता है और हर रंग के लिए उसे स्थिर हिस्से, DC, से भाग देता है, फिर लाल अनुपात को इन्फ्रारेड अनुपात से भाग देता है। इससे विमाहीन संख्या R मिलती है, “अनुपातों का अनुपात”, और यह जितनी बड़ी हो, संतृप्ति उतनी कम होती है।
उँगली में प्रकाश इतने जटिल ढंग से प्रकीर्णित होता है कि भौतिकी से R से प्रतिशत सैद्धांतिक रूप से निकालना संभव नहीं, इसलिए संबंध प्रयोग से खोजा जाता है: स्वयंसेवक कम ऑक्सीजन वाला गैस मिश्रण साँस में लेते हैं, उनका धमनी रक्त लिया जाता है, और “R — SaO₂” बिंदु अंशांकन वक्र बनाते हैं, जो उपकरण में दर्ज रहता है। सरल रूप में यह सीधी रेखा SpO₂ ≈ 110 − 25·R के क़रीब है।
उपकरण क्या देखता है और क्या नहीं
बाईं ओर उँगली पर असली फ़िंगर पल्स ऑक्सीमीटर है, और उँगली की त्वचा का रंग मोंक पैमाने के अनुसार है: ऊपरी ढक्कन पर संतृप्ति और नाड़ी वाली स्क्रीन चमकती है, और आवरण का कटा हिस्सा दिखाता है कि लाल और इन्फ्रारेड LED बारी-बारी से स्पंदित धमनी के ऊपर उँगली के सिरे को फ़ोटोडायोड तक रोशन करते हैं। दाईं ओर बेडसाइड मॉनिटर पर दो नाड़ी तरंगें हैं, जैसी फ़ोटोडायोड उन्हें देखता है: उनका आयाम AC है और विस्थापन DC। स्लाइडर धमनी रक्त की वास्तविक संतृप्ति, त्वचा की रंजकता, परफ़्यूज़न और नाड़ी तय करते हैं; उपकरण अपनी संख्या दिखाता है, और पत्रक उसकी तुलना सच से करता है।
हल्की त्वचा वाले स्वयंसेवकों पर अंशांकन
मेलेनिन लाल प्रकाश को इन्फ्रारेड से काफ़ी अधिक सोखता है, और गहरी त्वचा में स्पंदित धमनी तक जाकर लौटने वाला लाल प्रकाश कम होता है, जिससे संकेत कमज़ोर और खिसका हुआ हो जाता है। यदि अंशांकन वक्र मुख्यतः हल्की त्वचा वाले स्वयंसेवकों पर बनाया गया हो, तो उपकरण इस खिसकाव का ध्यान नहीं रखता और संतृप्ति बढ़ाकर दिखाता है, सबसे अधिक निम्न मानों पर, जहाँ त्रुटि ज़्यादा ख़तरनाक है। 2020 में NEJM में प्रकाशित अध्ययन ने दिखाया कि छिपा हाइपोक्सीमिया — SpO₂ 92—96 % होने पर भी वास्तविक SaO₂ 88 % से कम — अश्वेत मरीज़ों में श्वेत मरीज़ों की तुलना में तीन गुना अधिक बार मिला।
02 · रूपांतरण
वक्र · सटीकता · ऊँचाईप्रतिशत से ऑक्सीजन दाब तक
संतृप्ति, ऑक्सीजन का आंशिक दाब या अनुपात R डालें, और पत्रक हीमोग्लोबिन वियोजन वक्र के अनुसार उन्हें एक-दूसरे में बदलेगा, दिखाएगा कि उपकरण की स्वीकार्य त्रुटि पर वास्तविक SaO₂ किस दायरे में है, और ऊँचाई पर कितनी संतृप्ति अपेक्षित है।
याद रखने का नियम: 90 % संतृप्ति लगभग 60 mmHg ऑक्सीजन के बराबर है, और इस बिंदु के नीचे वक्र तेज़ी से नीचे गिरता है।
कार्बन मोनोऑक्साइड हीमोग्लोबिन से जुड़कर कार्बॉक्सीहीमोग्लोबिन बनाती है, जो 660 nm पर लगभग ऑक्सीहीमोग्लोबिन जैसा दिखता है, इसलिए विषाक्तता में पल्स ऑक्सीमीटर सामान्य 98 % दिखाता है, जबकि रक्त में ऑक्सीजन कम होती है। मेथीमोग्लोबिन इसके उलट, किसी भी वास्तविक संतृप्ति पर रीडिंग को 85 % की ओर खींचता है; दोनों स्थितियों में सच केवल ब्लड गैस एनालाइज़र का CO-ऑक्सीमीटर बताता है।
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04 · मापक यंत्र
कान · क्लिप · घड़ी · CO-ऑक्सीमीटररक्त का रंग देखने के चार तरीक़े
ऑक्सीजन मास्क के बिना पायलटों के लिए उपकरण
युद्ध के दौरान ग्लेन मिलिकन ने ऊँचाई पर ऑक्सीजन की कमी के बारे में पायलटों को सचेत करने के लिए कान का ऑक्सीमीटर बनाया। कान की लौ को गर्म किया जाता था ताकि उसका रक्त लगभग धमनी जैसा हो जाए, और उपकरण लाल और हरे प्रकाश की तुलना करता था; यह काम तो करता था, पर नख़रे दिखाता था और हर व्यक्ति पर अलग अंशांकन माँगता था, क्योंकि संकेत के स्पंदित हिस्से को अलग करना तब तक नहीं आता था।
आओयागी की क्लिप
क्लिप में दो LED बारी-बारी से जलते हैं, कभी-कभी बीच में विराम के साथ, जिसमें फ़ोटोडायोड कमरे की पृष्ठभूमि रोशनी मापता है, और उपकरण को प्रति सेकंड सैकड़ों बार तीन संकेत मिलते हैं। लाल और इन्फ्रारेड तरंगों से वह स्पंदित हिस्से अलग करता है, R की गणना करता है, उसे कुछ सेकंड में औसत करता है और अंशांकन तालिका से प्रतिशत में बदलता है, और तरंग का आवर्तकाल नाड़ी देता है।
प्रकाश, जो आर-पार नहीं जाता
घड़ी कलाई को आर-पार रोशन नहीं कर सकती, इसलिए LED और फ़ोटोडायोड पास-पास लगे होते हैं, और उपकरण त्वचा के नीचे से पीछे की ओर प्रकीर्णित प्रकाश पकड़ता है। इस तरह नाड़ी भरोसे से मापी जाती है, अक्सर हरे प्रकाश से, पर संतृप्ति कम सटीक आती है: संकेत कमज़ोर होता है, कलाई हिलती है, और ऐसे अधिकांश उपकरण चिकित्सा उपकरण नहीं होते।
वह मानक, जिससे क्लिप को परखा जाता है
ब्लड गैस एनालाइज़र में धमनी रक्त की कोशिकाएँ तोड़ी जाती हैं, उसे क्यूवेट में रखकर दर्जनों तरंगदैर्ध्यों से रोशन किया जाता है, जिससे उपकरण ऑक्सीहीमोग्लोबिन, डीऑक्सीहीमोग्लोबिन, कार्बॉक्सी- और मेथीमोग्लोबिन को अलग-अलग पहचानता है। इसका SaO₂ ही वह सच है जिससे पल्स ऑक्सीमीटरों का अंशांकन और जाँच होती है, और विवादित मामलों में डॉक्टर क्लिप पर भरोसा करने के बजाय धमनी से रक्त लेता है।
05 · लेखन नियम
Sp और Sa · प्रतिशत · ऑक्सीजनO₂ से पहले का अक्षर उपकरण का नाम बताता है
संतृप्ति स्रोत के संकेत, पूर्ण प्रतिशत और परिस्थितियों के साथ लिखी जाती है — व्यक्ति कमरे की हवा में साँस ले रहा है या ऑक्सीजन पा रहा है।
दाईं ओर की पहली पंक्ति बड़े-छोटे अक्षर, सूचकांक और प्रतिशत चिह्न खो देती है, दूसरी संतृप्ति को ऑक्सीजन दाब से भ्रमित करती है, और तीसरी क्लिप और ब्लड गैस एनालाइज़र के बीच बराबरी का चिह्न लगा देती है, जबकि उपकरण की स्वीकार्य त्रुटि कुछ प्रतिशत है। चौथी भरे हुए हीमोग्लोबिन के अंश को ऑक्सीजन की मात्रा कहती है, पाँचवीं उपकरण को दशमांश तक की सटीकता देती है, जो उसमें नहीं है, और छठी नाड़ी को हर्ट्ज़ में लिखती है, जबकि प्रति मिनट 72 धड़कनें 1.2 Hz होती हैं।
06 · पड़ोसी इकाइयाँ
दाब · तरंगदैर्ध्य · आवृत्तिSpO₂ के पड़ोसी हैं मिलीमीटर पारा, जिसमें रक्त में ऑक्सीजन का दाब मापा जाता है, नैनोमीटर — वह तरंगदैर्ध्य, जिस पर हीमोग्लोबिन रंग से अलग पहचाने जाते हैं — और प्रति मिनट धड़कनें, जिन्हें वही उपकरण नाड़ी तरंग से गिनता है।
हीमोग्लोबिन वियोजन के S-आकार वक्र द्वारा संतृप्ति से जुड़ा।
660 और 940 nm वहाँ चुने गए हैं जहाँ हीमोग्लोबिन सबसे अधिक अलग होते हैं।
नाड़ी तरंग के आवर्तकाल से नाड़ी, वही आवृत्ति जो हृदय की है।
07 · ऐतिहासिक भाग
अभिलेख · कान की लौ से FDA तकव्यवधान कैसे मुख्य संकेत बना
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उपकरण कितनी बार ऑक्सीजन की कमी चूक गया
स्तंभ की ऊँचाई — माप-जोड़ियों का वह अंश जिनमें SpO₂ 92—96 % था, पर वास्तविक SaO₂ 88 % से कम, श्वेत और अश्वेत मरीज़ों में, सजोडिंग और सहयोगियों के अध्ययन, NEJM 2020 के अनुसार; पैमाना शून्य से 12 % तक। फ़्रेम स्तंभों को घेरता है।
स्क्रीन पर एक ही संख्या पर तीन गुना अंतर — और इसी अध्ययन के बाद नियामकों ने परीक्षण की आवश्यकताओं पर पुनर्विचार किया।
ऐसा उपकरण, जिसका अंशांकन लोग हैं
पल्स ऑक्सीमीटर का कोई ऐसा मानक नहीं जिसे क्लिप में रखा जा सके: हर मॉडल का अंशांकन वक्र जीवित लोगों पर बनाया जाता है, जिन्हें प्रयोगशाला में धीरे-धीरे ऑक्सीजन से वंचित किया जाता है और साथ ही उनका धमनी रक्त लिया जाता है। मानक ISO 80601-2-61 कम से कम दस स्वस्थ स्वयंसेवकों और 70 से 100 % के दायरे में कई सौ बिंदु-जोड़ियों की माँग करता है, और सटीकता को वर्ग-माध्य-मूल अंतर Arms से व्यक्त किया जाता है: नियामक तीन-चार प्रतिशत से अधिक की अनुमति नहीं देते।
कमज़ोर कड़ी इन दस लोगों की संरचना निकली। पुराने नियम गहरी त्वचा वाले केवल कुछ स्वयंसेवकों की माँग करते थे, और परीक्षण पास करने वाले उपकरण उन पर लगभग जाँचे ही नहीं जाते थे; पूरे समूह की औसत त्रुटि छोटी दिखती थी, और कुछ लोगों के लिए व्यवस्थित खिसकाव उसमें घुल जाता था।
2020—2022 के अध्ययनों के बाद FDA ने विशेषज्ञ परिषद बुलाई और प्रस्ताव रखा कि उपकरणों को रंजकता के पूरे दायरे के लोगों पर परखा जाए, रंजकता को प्रश्नावली से नहीं बल्कि त्वचा के रंग से वस्तुनिष्ठ ढंग से आँका जाए, और हर समूह के लिए सटीकता अलग से बताई जाए। इस तरह न्याय का प्रश्न पहली बार मापविज्ञान का प्रश्न बना: अंशांकन किसके हिस्से आया।
SI की सात मूल इकाइयाँ
राशियों की सूची
चिकित्सा
अम्ल की एक बूँद रस का रंग बदल देती है, नमक लौ को रंग देता है, पानी एक थपकी से जम जाता है। उनके नीचे Simetrium के सारे पृष्ठ, विषय के अनुसार और वर्णक्रम में।
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