Die Grundlagen der Pulsoximetrie

veröffentlicht am 16. November 2015 in Allgemein von

Im klinischen Alltag gehört der Pulsoxymeter in vielen Bereichen zum Standardpatientenmonitoring. Mit der Pulsoxymetrie wird der Sauerstoffgehalt im Blut überwacht. Bei Operationen gehört der rot leuchtende Clip am Finger oder Ohr schon längst zur Routine. Das Prinzip wurde zum ersten Mal im Jahre 1935 von K. Matthes aus Leipzig am menschlichen Ohrläppchen erwähnt Eine Weiterentwicklung fand nicht statt. Erst im Jahre 1972 gelang dem japanischen Bio-Ingenieur Takuo Aoyagi eine nutzbare Methode. In Deutschland fand es unter der Bezeichnung Photoplethysmographie in einem Migräne-Forschungsprojekt, erstmals im Jahre 1976 Verwendung.

Grundlagen der Pulsoximetrie

Die Pulsoxymetrie macht sich zu Nutzen, dass der Blutfarbstoff verschiedene Färbungen zeigt. Mit Sauerstoff beladenes gesättigtes Hämoglobin ist hellrot und absorbiert besonders rotes Licht. Ungesättigtes Hämoglobin hat eine dunkelrote bis bläuliche Farbe und nimmt vor allem Licht im infraroten Bereich auf. Die eine Seite des Pulsoxymeters hat eine Lichtquelle, welche rotes Licht der Wellenlänge 660 Nanometer aussendet, sowie infrarotes Licht mit einer Wellenlänge von 940 Nanometer.
Auf der anderen Seite des Pulsoxymeters befindet sich ein Fotodetektor. Dieser misst, wie viel Licht bei dem Finger oder am Ohrläppchen ankommt. Die sich daraus ergebenden Messwerte, speichert der Computer, und zeigt an, wie viel und welches Licht Blut und Gewebe am Ort der Messung aufgenommen wurde. In dem Finger oder am Ohrläppchen sind zwischen Lichtquelle und Fotodetektor unterschiedliche Gewebe vorhanden, wie auch das Blut in den Venen und das Blut in den Arterien. Alle haben gemeinsam, das sie Licht absorbieren. Wichtig ist jedoch nur die Menge des Lichtes, welche das Blut in den Arterien aufnimmt.
Der Computer berechnet das im Pulsoximeter Test wie folgt. Das Gewebe, wie auch das venöse Blut sind immer vorhanden. Beide nehmen immer einen konstanten Teil des Lichtes aus der Lichtquelle zu sich. Dies wird als Hintergrundabsorption bezeichnet. Das Blut in den Arterien wird durch den Herzschlag pulsförmig durch das Gewebe gepumpt. Beim Pulsschlag ist mehr arterielles Blut zu sehen und somit wird mehr Licht aufgenommen. Dies wird als Spitzenabsorption bezeichnet. Um den Anteil des Lichtes bestimmen zu können, welchen das pulsierende arterielle Blut aufnimmt, subtrahiert der Computer die Hintergrundabsorption von der Spitzenabsorption. Zudem vergleicht das Gerät die Absorption bei 660 und 940 Nanometern.
Aus diesen Messwerten errechnet der Computer den Anteil an gesättigtem und ungesättigtem Hämoglobin im arteriellen Blut.


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