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산소포화도 측정기 원리.
산소포화도 측정기는 다른 말로 펄스 옥시미터 라고도 불러요.
혈액 안에 산소가 얼마나 녹아들어있는지, 그 비율을 측정하는 것이죠.
산소포화도 측정기 원리
산소포화도 측정기, 펄스 옥시미터는 빛을 이용해요.
보통 두가지 파장의 빛을 이용하죠.
하나는 적색의 660nm이고 다른 하나는 적외선 940nm의 빛이에요.
이 두개의 빛을 손가락 쪽에 투과시키거나 반사시켜요.
센서와 빛이 나오는 광원에 따라 투과인지 반사인지 달라져요.
투과되거나 반사되는 과정에서, 빛은 혈액에 일부가 흡수돼요.
여기서 2가지 빛을 사용하는 이유가 나옵니다.
혈액내의 헤모글로빈은 산소와 결합한 헤모글로빈과 결합하지 않은 헤모글로빈으로 나뉩니다.
각각 산소화 헤모글로빈, 탈산소 헤모글로빈이라고 불리죠.
산소화 헤모글로빈은 주로 적외선을 많이 흡수하고, 탈산소 헤모글로빈은 주로 적색광을 흡수해요.
센서에서 이 비율을 측정하면 탈산소/산소화 헤모글로빈의 비율을 알 수 있겠죠?
이게 바로 산소포화도 측정의 원리에요.
광용적맥파/PPG
위에서 빛을 센서가 측정하다고 했죠?
센서는 이 광용적맥파 센서 혹은 PPG(Photoplethysmography) 센서를 사용합니다.
이 센서에는 측정 부위에서 투과되거나 반사되는 두 파장의 빛을 받습니다.
받는 부분은 포토 다이오드라고 하는 부분인데, 포토 다이오드에서 빛을 아날로그 신호로 변환합니다.
이 신호는 맥박에 의한 맥동성분(AC)과 혈관 및 조직의 비맥동성분(DC)이 포함됩니다.
산소포화도 산출에 바로 이 비율이 사용되죠.
각 파장별로 AC/DC 비율을 구하고 두 파장 사이의 비를 산출합니다.
산소포화도 계산식
산소포화도는 하나의 수식을 통해 계산할 수 있습니다.
- SpO2 = A – B*R
여기서 R은 (적색광의 AC/DC)/(적외선의 AC/DC 비율이에요.
A와 B는 기기별로 보정하는 계수이구요.
각 PPG와 광원에 따라 수치가 달라지는 값이기에, 임상을 통한 수치 추정이 필요해요.
산소포화도 측정기 원리 : 손가락으로 측정하는 이유는?
산소포화도 측정기/펄스 옥시미터는 대부분 손가락에 장착하는걸 볼 수 있어요.
왜 그럴까요?
여기에는 실용적인 이유와 해부학적 이유가 같이 있습니다.
- 장시간 측정에도 불편이 적다.
- 손가락은 접근과 고정이 쉬워요.
- 통증이나 불편도 거의 없구요.
- 장치를 손가락 끝을 클립 형태로 감싸게 설게되어 있어 사용도 간편하죠.
- 덕분에 손가락이 조금 움직이더라도 쉽게 빠지지 않기도 합니다.
- 측정하기 적당한 조직.
- 손가락 끝은 모세혈관 분포가 풍부해요.
- 덕분에 혈액 순환이 잘 일어나죠.
- 빛이 충분히 조직을 통과할 수 있으면서도 맥동 신호의 분리가 용이해요.
- 피부와 조직의 두께가 적당히 얇고 균일한 것도 한몫 합니다.
이 두가지 이유로 인해 발가락이나 귓볼 등 다른 부위에 비해 손가락이 자주 이용됩니다.
산소치료 시리즈 – 바이오파스타
