Неинвазивный сенсор кровенаполнения

Технология неинвазивного спектрофотометрического измерения концентрации гемоглобина в тканях человека создала и возможность неинвазивного измерения кровенаполнения живых тканей. До этого медицина такой возможности не имела. Фотоплетизмография ведь позволяет отслеживать только небольшие пульсовые изменения кровенаполнения, но не абсолютный его уровень, например, в объемных %. А без такой возможности оказываются нежизнеспособными почти все неинвазивные технологии измерения абсолютных концентраций биологически важных веществ в крови человека (например, билирубина, глюкозы, карбоксигемоглобина и т.д.), поскольку результаты измерения концентрации этих веществ в ткани не удается корректно пересчитать именно на кровь.

Известно, что гемоглобин присутствует только в крови человека и нигде в организме не выходит из кровеносного русла наружу. Концентрация общего гемоглобина одинакова во всех звеньях системы кровообращения человека. Изменяется лишь степень его насыщения кислородом. Поэтому именно общий гемоглобин является наилучшим индикатором присутствия крови в ткани. Концентрация общего гемоглобина в ткани , которую измеряет гемоглобиномер, – это число молекул гемоглобина, приходящихся в среднем на единицу объема ткани . Они находятся в заполняющей эту ткань крови, объём которой

и есть относительное кровенаполнение ткани или, другими словами, – объёмная доля крови в ткани. Поэтому средняя концентрация общего гемоглобина в ткани напрямую зависит от кровенаполнения этой ткани и пропорциональна концентрации гемоглобина в крови :

Значит, измерив с помощью гемоглобиномера концентрацию общего гемоглобина в ткани и зная концентрацию его в крови, можно вычислить кровенаполнение ткани по формуле

Концентрация общего гемоглобина в крови – достаточно стабильный во времени показатель. Обычно она может заметно измениться лишь за несколько недель или даже месяцев, тогда как кровенаполнение конкретного участка тела и соответственно концентрация гемоглобина в нем могут меняться довольно быстро и существенно. Поэтому в большинстве случаев концентрацию гемоглобина в крови достаточно контролировать периодически, раз в несколько месяцев, и хранить в медицинской карточке пациента. Интеллектуальный сенсор гемоглобина легко превращается также и в сенсор кровенаполнения. Для этого в его внутреннее программное обеспечение вводят микропрограмму вычислений относительного кровенаполнения по формуле (19.12).

Неинвазивные измерения кровенаполнения полезны во многих случаях диагностики и лечения травм, ожогов, опухолей, рожистых и других заболеваний кожи. Они могут также значительно ускорить разработку приборов для неинвазивного измерения концентрации в крови человека других биологически важных веществ, например, сахара.