Поглощение света гемоглобином крови
Содержание статьи
Студопедия — Поглощение света гемоглобином
Поглощение света и цвет гемоглобина.Цвет растворенного вещества, не испускающего световые лучи, зависит от его способности поглощать падающий свет в той или иной части спектра видимого света. Как правило, каждое вещество поглощает свет лишь в определенной области спектра, тогда как свет других длин волн проходит через это вещество почти беспрепятственно. Цвет раствора вещества определяется спектральным составом прошедшего через него света.
Красный цвет растворов гемоглобина (и, следовательно, крови) обусловлен тем, что это вещество относительно сильно поглощает коротковолновый свет, т. е. в синей области спектра, а большую часть длинноволнового (красного) света пропускает.
При исследовании света, прошедшего через раствор оксигенированного гемоглобина, с помощью спектроскопа можно обнаружить не только полосу поглощения в синей области спектра (полосу Соре), но также две характерные темные полосы (полосы поглощения) в желтой и желто-зеленой областях спектра с максимумами при длинах волн 577 и 541 нм [11].
Дезоксигемоглобин несколько интенсивнее, чем оксигемоглобин, поглощает длинноволновые лучи и менее интенсивно — коротковолновые. В связи с этим венозная кровь выглядит темнее и имеет красный цвет с синеватым оттенком. При спектроскопическом исследовании выявляется одна широкая полоса поглощения в желто-зеленой части спектра с максимумом при длине волны 555 нм.
Спектрфотометрия. Для количественного анализа абсорбционных свойств окрашенного раствора используют спектрофотометры. В этих приборах видимый свет разлагается в спектр при помощи призмы или дифракционной решетки, а затем свет очень узкой области длин волн (так называемый монохроматический свет) проходит через исследуемый раствор. Поглощение света зависит от длины волны и от свойств раствора. Для определения соотношения между интенсивностью падающего (I0) и прошедшего (I) света используется фотоэлемент. Отношение I/I0 называется пропусканием, а отношение (I0 — I)/I0 — поглощением. Полный спектр поглощения раствора получают путем последовательного измерения этих величин для разных длин волн.
ГЛАВА 22. ТРАНСПОРТ ГАЗОВ КРОВИ 607
| Рис. 22.4. Спектры поглощения оксигемоглобина (НbО2) и дезоксигемоглобина (Hb). По оси ординат слева-коэффициент поглощения, справа -экстинкция |
Спектры поглощения.На рис. 22.4 изображены спектры поглощения оксигемоглобина ндезоксигемоглобина. Тем участкам спектра, в которых при спектроскопии обнаруживаются темные полосы, соответствуют максимумы на кривой поглощения. Для оксигемоглобина характерны два таких максимума, а для гемоглобина — один, занимающий положение между ними. Из рисунка видно, что эти максимумы приходятся на те же длины волн, что и полосы поглощения.
Точки пересечения обеих кривых поглощения, или так называемые изобестические точки, соответствуют длинам волн, при которых растворы равной концентрации Hb и НbО2 пропускают свет в одинаковой степени. Если длина волны световых лучей соответствует изобестической точке, то поглощение их гемоглобином не зависит от степени его оксигенации. Монохроматический свет такой длины волны используют в тех случаях, когда необходимо определить концентрацию гемоглобина, не подвергая его химическим модификациям (см. ниже). Если же спектрофотометрию используют для измерения насыщения гемоглобина кислородом, то, напротив, выбирают свет с такой длиной волны, при которой разница между коэффициентами поглощения оксигемоглобина и дезоксигемоглобина максимальна, т.е. 600, 577, 470 нм и т. д. (см. рис. 22.4).
Закон Ламберта-Бэра. Вкачестве количественной характеристики поглощения света часто используют также экстинкцию(Е) (на рис. 22.4 отложена по правой оси ординат):
О)
где I0-интенсивность падающего света, а I- интенсивность прошедшего света. Экстинкцию удобно использовать в связи с тем, что она прямо про-
порциональна концентрации растворенного вещества С:
(2)
где d-толщина слоя раствора, а ε — коэффициент экстинкции (величина, постоянная для каждого вещества). Линейная зависимость между экстинкцией, концентрацией и толщиной слоя раствора называется законом Ламберта-Бэра. Этот закон справедлив только для монохроматического света.
Содержание гемоглобина в крови; среднее содержание гемоглобина в эритроците
Нормальные показатели.Содержание гемоглобина в крови человека составляет в среднем 158 г/л (15.8 г/дл) у мужчин и 140 г/л (14 г/дл) у женщин. Как и практически любые биологические показатели, эта величина претерпевает определенные колебания даже у здоровых людей. Пределы колебаний определяют путем построения частотного распределениязначений для большого числа людей (рис. 22.5).
С возрастом содержание гемоглобина в крови заметно меняется. В крови новорожденного оно составляет 200 г/л. причем возможны значительные индивидуальные колебания (рис. 22.5). В течение первого года жизни содержание гемоглобина снижается примерно до 115 г/л, а затем постепенно возрастает до уровня, характерного для взрослых.
Высокое содержание гемоглобина в крови наблюдается не только у плода, но также у лиц, длительное время живущих в условиях высокогорья (с. 714). И в том и в другом случае повышение содержания гемоглобина необходимо для того, чтобы обеспечить нормальное снабжение тканей кислородом при пониженном парциальном давлении этого газа.
Уменьшение содержания гемоглобина по сравнению с нормальным уровнем называется анемией.Как правило, диагноз анемия ставят в том случае, если содержание гемоглобина меньше 130 г/л у мужчин и 120 г/л у женщин.
Измерение содержания гемоглобина.Для измерения содержания гемоглобина существует много методов, в том числе: 1) определение количества связанного О2(1 г Hb может присоединить до 1,36 мл О2); 2) анализ уровня железа в крови (содержание железа в гемоглобине составляет 0,34%); 3) колориметрия (сравнение цвета крови с цветом стандартного раствора); 4) измерение экстинкции (спектрофотометрия). При проведении рутинных определений уровня гемоглобина отдают предпочтение последнему методу, так как при использова-
6C8 ЧАСТЬ VI. ДЫХАНИЕ
нии первых двух способов необходима сложная аппаратура, а метод колориметрии неточен.
Спектрофотометрический анализ. Принцип метода состоит в определении содержания Hb в крови по экстинкции монохроматического света. Поскольку растворенный гемоглобин нестабилен, а экстинкция зависит от степени оксигенации, его необходимо предварительно перевести в стабильную форму.
Спектрофотометрические измерения содержания гемоглобина производят следующим образом. Кровь набирают в капиллярную пипетку и затем смешивают с раствором, содержащим калий железосинеродистый (K3[Fe(CN)6]), цианистый калий (KCN) и бикарбонат натрия (NaHCO3). Под действием этих веществ эритроциты разрушаются, и гемоглобин превращается в цианметгемоглобинHbCN (содержащий трехвалентное железо), способный сохраняться в течение нескольких недель. При спектрофотометрии раствор цианметгемоглобина освещают монохроматическим светом с длиной волны 546 нм и определяют экстинкцию Е. Зная коэффициент экстинкции ε и толщину слоя раствора d, можно, исходя из закона
Ламберта-Бэра [уравнение (2)], определить концентрацию раствора С непосредственно по величине экстинкции Е. Чаще предпочитают, однако, предварительно откалибровать шкалу экстинкции при помощи стандартного раствора. В настоящее время цианметгемоглобиновый метод считается наиболее точным из общепринятых способов измерения содержания гемоглобина [32].
Среднее содержание гемоглобина в эритроците.
Важным диагностическим показателем, позволяющим оценить эритропоэз и провести дифференциальную диагностику различных форм анемии, служит среднее содержание гемоглобина в одном эритроците (СГЭ) (по международной классификации-mean corpuscular hemoglobin, MCH). Эта величина отражает абсолютное количество гемоглобина, содержащееся в среднем в одном эритроците. Ее находят путем деления количества гемоглобина в определенном объеме крови на число эритроцитов в том же объеме.
Приведем пример расчета СГЭ. У здорового мужчины в 1 л крови содержится 158 г Hb и 5,1 млн ∙ 106 эритроцитов (1 л = 106 мкл). СГЭ равно отношению этих величин:
Такая же величина СГЭ характерна и для здоровых женшин:
Эритроциты с нормальным содержанием гемоглобина (26-36 пг) называют нормохромнымн. Если СГЭ патологически снижено, то эритроциты называют гипохромными, а если оно повышено — гиперхромными. Эти же термины употребляют и для обозначения различных форм анемии. Так, когда образование гемоглобина снижается в результате недостатка железа, содержание гемоглобина в расчете на эритроцит падает, и возникает гипохромная анемия. При других разновидностях анемии (например, пернициозной анемии) нарушается образование красных кровяных телец в костном мозгу, и в крови появляются деформированные эритроциты с высоким содержанием гемоглобина. В этом случае речь идет о гиперхромной анемии. После значительной кровопотери СГЭ сначала не изменяется (нормохромная анемия), а в последующем вследствие избыточной продукции эритроцитов содержание гемоглобина в них падает (гипохромная анемия).
Рекомендуемые страницы:
Источник
лияние света на кровь. Кроветворение под действием света
Влияние света на кровь. Кроветворение под действием света
Вопросу о влиянии солнечной энергии на кровь и на ее составные части посвящена весьма обширная литература. Но, несмотря на множество работ гематологов разных стран, ряд вопросов еще окончательно не разрешен. Одно несомненно, что кровь под влиянием лучистой энергии претерпевает различные физико-химические изменения.
Было установлено возникновение гемолиза — растворения красных кровяных шариков в пробирке под влиянием ультрафиолетовых лучей. Лучи с длиной волны более 310 mu слабее вызывают гемолиз, чем лучи с короткой длиной волны. Гемолиз при облучении начинается через 20—30 мин. Проф.. А. П. Егоров приводит примеры появления гемолиза непосредственно в организме при чрезмерных солнечных ваннах.
Кровь, подобно коже, весьма интенсивно поглощает лучистую энергию. Кровью поглощаются главным образом лучи, которые вызывают на коже эритему. После поглощения лучистой энергии кровь становится фотоактивной.
Известно, что форменные элементы крови, а также гемоглобин при нормальном их количестве у здоровых людей изменяются мало, особенно при умеренном освещении. После солнечной ванны число эритроцитов в среднем увеличивается на 8%, а число лейкоцитов— на 6%.
Объясняется это главным образом том, что кровь во время потения сгущается и в общий ток крови увлекаются форменные элементы из кроветворных органов вследствие увеличения кровообращения. Увеличение форменных элементов продолжается недолго, и по прекращении ванны они возвращаются к исходному состоянию. Но при систематических солнечных ваннах количество гемоглобина и форменных элементов прогрессивно возрастает.
Иные явления наблюдаются при значительных дозах ультрафиолетовых лучей, а иногда и при дозах ниже эритемных, когда эти дозы быстро увеличиваются или облучения быстро следуют одно за другим. В таких случаях количество гемоглобина и число эритроцитов уменьшаются.
Лейкоцитарная формула крови также изменяется. Рядом опытов установлено, что количество лейкоцитов, эозинофилов и лимфоцитов увеличивается по мере увеличения количества лучей с короткой волной. По данным А. П. Егорова, в период приема солнечных ванн общее число лейкоцитов меняется незначительно, а чаще уменьшается. По наблюдению большинства исследователей, вначале происходит обычно нейтрофильный лейкоцитоз, вскоре сменяющийся лимфоцитозом и эозинофилией.
При непосредственном освещений ультрафиолетовыми лучами резистентность крови понижается. В крови после облучения оказываются эритроциты, которые обладают малой резистентностью и легко разрушаются в гипотонических растворах поваренной соли. Кроме эритроцитов с пониженной минимальной резистентностью, в результате появления более стойких юных форм можно наблюдать и более стойкие эритроциты с максимальной резистентностью.
Под влиянием лучистой энергии изменяется резервная щелочность крови, которая дает возможность судить о кислотно-основном равновесии крови. Установлено, что в первые же часы после ультрафиолетового и рентгеновского облучения в животном организме происходит часто меняющееся увеличение кислотности крови, в дальнейшем наблюдается алкалоз (нарастание щелочности) в крови, даже через 14 дней после облучения. Следует добавить, что, наряду с данными клиник и лабораторий, существуют и данные практических наблюдений. По этим данным, при солнечных ваннах у больных анемией и хлорозом общее состояние улучшается и местные расстройства ослабевают, улучшается цвет кожных покровов, исчезают различные болезненные симптомы — головные боли, головокружение, появляется аппетит и т. д.
Под влиянием освещения ультрафиолетовыми лучами, как показали работы Кабанова и его сотрудников, из тканей в просвет сосудов поступают вещества, которые рождают в крови особые свойства вызывать необычные дли кропи биологические реакции. Раствор Рингер — Локка, пропущенный череп изолированное ухо кролика, облучаемое ультрафиолетовыми лучами, приобретал сосудистосуживающие свойства. Кровь облученного животного вызывала усиленную перестальтику изолированной кишки.
— Также рекомендуем «Влияние света на органы кровообращения. Влияние солнечного света на дыхание»
Оглавление темы «Влияние света на физиологию организма»:
1. Бактерицидное действие света. Действие света на кожу
2. Эритема и перегрев организма. Эритемная реакция
3. Механизмы эритемной реакции. Повышенная чувствительность к ультрафиолетовому облучению
4. Раздражители при закаливании солнцем. Солнечная ванна
5. Перегревание организма. Температура тела после солнечной ванны
6. Солнечные ожоги. Солнечный удар
7. Пигментация кожи. Кожный пигмент
8. Влияние света на обмен веществ. Минеральный и газовый обмен под действием света
9. Влияние света на кровь. Кроветворение под действием света
10. Влияние света на органы кровообращения. Влияние солнечного света на дыхание
Источник
НОУ ИНТУИТ | Лекция | Спектрофотометрия в обратно рассеянном свете. Гемоглобиномеры и сенсоры кровенаполнения
19.3. Неинвазивные гемоглобиномеры
19.3.1. Первый сенсор гемоглобина, работавший «на отражение»
Принцип действия и конструкция первого интеллектуального неинвазивного гемоглобиномера – сенсора, предназначенного для измерения концентрации гемоглобина, были запатентованы в 1994 г. [
[
273
]
,
[
274
]
] и описаны в [
[
179
]
]. Структура его оптоэлектронной части показана на
рис.
19.8.
В середине 90-х годов еще не было достаточно узкополосных сине-зеленых светодиодов, излучающих свет в нужных для гемоглобиномера спектральных интервалах. Поэтому в качестве источника света использовалась миниатюрная импульсная лампа-вспышка (1) высокого давления для фотоаппаратов, располагавшаяся из соображений электробезопасности внутри корпуса прибора. (Для работы лампы требовалось напряжение до 300 В, а сила разрядного тока в коротком миллисекундном импульсе достигала 50 А).
Рис.
19.8.
Оптоэлектронная часть неинвазивного гемоглобиномера «ИГН-300»: 1 — миниатюрная лампа-вспышка; 2 — вспомогательный светофильтр; 3 — световод зондирующего пучка; 4 — плоскость выхода световодов; 5 — световод опорного пучка; 6 — световод измерительного пучка; 7 — сине-зеленый светофильтр; 8 — фотоприемник измерительного канала; 9 — БИК светофильтр; 10 — фотоприемник опорного канала; 11 — условно показан путь света сквозь исследуемый участок тела
Лампа-вспышка излучает свет непрерывного спектра в диапазоне длин волны приблизительно от 300 до 1300 нм. Коротковолновая часть спектра (до 450 нм) сразу отсекалась вспомогательным светофильтром (2). Остальной свет с помощью пучка оптических волокон (3) направлялся к исследуемому участку тела человека. Из обратно рассеянного телом света с помощью волоконно-оптических световодов (5) и (6) отбирались симметрично расположенные пучки, выходящие из тела на расстоянии 1,5 мм от места входа зондирующего светового пучка перпендикулярно поверхности тела. Для этого волоконно-оптические световоды 3, 5 и 6 были выведены торцами в общую плоскость (4). Расстояние между ними было конструктивно фиксировано, плоскость 4 сошлифована и оптически отполирована.
Отобранные для измерений пучки обратно рассеянного телом света через волоконно-оптические световоды 5 и 6 направлялись к опорному и измерительному каналам. В измерительном канале перед фотоприемником (8) был установлен узкополосный интерференционный светофильтр (7), который пропускал на фотоприемник только излучение узкого спектрального интервала из сине-зелёной области спектра. В опорном канале перед фотоприемником (10) был установлен узкополосный интерференционный светофильтр (9), который пропускал на фотоприемник только излучение узкого спектрального интервала из ближней инфракрасной области спектра.
При измерениях т.н. «общего ( total ) гемоглобина крови» результат измерения не должен зависеть от насыщенности крови кислородом. Поэтому длина волны света , пропускаемого светофильтром 7 в измерительном канале была выбрана так, чтобы коэффициенты поглощения двух главных форм гемоглобина совпадали. Изучение показало, что для этого пригодны такие спектральные интервалы: (506,5 7) нм, (523 7) нм, (549 7) нм, (569 7) нм, (586 7) нм. Опорная длина волны была выбрана между 830 и 960 нм, где все формы гемоглобина, как и другие компоненты крови и живой ткани, поглощают свет относительно слабо. Рассеяние и фоновое поглощение света на обеих указанных длинах волны приблизительно одинаковы.
Для фильтрации полезных сигналов от помех, кроме оптических интерференционных светофильтров, использован тот факт, что излучение света лампой-вспышкой длится лишь несколько миллисекунд. Усиленные сигналы от фотоприемников с помощью операционных усилителей интегрировались на конденсаторах. Интегрирование в обоих каналах прекращалось, когда напряжение на конденсаторе в опорном канале достигало заданного порога. Поэтому светосумма, набранная в опорном канале, всегда была одинакова. Если пропускание кожи было меньше обычного, например, из-за пигментации или загара, то интегрирование продолжалось дольше, а в случае более прозрачной кожи время интегрирования автоматически сокращалось. Тем самым компенсировалось и влияние флуктуаций интенсивности излучения лампы-вспышки. Благодаря интегрированию в течение порядка 1 мс, автоматически отфильтровывались шумы и помехи с частотами выше 3 кГц.
Воспроизводимость результатов измерений на одном и том же участке тела одного и того же человека иллюстрирует
рис.
19.9, где показаны результаты 60 проведенных подряд измерений. По горизонтали отложены измеренные значения, по вертикали – количество полученных результатов из выделенного диапазона значений (от 130 до 132, от 132 до 134 и т.д.). Приблизительно гауссовское распределение свидетельствует о случайном характере разброса результатов.
Рис.
19.9.
Гистограмма результатов неинвазивных измерений концентрации гемоглобина сенсором ИГН-300 на руке человека
Дисперсия отклонений не превышала 5-7 % от среднего значения. Сенсор хорошо отслеживал изменения концентрации гемоглобина в ткани, вызванные различными факторами: приливами и оттоками крови, повышением (понижением) артериального давления, уменьшением (повышением) концентрации гемоглобина в крови, вызванным, например, кровотечением или внутривенным вливанием крови, и т.д.
19.3.2. Принцип измерения концентрации гемоглобина
Спектральные интенсивности света, отбираемого оптическими волокнами для измерений на выходе из тела, описываются уравнениями:
| ( 19.5) |
| ( 19.6) |
где индексы » О » и » И » указывают на опорную и измерительную длину волны соответственно;
– спектральные интенсивности света на входе в тело;
– безразмерные коэффициенты, учитывающие пропускание света кожей, эффективность отбора и передачи оптических сигналов к фотоприемнику, пропускание светофильтров и спектральную чувствительность фотоприемников в опорном и измерительном каналах;
– коэффициенты рассеяния света тканью на исследуемом участке тела, задаются в мм-1;
– коэффициенты фонового поглощения света, т.е. всеми другими компонентами ткани, кроме гемоглобина, также в мм-1;
– молярные коэффициенты поглощения света гемоглобином ( ), задаются л/(моль*мм);
– молярная концентрация гемоглобина, моль/л;
– средняя длина пути, который проходит в ткани свет, выделяемый и принимаемый оптическими волокнами (мм).
Если выражение (19.5) поделить на выражение (19.6) и учесть то, что при длинах волны и рассеяние и фоновое поглощение света практически одинаковы (т.е. и ), а молярные коэффициенты поглощения гемоглобином отличаются сильно , то получим:
| ( 19.7) |
Это выражение можно рассматривать как уравнение для нахождения концентрации гемоглобина . Решив его, находим
| ( 19.8) |
Величины и – это константы прибора и определяются его конструкцией, а величины и – оптические константы гемоглобина. Поэтому выражение для вычисления концентрации гемоглобина можно представить в виде
| ( 19.9) |
где и – константы, которые можно определить при калибровке прибора.
19.3.3. Современный вариант сенсора гемоглобина
Когда на рынке появились лазерные светодиоды, излучающие свет нужных длин волн, оказалось возможным существенно упростить конструкцию и улучшить технические характеристики сенсора гемоглобина. Новая принципиальная оптическая схема показана на
рис.
19.10.
Рис.
19.10.
Принципиальная оптическая схема сенсора гемоглобина
Здесь используются лазерные диоды 1 и 1а, один из которых излучает свет с требуемой длиной волны , а второй – свет с длиной волны . Электронная схема управления излучением лазерных диодов 2 включает их поочередно. С помощью оптического концентратора и смесителя 3 свет от обоих лазерных диодов направляется через оптический соединитель Х1.1 в гибкий волоконно-оптический кабель 4. Этот кабель электрически и оптически соединяет основной корпус прибора с легкой выносной оптоэлектронной головкой. Внутри этой головки свет по оптическому волокну подается к центру 5 выхода головки, который приводится в оптический контакт с исследуемым участком тела 6.
Из волокна остросфокусированный пучок света («световой зонд») входит сквозь кожу в живую ткань. Часть прошедшего сквозь ткань и обратно рассеянного света выходит наружу. Оптический узел 7 выделяет из этого света нужную составляющую. По оптическому волокну 8 выделенная составляющая направляется на фотоприемник. В те интервалы времени, когда излучает лазерный диод 1, фотоприемник формирует электрический сигнал, пропорциональный спектральной интенсивности , а когда излучает лазерный диод 1а, то формируется сигнал, пропорциональный спектральной интенсивности І_O.
При применении лазерных диодов удается ввести в оптическое волокно почти весь излучаемый ими световой поток, при использовании обычных светодиодов – до 30% светового потока. Ранее же, при использовании миниатюрной лампы-вспышки, удавалось ввести лишь 5-10% излучаемого светового потока. Это существенно улучшило использование оптических сигналов и позволило существенно сэкономить энергию питающих аккумуляторных батарей.
Конструкция выносной оптоэлектронной головки показана на
рис.
19.11.
Рис.
19.11.
Конструкция выносной оптоэлектронной головки сенсора гемоглобина: 1 – корпус головки; 2 – насадка-диафрагма; 3 – оптическое волокно; 4 – фиксатор облучателя; 5 – конусообразный оптический фокон; 6 – фотоприемник; 7 – предварительный усилитель фототока; 8 – фиксатор соединительного кабеля; 9 – кабель
Головка приводится в оптический контакт с исследуемым участком тела со стороны насадки 2, которая одновременно является и диафрагмой для ограничения не используемой части обратно рассеянного телом света. Конусообразный оптический фокон 5 является внутри полым, имеет форму воронки. Внутри его полости расположен фиксатор облучателя 4, позволяющий точно центрировать выход оптического волокна. Оптическое волокно 3 входит в эту полость сквозь небольшое отверстие в стенке фокона. Собираемый фоконом 5 обратно рассеянный свет поступает на фотоприемник 6. Получаемый электрический сигнал, пропорциональный интенсивности собранного света, усиливается в миниатюрном предварительном усилителе сигналов 7, тоже размещенном внутри головки.
Фиксатор 8 механически крепит соединительный кабель и препятствует проникновению внутрь головки постороннего света. Геометрия торца насадки-дифрагмы 2, которая приводится в оптический контакт с телом, показана на рис. 19.11 справа. Прозрачный круг 10 в центре – это торец входного оптического волокна 3, имеющий диаметр 1 мм. Через него зондирующий пучок света вводится в ткань. Прозрачное кольцо 11, концентрическое с кругом 10, – это торец конусообразного оптического фокона, через который отбирается для измерения только та часть обратно рассеянного телом света, которая выходит на заданном расстоянии от точки входа светового зонда. Условия внутреннего отражения в фоконе таковы, что к фотоприемнику 6 доходят только составляющие обратно рассеянного света, выходящие перпендикулярно к поверхности тела 10-20 .
Таким образом, конструкция выносной оптоэлектронной головки обеспечивает выполнение всех сформулированных в п. 19.2.4 требований технологии измерений в обратно рассеянном свете. Применение описанного фокона, размещение в головке также фотоприемника и предварительного усилителя фототока на порядок повысило эффективность использования светового сигнала. По соединительному кабелю передается теперь значительно усиленный электрический сигнал с низким выходным омическим сопротивлением, что резко уменьшает влияние шумов. Благодаря узкополосности излучения лазерных диодов стали не нужны сложные и дорогие интерференционные светофильтры. Используется только один фотоприемник и тракт усиления. Для питания источников света не требуется высокое напряжение, что повышает электробезопасность прибора.
Общий вид современного варианта сенсора гемоглобина показан на
рис.
19.12.
Рис.
19.12.
Общий вид портативного сенсора гемоглобина: 1 – корпус сенсора; 2 – выносная оптоэлектронная головка; 3 – соединительный кабель
Размеры основного блока сенсора – 145x52x40 мм, масса – 0,3 кг. Масса выносной оптоэлектронной головки – до 40 г. Длина соединительного кабеля 0,5 м или 1 м. При измерениях торец головки приводится в оптический контакт с исследуемым участком тела. Головка не должна оказывать никакого существенного давления на тело, чтобы не менять его кровенаполнение. После нажатия кнопки «Пуск» встроенный микроконтроллер организует весь процесс измерения: включение источников света, модуляцию их светового потока, прием и усиление сигналов, поступающих от головки, их демодуляцию, разделение, измерение спектральных интенсивностей, расчет концентрации гемоглобина.
Имеется функция автоматического регулирования интенсивности зондирующего пучка света (порядка 0,1 мВт) в зависимости от оптических свойств кожи. Результаты измерения выводятся на жидкокристаллический дисплей, запоминаются в долговременной памяти, откуда могут быть переданы во внешний компьютер. Энергоёмкости встроенного аккумулятора хватает на проведение до 20 тыс. измерений.
Источник