تاريخ قياس التأكسج النبضي

مع انتشار فيروس كورونا الجديد على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم، وصل اهتمام الناس بالصحة إلى مستوى غير مسبوق. وعلى وجه الخصوص، فإن التهديد المحتمل لفيروس كورونا الجديد على الرئتين وأعضاء الجهاز التنفسي الأخرى يجعل المراقبة الصحية اليومية ذات أهمية خاصة. على هذه الخلفية، يتم دمج معدات مقياس التأكسج النبضي بشكل متزايد في حياة الناس اليومية وأصبحت أداة مهمة لمراقبة الصحة المنزلية.

فهل تعرف من هو مخترع جهاز قياس التأكسج النبضي الحديث؟
مثل العديد من التطورات العلمية، لم يكن مقياس التأكسج النبضي الحديث من بنات أفكار عبقري وحيد. بدءاً من فكرة بدائية ومؤلمة وبطيئة وغير عملية في منتصف القرن التاسع عشر، وامتدت لأكثر من قرن من الزمان، واصل العديد من العلماء والمهندسين الطبيين تحقيق اختراقات تكنولوجية في قياس مستويات الأكسجين في الدم، ساعيين إلى توفير جهاز سريع ومحمول وغير - طريقة قياس التأكسج النبضي.
1840 اكتشاف الهيموجلوبين الذي يحمل جزيئات الأكسجين في الدم
في منتصف وأواخر القرن التاسع عشر، بدأ العلماء في فهم الطريقة التي يمتص بها جسم الإنسان الأكسجين ويوزعه في جميع أنحاء الجسم.
في عام 1840، اكتشف فريدريش لودفيج هونيفيلد، عضو الجمعية الكيميائية الحيوية الألمانية، البنية البلورية التي تحمل الأكسجين في الدم، وبالتالي زرع بذور قياس التأكسج الحديث.
في عام 1864، أعطى فيليكس هوبي سيلر هذه الهياكل البلورية السحرية اسمها الخاص، الهيموجلوبين. قادت دراسات هوب-تايلور للهيموجلوبين عالم الرياضيات والفيزياء الأيرلندي البريطاني جورج غابرييل ستوكس إلى دراسة "الاختزال الصباغي وأكسدة البروتينات في الدم".

في عام 1864، اكتشف جورج غابرييل ستوكس وفيليكس هوبي سيلر النتائج الطيفية المختلفة للدم الغني بالأكسجين والدم الذي يفتقر إلى الأكسجين تحت الضوء.
وجدت التجارب التي أجراها جورج غابرييل ستوكس وفيليكس هوبي سيلر في عام 1864 دليلاً طيفيًا على ارتباط الهيموجلوبين بالأكسجين. لاحظوا:
يظهر الدم الغني بالأكسجين (الهيموجلوبين المؤكسج) بلون أحمر كرزي ساطع تحت الضوء، بينما يظهر الدم الفقير بالأكسجين (الهيموجلوبين غير المؤكسج) باللون الأحمر الأرجواني الداكن. سوف يتغير لون عينة الدم نفسها عند تعرضها لتركيزات مختلفة من الأكسجين. يظهر الدم الغني بالأكسجين باللون الأحمر الفاتح، بينما يظهر الدم الفقير بالأكسجين باللون الأحمر الأرجواني الداكن. يرجع هذا التغير في اللون إلى التغيرات في خصائص الامتصاص الطيفي لجزيئات الهيموجلوبين عندما تتحد مع الأكسجين أو تنفصل عنه. يوفر هذا الاكتشاف دليلًا طيفيًا مباشرًا على وظيفة حمل الأكسجين في الدم ويضع الأساس العلمي لمزيج الهيموجلوبين والأكسجين.

ولكن في الوقت الذي كان فيه ستوكس وهوب تايلور يجريان تجاربهما، كانت الطريقة الوحيدة لقياس مستويات الأوكسجين في دم المريض هي أخذ عينة دم وتحليلها. هذه الطريقة مؤلمة وغزوية وبطيئة جدًا بحيث لا تمنح الأطباء وقتًا كافيًا للتصرف بناءً على المعلومات التي تقدمها. وأي إجراء جراحي أو تدخلي لديه القدرة على التسبب في العدوى، خاصة أثناء شقوق الجلد أو وخز الإبر. قد تحدث هذه العدوى محليًا أو تنتشر لتصبح عدوى جهازية. مما يؤدي إلى الطبية
حادث العلاج.

في عام 1935، اخترع الطبيب الألماني كارل ماتيس مقياس التأكسج الذي يضيء الدم الموجود في الأذن بأطوال موجية مزدوجة.
اخترع الطبيب الألماني كارل ماتيس جهازًا في عام 1935 يتم ربطه بشحمة أذن المريض ويمكن أن يتسلل بسهولة إلى دم المريض. في البداية، تم استخدام لونين من الضوء، الأخضر والأحمر، للكشف عن وجود الهيموجلوبين المؤكسج، ولكن هذه الأجهزة مبتكرة بذكاء، ولكن استخدامها محدود لأنه من الصعب معايرتها وتوفر فقط اتجاهات التشبع بدلاً من نتائج المعلمات المطلقة.

ابتكر المخترع وعالم وظائف الأعضاء جلين ميليكان أول مقياس تأكسج محمول في الأربعينيات
قام المخترع وعالم وظائف الأعضاء الأمريكي جلين ميليكان بتطوير سماعة رأس أصبحت تُعرف باسم أول مقياس تأكسج محمول. كما صاغ مصطلح "قياس التأكسج".
تم إنشاء الجهاز لتلبية الحاجة إلى جهاز عملي لطياري الحرب العالمية الثانية الذين كانوا يطيرون أحيانًا إلى ارتفاعات محرومة من الأكسجين. تُستخدم أجهزة قياس التأكسج الأذنية من شركة ميليكان بشكل أساسي في الطيران العسكري.

1948-1949: قام إيرل وود بتحسين مقياس التأكسج الخاص بميليكان
العامل الآخر الذي تجاهله ميليكان في جهازه هو الحاجة إلى تراكم كمية كبيرة من الدم في الأذن.
قام إيرل وود، طبيب Mayo Clinic، بتطوير جهاز قياس التأكسج الذي يستخدم ضغط الهواء لدفع المزيد من الدم إلى الأذن، مما يؤدي إلى قراءات أكثر دقة وموثوقية في الوقت الفعلي. كانت هذه السماعة جزءًا من نظام مقياس تأكسج الأذن الخشبي الذي تم الإعلان عنه في الستينيات.

1964: اخترع روبرت شو أول مقياس تأكسج الأذن ذو القراءة المطلقة
حاول روبرت شو، وهو جراح في سان فرانسيسكو، إضافة المزيد من الأطوال الموجية للضوء إلى مقياس التأكسج، مما أدى إلى تحسين طريقة ماتيس الأصلية للكشف عن استخدام طولين موجيين للضوء.
يتضمن جهاز شو ثمانية أطوال موجية من الضوء، مما يضيف المزيد من البيانات إلى مقياس التأكسج لحساب مستويات الدم المؤكسج. يعتبر هذا الجهاز أول مقياس تأكسج الأذن ذو القراءة المطلقة.

1970: أطلقت شركة Hewlett-Packard أول مقياس تأكسج تجاري
كان مقياس التأكسج الخاص بـ Shaw باهظ الثمن وضخمًا وكان لا بد من نقله من غرفة إلى أخرى في المستشفى. ومع ذلك، فإنه يوضح أن مبادئ قياس التأكسج النبضي مفهومة جيدًا بما يكفي لبيعها في عبوات تجارية.
قامت شركة Hewlett-Packard بتسويق مقياس التأكسج الأذني ذي الطول الموجي الثماني في السبعينيات، ولا تزال تقدم أجهزة قياس التأكسج النبضي.

1972-1974: طور تاكو أوياجي مبدأً جديدًا لمقياس التأكسج النبضي
أثناء البحث عن طرق لتحسين جهاز يقيس تدفق الدم في الشرايين، عثر المهندس الياباني تاكو أوياجي على اكتشاف كان له آثار كبيرة على مشكلة أخرى: قياس التأكسج النبضي. لقد أدرك أن مستوى الأوكسجين في الدم الشرياني يمكن قياسه أيضًا من خلال معدل نبض القلب.

قدم تاكو أوياجي هذا المبدأ إلى صاحب العمل نيهون كوهدن، الذي قام فيما بعد بتطوير مقياس التأكسج OLV-5100. تم طرح الجهاز في عام 1975، ويعتبر أول مقياس تأكسج في الأذن في العالم يعتمد على مبدأ أوياجي لقياس التأكسج النبضي. لم يحقق الجهاز نجاحًا تجاريًا وتم تجاهل أفكاره لبعض الوقت. يشتهر الباحث الياباني تاكو أوياجي بدمج "النبض" في قياس التأكسج النبضي باستخدام الشكل الموجي الناتج عن نبضات الشرايين لقياس وحساب SpO2. وقد أبلغ عن عمل فريقه لأول مرة في عام 1974. ويعتبر أيضًا مخترع مقياس التأكسج الحديث.

في عام 1977، وُلد أول مقياس تأكسج نبضي من نوع OXIMET Met 1471.
وفي وقت لاحق، اقترح ماسايشيرو كونيشي وأكيو يامانيشي من مينولتا فكرة مماثلة. في عام 1977، أطلقت مينولتا أول مقياس التأكسج النبضي بأطراف الأصابع، وهو OXIMET Met 1471، والذي بدأ في إنشاء طريقة جديدة لقياس التأكسج النبضي بأطراف الأصابع.

بحلول عام 1987، اشتهر أوياجي بأنه مخترع مقياس التأكسج الحديث. تؤمن أوياجي بـ "تطوير تكنولوجيا المراقبة المستمرة غير الغازية" لمراقبة المرضى. تتضمن أجهزة قياس التأكسج النبضي الحديثة هذا المبدأ، وأجهزة اليوم سريعة وغير مؤلمة للمرضى.
1983 أول مقياس تأكسج نبضي لشركة Nellcor
في عام 1981، قام طبيب التخدير ويليام نيو واثنان من زملائه بتأسيس شركة جديدة تسمى نيلكور. أطلقوا أول مقياس تأكسج نبضي في عام 1983 يسمى Nellcor N-100. وقد استفادت شركة Nellcor من التقدم في تكنولوجيا أشباه الموصلات لتسويق أجهزة قياس التأكسج المماثلة بأطراف الأصابع. لا يتميز جهاز N-100 بالدقة وسهولة الحمل نسبيًا فحسب، بل يشتمل أيضًا على ميزات جديدة في تقنية قياس التأكسج النبضي، وتحديدًا مؤشر مسموع يعكس معدل النبض وSpO2.

مقياس التأكسج النبضي المصغر الحديث
لقد تكيفت أجهزة قياس التأكسج النبضي بشكل جيد مع العديد من المضاعفات التي يمكن أن تنشأ عند محاولة قياس مستويات الدم المؤكسج لدى المريض. إنهم يستفيدون بشكل كبير من تقلص حجم رقائق الكمبيوتر، مما يسمح لهم بتحليل انعكاس الضوء وبيانات نبض القلب الواردة في حزم أصغر. تتيح الاختراقات الرقمية أيضًا للمهندسين الطبيين الفرصة لإجراء تعديلات وتحسينات لتحسين دقة قراءات مقياس التأكسج النبضي.

خاتمة
الصحة هي الثروة الأولى في الحياة، ومقياس التأكسج هو حارس الصحة من حولك. اختر مقياس التأكسج النبضي الخاص بنا وضع الصحة في متناول يدك! دعونا ننتبه إلى مراقبة نسبة الأكسجين في الدم ونحمي صحة أنفسنا وعائلاتنا!