حسگری که سطح اکسیژن خون را از تنفس تشخیص می‌دهد

یک حسگر ارزان قیمت می‌تواند به راحتی به ماسک‌های تنفسی یا دستگاه تنفس مصنوعی متصل شود و سطح اکسیژن خون را نشان دهد.

یک حسگر جدید می‌تواند به زودی به بیماران بیمارستانی اجازه دهد تا سطح اکسیژن خون‌شان از طریق تنفس بررسی شود. ادعا می‌شود که این فناوری نسبت به روش‌های سنتی موجود قابل اعتمادتر و کم دردسرتر است.

به نقل از ان‌ای، خون، اکسیژن حیاتی را به اندام‌ها و بافت‌ها در سراسر بدن ما می‌رساند. بنابراین اگر اکسیژن کافی در خون وجود نداشته باشد، ممکن است آسیب جدی به مغز، قلب یا سایر نواحی وارد شود که به طور بالقوه منجر به مرگ بیمار می‌شود. همچنین ممکن است سطح اکسیژن خون بیش از حد بالا باشد و باعث آسیب به ریه‌ها شود.

با در نظر گرفتن چنین خطراتی، پزشکان معمولاً سطح اکسیژن خون بیماران را در شرایط بحرانی از طریق دستگاه‌هایی به نام پالس ‌اکسی‌متر(pulse oximeters) کنترل می‌کنند. این دستگاه به سر یک انگشت وصل می‌شوند و از نور برای تعیین میزان اکسیژن موجود در جریان خون استفاده می‌کنند.

از آنجایی که پالس اکسی‌مترها صد درصد قابل اعتماد نیستند، پزشکان گاهی اوقات نمونه خون را نیز می‌گیرند و تحلیل می‌کنند. در حالی که این روش نشانگر دقیق‌تری از سطح اکسیژن خون است، اما ممکن است برای بیمار دردناک و ناراحت کننده باشد. همچنین نتایج را در لحظه ارائه نمی‌دهد و نمی‌توان به صورت مداوم از آن استفاده کرد.

اینجاست که این حسگر جدید مبتنی بر فلورسانس وارد می‌شود. این دستگاه ارزان قیمت ۲۶ میلی‌متری که توسط دانشمندان مؤسسه تکنیک‌های اندازه‌گیری فیزیکی فرانهوفر(Fraunhofer) در آلمان ساخته شده است را می‌توان از طریق یک متصل کننده به ماسک تنفسی یا لوله هوا اضافه کرد.

این حسگر دارای یک بستر آلومینیومی است که با یک ترکیب شیمیایی فلورسنت به نام پیرن(pyrene) پوشیده شده است و هنگامی که در معرض نور موج کوتاه یک ال‌ای‌دی یکپارچه قرار می‌گیرد، پوشش پیرن با شدت خاصی می‌درخشد.

با تماس مولکول‌های اکسیژن از نفس بیمار با این پوشش پیرن، شدت آن کاهش می‌یابد و هرچه تعداد مولکول‌های اکسیژن بیشتر باشد، شدت درخشش آن کمتر می‌شود.

بنابراین با تجزیه و تحلیل شدتی که پیرن می‌درخشد، می‌توان به طور مداوم و دقیق بر محتوای اکسیژن در تنفس بیمار نظارت کرد و مهمتر از همه مشخص شده است که سطح اکسیژن در تنفس با میزان اکسیژن موجود در جریان خون مطابقت دارد.

دانشمندان اکنون در حال سنجش واکنش این حسگر به متغیرهایی مانند رطوبت، دما و وجود گازهای دیگر مانند کربن دی اکسید هستند تا پس از آن، آن را به تولید انبوه برسانند.