Τα παλμικά οξύμετρα χρησιμοποιούνται ευρέως σε νοσοκομεία και κλινικές για την παρακολούθηση των επιπέδων οξυγόνου στο αίμα. Αυτές οι μικρές, μη επεμβατικές συσκευές, που συνήθως τοποθετούνται στο δάκτυλο, στον λοβό του αυτιού ή στο πόδι του ασθενούς εκτιμούν τον κορεσμό οξυγόνου (το ποσοστό % του οξυγόνου που μπορεί να συνδεθεί στα μόρια της αιμοσφαιρίνης, όταν 100% σημαίνει ότι όλα είναι πλήρως συνδεδεμένα με οξυγόνο), διοχετεύοντας φως (σε δυο μήκη κύματος ερυθρό και υπέρυθρο) στο δέρμα του σημείου όπου τοποθετούνται και μετρώντας την απορρόφηση του.
Κατά αυτόν τον τρόπο καταδεικνύει αν υπάρχει επάρκεια κεντρικής (εγκεφάλου, καρδιάς, πνευμόνων) και περιφερικής (μύες) οξυγόνωσης του οργανισμού. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια που περιέχουν οξυγόνο απορροφούν διαφορετικά μήκη κύματος φωτός από αυτά που δεν περιέχουν, και έτσι υπολογίζεται ο κορεσμός του οξυγόνου.
Ενώ είναι βολικά και απαραίτητα για τη φροντίδα των ασθενών, ειδικά σε επείγουσες περιπτώσεις, τα παλμικά οξύμετρα συχνά υπερεκτιμούν τα επίπεδα οξυγόνου σε έγχρωμους ασθενείς, ιδιαίτερα όταν είναι χαμηλά - μια πάθηση γνωστή ως υποξαιμία, σύμφωνα με κλινικές μελέτες. Αυτή η απόκλιση μπορεί να οδηγήσει σε καθυστερημένη ή ανεπαρκή θεραπεία.
Μια πρόσφατη μελέτη με επικεφαλής ερευνητές του Πανεπιστημίου της Βόρειας Καρολίνας και της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον που δημοσιεύτηκε στο Biophotonics Discovery, διερεύνησε το πως επηρεάζει το χρώμα του δέρματος τον τρόπο λειτουργίας των παλμικών οξύμετρων.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα μοναδικό ζωικό μοντέλο, τους χοίρους Hampshire, οι οποίοι από τη φύση τους έχουν σκούρες και ανοιχτόχρωμες κηλίδες στο δέρμα τους. Αυτό επέτρεψε στην ομάδα να συγκρίνει μετρήσεις από χρωματισμένες και μη χρωματισμένες περιοχές στο ίδιο ζώο υπό πανομοιότυπες συνθήκες.
Η ομάδα κατασκεύασε παλμικά οξύμετρα και τα προσάρμοσε και στους δύο τύπους δέρματος των χοίρων. Στη συνέχεια, μείωσε σταδιακά τα επίπεδα οξυγόνου των χοίρων από 100% σε περίπου 70% προσαρμόζοντας το μείγμα οξυγόνου και αζώτου στον αέρα και συνέλεξε δείγματα αίματος για να μετρήσει τα επίπεδα κορεσμού οξυγόνου και να τα συγκρίνει.
Οι ερευνητές κατέγραψαν πόσο κόκκινο και πόσο υπέρυθρο φως απορροφήθηκε με την πάροδο του χρόνου, χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές επεξεργασίας σήματος για να διαχωρίσουν τα παλμικά (σχετιζόμενα με τον καρδιακό παλμό) και τα βασικά συστατικά των φωτεινών σημάτων. Στη συνέχεια ανέλυσαν πώς αυτά τα σήματα άλλαξαν αναλογικά με τα επίπεδα οξυγόνου και σύγκριναν τα αποτελέσματα μεταξύ χρωματισμένου και μη χρωματισμένου δέρματος.
Τα αποτελέσματα ήταν σαφή: στο πιο σκούρο δέρμα, το κόκκινο φως εξασθενεί γρήγορα πριν αλληλεπιδράσει με το αίμα. Αυτό το φαινόμενο μειώνει την ικανότητα της συσκευής να ανιχνεύει αλλαγές στα επίπεδα οξυγόνου στο αίμα, ιδιαίτερα σε συνθήκες υποξαιμίας όπου οι ακριβείς μετρήσεις είναι πιο κρίσιμες.
Η συγκεκριμένη μελέτη παρέχει πειραματικά στοιχεία για το ότι το χρώμα του δέρματος μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια των παλμικών οξύμετρων αλλάζοντας τον τρόπο με τον οποίο το κόκκινο φως αλληλεπιδρά μαζί τους.
Τα ευρήματα υποστηρίζουν προηγούμενες κλινικές παρατηρήσεις, αλλά οι ερευνητές τονίζουν την ανάγκη για περαιτέρω μελέτες ώστε να επιβεβαιώσουν αυτά τα αποτελέσματα σε ανθρώπους και να διερευνήσουν τρόπους βελτίωσης της ακρίβειας της συσκευής σε όλους τους τόνους δέρματος. Σημειώνουν επίσης ότι τα μελλοντικά σχέδια θα πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τον μοναδικό τρόπο με τον οποίο το κόκκινο φως επηρεάζεται από το χρώμα, ειδικά σε συνθήκες χαμηλού οξυγόνου.
