Die Möglichkeit der in-vitro Kalibration und Validierung von Pulsoximetern mit Hilfe von zeitaufgelösten Transmissionsspektren

Die Pulsoximetrie ist ein in der Medizin seit über 20 Jahren etabliertes nichtinvasives Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung der arteriellen Sauerstoffsättigung. Hiermit gelingt es, einen lebensbedrohlichen Sauerstoffmangel frühzeitig zu detektieren und zu behandeln. Das Verfahren ist essentieller Bestandteil im Arbeitsbereich der Anästhesie, Intensivmedizin, der Diagnostik und der Notfallmedizin. Trotz der weiten Verbreitung existiert für dieses optische Messverfahren bisher keine apparative Kalibrationsmethode. Eine wesentliche Ursache hierfür liegt in den optischen Eigenschaften der durchstrahlten Finger, die eine breite individuelle Varianz bezüglich der Form, der Durchblutung und der Hautfarbe aufweisen. Das bisherige Standardverfahren der Kalibrierung von Pulsoximetern ist die Entsättigung von gesunden Probanden (Volunteers) im Bereich von 70 bis 100 % Sauerstoffsättigung und die Gegenüberstellung der Messdaten des zu testenden Pulsoximeters mit parallel dazu entnommenen arteriellen Blutproben, die mit Hilfe eines Referenzverfahrens (CO-Oximetrie) untersucht werden. Dieses Verfahren kann nur in zugelassenen Speziallabors rnit entsprechend hohem Personal- und Materialaufwand sowie einem sorgfältig ausgewählten Pool von Probanden unter Inkaufnahme erheblicher Kosten durchgeführt werden.Aufgrund dieser Tatsache wird in dieser Arbeit eine neue Möglichkeit zur in-vitro Kalibration von Pulsoximetern vorgestellt, die auf der Modulation von Lichtsignalen und der Anwendung von zeitaufgelösten Transmissionsspektren beruht. Prinzipiell existieren keine physikalische Verfahren zur apparativen Kalibrierung von Pulsoximetern. Diese Aussage kann auch durch das hier vorgestellte System nicht umgangen werden. Ziel des von uns entwickelten Kalibrators ist es, an gesunden Menschen die optischen Eigenschaften der Finger im Bereich von 70 bis 100 % Sauerstoffsättigung aufzuzeichnen und den so gewonnenen Datenpool mit der gleichen Qualität über ein Wiedergabesystem an die Sensoren der zu testenden Pulsoximeter zurückzuspielen.