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hzeller/hemoglobin

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Pulsoximeter

(sorry, in German, was used in a German-speaking country)

Funktionsweise

Wenn man mit einer Wellenlaenge misst, kann man noch nicht auf die Konzentration schliessen, weil ja das Lumen unterschiedlich ist von Person zu Person (z.B. Kinderfinger und Erwachsener mit Wurstfingern ... beim letzteren kommt weniger Licht durch). Oder allein schon vom Puls, weil ja der Finger 'pumpt'.

Wenn man also nur bei einer Wellenlaenge schaut, dann sieht man mehr oder weniger Licht, aber weil man kein Vergleichswert hat, kann man daraus noch nicht auf die Konzentration schliessen.

Wenn man sich aber die Absorption der Oxygenierungslevel bei unterschiedlichen Farben ansieht erkennt man, dass sich besonders viel um 660nm und 940nm tut:

Gesättigt O₂ Ungesättigt O₂

Wenn man die Werte von Sensoren bei 660nm und 940nm vergleicht, dann sieht man, dass bei O₂-gesattigtem Blut 3.8x mehr licht im Infraroten absorbiert wird wie bei 660nm Rot.

Und bei ungesaettigtem Blut nur 0.21x soviel (oder 4.6x 'weniger'). Und das ist ja unabhaengig vom Finger: wenn einer mit doppelt so dickem Finger gemessen wird, dann misst man in beiden Wellelängen nur die Hälfte; aber da ja die Messung bei beiden Wellenlängen auf die Hälfte reduziert sind, ist ja das erwartete Verhältnis von 3.8x immer noch gleich.

Also dadurch dass man bei beiden Wellenlaengen misst, rechnet sich das raus, weil man sich nur das Verhältnis ansieht.

Das gleiche, wenn sich das Lumen aendert ('pumpen' im Finger): mal ist mehr, mal weniger Blut in demselben Finger, aber bei voller Sättigung wird man immer messen, dass im Infraroten 3.8x mehr absorbiert wird.

Also duch das Messen an zwei Wellenlaengen rechnen sich Schwankungen automatisch raus.

Animation

https://youtu.be/TrGO6Bi2npU

Build

To re-create

Rebuild graphs: make

Create animation: ./create-animation.sh (builds animation.mp4)

make anim-clean to delete the intermediate annimation pictures.

Sources

The raw data in hem.data is compiled by Scott Prahl < https://omlc.org/spectra/hemoglobin/ >

This plot and animation is shared under the License CC-BY-SA Henner Zeller <[email protected]>, so you're free to use and modify in any context as long as you provide Attribution and share your modification under the same license. < https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0 >

About

Little viz of hemoglobin absorption spectrum

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