مکانیزم کالیبراسیون برای الکترودهای pO₂ دستگاههای گازهای خونی که معمولاً از نوع الکترود کلارک است، نقش بسیار مهمی در دقت اندازهگیری گاز خون pO2 دارد. این الکترود از نوع آمپرومتریک است و فشار جزئی اکسیژن را از طریق جریان الکتریکی ناشی از کاهش اکسیژن در کاتد اندازهگیری میکند. کالیبراسیون اطمینان میدهد که این خروجی جریان دقیقاً با فشار واقعی pO₂ در خون نمونه مطابقت دارد.
اصول عملکرد
الکترود کلارک شامل یک کاتد پلاتینی و یک آند نقره/کلرید نقره است که در الکترولیت قرار دارند و از نمونه به واسطهی یک غشائ «نفوذپذیر برای اکسیژن» جدا شدهاند. با اعمال ولتاژ بین کاتد و آند، مولکولهای اکسیژن از غشا عبور کرده و در کاتد کاهش الکتروشیمیایی (electrochemical reduction) مییابند:
O2+۴e−+۴H+→۲H2O
و جریانی تولید میکنند که مستقیما با فشار جزئی اکسیژن متناسب است.
روش کالیبراسیون
در آنالایزرهای مدرن گاز خون، کالیبراسیون الکترود pO₂ معمولاً به صورت تکنقطهای (one-point calibration) انجام میشود، نه دو نقطهای. دلیل این امر پاسخ خطی و پایدار الکترود کلارک در محدوده فیزیولوژیک فشار اکسیژن (حدود ۰ تا ۱۵۰ میلیمتر جیوه) است، در حالی که ایجاد شرایط بدون اکسیژن (نقطه صفر) هم از نظر فنی دشوار و هم ناپایدار است.
کالیبراسیون تکنقطهای با استفاده از مخلوط گازی با غلظت مشخص اکسیژن انجام میشود، مانند:
- هوای محیط (حدود ۲۰.۹٪ اکسیژن)، یا
- گاز کالیبراسیون استاندارد (مثلاً ۱۲٪ یا ۱۵٪ اکسیژن در نیتروژن)
دستگاه با اعمال ولتاژ قطبی ثابت (حدود ۰.۶- تا ۰.۷- ولت) به سنسور، جریان الکتریکی ایجادشده در این نقطه مرجع را بهعنوان مبنای پاسخ الکترود ثبت میکند.
برای جبران عدم وجود نقطه صفر، دستگاههای مدرن مانند بلادگاز تکنومدیکا ژاپن از مکانیزمهای زیر استفاده میکنند:
- کالیبراسیون خودکار و مکرر
- پایش عملکرد سنسور (مثل رانش، نویز، زمان پاسخ)
این روش بدون نیاز به کالیبراسیون نقطه صفر، دقت بالای اندازهگیری فشار اکسیژن را برای کاربردهای بالینی فراهم میکند.
اصلاح رانش (Drift)
رانش سنسور به دلیل فرسودگی الکترود یا گرفتگی غشا، با نظارت مداوم و هشدارهای نرمافزاری برای کالیبراسیون مجدد کنترل میشود. سیستمها انحرافات را ثبت کرده و در صورت لزوم هشدار میدهند.
کالیبراسیون دقیق pO₂ برای تشخیص مطمئن هایپوکسمی، تنظیم بیماران ونتیله و هدایت درمان اکسیژن ضروری است.