ספקטרוסקופיה כמעט אינפרא אדום (NIRS) היא שיטה לא פולשנית המשמשת לניטור שינויים בריכוז ההמוגלובין וברמות החמצן בגוף. טכניקה זו כוללת העברת אור קרוב לאינפרא אדום, בעיקר בטווח של 650 עד 900 ננומטר, דרך רקמות. האור נספג בצורה שונה על ידי המוגלובין עשיר בחמצן (אוקסיהמוגלובין) והמוגלובין חסר חמצן (דאוקסיהמוגלובין). על ידי מדידת שינויים בעוצמות האור המוחזר או המשודר, NIRS יכול לסייע בניטור רציף של שינויים בריכוזים של שני סוגי המוגלובין אלו ובאחוז מולקולות ההמוגלובין הנושאות חמצן (מה שמעיד על רמות ריווי החמצן).
עם זאת, מדידות NIRS יכולות להיות פחות מדויקות עבור אנשים עם גווני עור כהים יותר, מכיוון שהאור הקרוב לאינפרא אדום נספג במלנין, הפיגמנט הגורם לצבע כהה שנמצא בעור. מלנין יכול להפחית את עוצמת האור המגיע לרקמות שמתחת לעור, מה שמוביל ליחסי אות לרעש נמוכים יותר (SNRs) ולמדידות לא מדויקות של ריכוז המוגלובין וריווי חמצן.
במחקר שפורסם ב- Journal of Biomedical Optics (JBO), חוקרים בראשות פרופסור עוזרת סוסנה ווד מאוניברסיטת קרנגי מלון חקרו כיצד רמות שונות של מלנין משפיעות על הדיוק והאמינות של מדידות NIRS.
המחקר מדגיש את החשיבות של התחשבות בתכונות האופטיות של המלנין בטכנולוגיית NIRS ופיתוח ויישום טכנולוגיים דומים מבוססי אור, תוך תמיכה בהתאמות בתפעול המכשיר כדי להבטיח תוצאות מדויקות וכוללות לכל סוגי העור".
ד"ר סוסנה ווד, פרופסור עוזרת, אוניברסיטת קרנגי מלון
החוקרים מדדו את רמות החמצן בדם ורקמות במוחם של 35 מבוגרים בריאים בגילאי 18 עד 30 באמצעות מערכת NIRS (FD-NIRS) בתחום תדר שפעלה בתדר אפנון של 110 מגה-הרץ, תוך שימוש באור קרוב לאינפרא אדום עם אורכי גל של 690 ננומטר ו-830 ננומטר. המשתתפים ייצגו מגוון מגוון של גווני עור, אשר נכמתו באמצעות קולורימטר DSM-III-; מכשיר לא פולשני שמעריך את ריכוז המלנין באמצעות ספקטרוסקופיה רפלקטיבית.
לאחר מכן, הצוות בדק כיצד רמות המלנין קשורות לארבע מדידות מפתח שנגזרו מנתוני NIRS: SNR המצביע על איכות האות; ריווי חמצן עורקי (SpO2), המציין את אחוז ההמוגלובין נושא החמצן בדם; ריווי חמצן של רקמות (StO2), המודד המוגלובין נושא חמצן ברקמות; והמאפיינים האופטיים המיוצגים על ידי מקדם הספיגה ומקדם הפיזור המופחת, המכמתים את הקליטה והפיזור של האור, בהתאמה.
החוקרים מצאו שאנשים עם רמות מלנין גבוהות יותר – במיוחד אלו עם אינדקס מלנין מעל 56 – חוו ירידה ב-SNR ב-690 ננומטר. הפחתה זו מתרחשת מכיוון שהמלנין סופג יותר אור באורך גל זה מאשר ב-830 ננומטר. רמות מלנין גבוהות יותר הובילו גם ל-SpO נמוך יותר2 קריאות. עם זאת, מלנין לא נמצא כמשפיע על StO2 או מקדמי הקליטה או הפיזור המופחת בכל אורכי גל.
הממצאים מצביעים על כך שככל שרמות המלנין עולות, הדיוק של מדידות NIRS פוחת. זה מדגיש את ההכרח לשקול מלנין בעת התאמה או כיול של נתוני NIRS. נכון לעכשיו, רוב מדידות ה-NIRS מסבירות הבדלים במלנין באמצעות גזע, מוצא אתני או סולם פיצפטריק, המסווג סוגי עור מסוג I (עור בהיר מאוד) לסוג VI (עור כהה מאוד).
עם זאת, שיטות אלו מפשטות יתר על המידה את גווני העור מכיוון שישנן רמות מלנין רבות ושונות בתוך ובין קבוצות אלו. כדי לשפר את המהימנות של נתוני NIRS – במיוחד עבור אנשים עם גווני עור כהים יותר – החוקרים דוגלים בשילוב מדידות קולורימטר שמכמתות במדויק את רמות המלנין של אדם ושימוש במכשיר זה כדי לגייס גווני עור כאלה במחקרי מחקר. יתר על כן, ביצוע מדידות NIRS באמצעות אורכי גל ספציפיים הנספגים פחות במלנין יכול גם לשפר את דיוק המדידה. התייחסות לגורמים אלו תבטיח הערכות מדויקות של רמות החמצן בדם וריכוזי ההמוגלובין בכל גווני העור, מה שיוביל לתוצאות בריאותיות טובות יותר ושוויון בטיפול רפואי לכולם.
