Wed 11 Aug 2021

HOW DO WE MEASURE BLOOD OXYGEN LEVELS? (AND WHY WE NEED ONE)

ค้นหาที่มาที่ไปของการวัดปริมาณออกซิเจนในเลือด และหาคำตอบว่าเครื่องวัดทำงานอย่างไร

ภาพ: ms.midsummer

     ทุกวันนี้ อุปกรณ์อีกอย่างหนึ่งที่กำลังจะกลายมาเป็นของสามัญประจำบ้าน ก็คือ ‘เครื่องวัดออกซิเจน’ (pulse oximetry) ด้วยปลายนิ้วมือ ที่จะบอกปริมาณค่าออกซิเจนในเลือดของเราได้ ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งโดยเฉพาะในกรณีที่เฝ้าระวังอาการโควิด-19 

     ว่าแต่ว่า เจ้าเครื่องนี้มันรู้ได้ยังไงว่าในเลือดเรามีออกซิเจนเท่าไหร่?

     คำตอบก็คือ… ‘สี’ ครับ

     ร่างกายของคนเราต้องการสารอาหาร ออกซิเจน และการขับถ่ายของเสียที่สะสมอยู่ โดยสิ่งที่ทำหน้าที่ลำเลียงทั้งหมดนั้นก็คือ ‘เลือด’ 

     เลือดของมนุษย์จะมีสีต่างออกไปตามปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่ ดังที่เรารู้กันว่าร่างกายมีทั้ง ‘เลือดดำ’ กับ ‘เลือดแดง’ โดยเลือดที่ออกจากปอดและเพิ่งได้รับออกซิเจนมานั้นจะมีสีออกแดงสด ขณะที่เลือดที่กำลังวิ่งกลับเข้าหัวใจ ซึ่งเพิ่งผ่านการถูกนำไปเลี้ยงร่างกายมาแล้ว จะมีออกซิเจนต่ำกว่า จึงมีสีออกคล้ำมากกว่า

เลือดที่ได้จากหลอดเลือดดำ (สองหลอดบน) เทียบกับเลือดที่ได้จากหลอดเลือดแดง (สามหลอดล่าง)

ภาพจาก Wikipedia [https://en.wikipedia.org/wiki/Arterial_blood#/media/File:Venous_and_arterial_blood.jpg]

     แล้วทำไมเลือดเหมือนกัน แต่กลับมีสีต่างกันได้? 

     ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นจากโปรตีนตัวหนึ่งในเซลล์เม็ดเลือดแดงที่เรียกว่า ‘ฮีโมโกลบิน’ (Hemoglobin) ซึ่งประกอบด้วยโปรตีนสายยาวๆ สี่สายเรียกว่า ‘โกลบิน’ (Globin) รวมกับโมเลกุลที่มีอะตอมเหล็กอยู่กึ่งกลาง เรียกว่า ‘ฮีม’ (Heme) อีกสี่โมเลกุล ซึ่งอะตอมของเหล็กที่อยู่ในฮีมนี้เองที่จะยึดจับออกซิเจนเอาไว้ และคอยลำเลียงออกซิเจนจากปอดไปเลี้ยงส่วนต่างๆ ทั่วร่างกายเรา 

     นี่จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมผู้ที่มีเลือดจางจึงต้องการธาตุเหล็กเป็นพิเศษ

โปรตีนฮีโมโกลบิน แสดงโปรตีนสี่ตัวที่ยึดจับกันเป็นฮีโมโกลบิน กับฮีมทั้งสี่ตัวที่มีอะตอมของเหล็กอยู่กึ่งกลาง 

ภาพจาก Waikwanlai – Wikimedia commons [https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Heme2.jpg]

     และก็เป็นไอ้เจ้าตัวฮีมในฮีโมโกลบินนี่แหละที่เปลี่ยนความเข้มของสีเลือดได้ ขึ้นอยู่กับว่าในเลือดนั้นมีออกซิเจนไปจับมันหรือไม่ ถ้ามีออกซิเจนไปจับ มันก็จะมีสีออกแดงสด แต่ถ้าไม่มีหรือออกซิเจนถูกใช้ไปแล้ว สีของฮีมก็จะเปลี่ยนไป ทำให้สีออกคล้ำขึ้น 

     นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่ทำให้คนที่ขาดออกซิเจนมากๆ ใบหน้าเริ่มมีสีคล้ำขึ้นจนเป็นสีเขียวหรือฟ้า (เรียกว่า Cyanosis) 

     แต่จริงๆ แล้ว เลือดเรานั้นไม่เคยเป็น ‘สีฟ้า’ จริงๆ หรอกครับ มันก็แค่สีคล้ำขึ้นเท่านั้น ส่วนสาเหตุที่เราเห็นเป็นสีออกฟ้าได้นั้น เป็นเพราะว่าพอเลือดสีคล้ำขึ้น จึงดูดกลืนแสงในช่วงสีแดงได้ดีขึ้น แสงที่กระเจิงออกจากผิวหนังจึงมีแต่สีออกเขียวฟ้า ซึ่งหากเราไปสังเกตดูบริเวณเส้นเลือดดำบนร่างกาย เราก็จะเห็นเส้นเลือดเป็นสีเขียวฟ้าด้วยเหตุผลเดียวกัน เพราะฉะนั้น โมเลกุลฮีมเพียงโมเลกุลเดียว จึงกลายเป็นโมเลกุลมหัศจรรย์ที่ทำให้ใบหน้าของคนเราเปลี่ยนเฉดสีได้ ขึ้นอยู่กับว่ามีเลือดเข้าไปหล่อเลี้ยงบริเวณส่วนหน้าเราแค่ไหน แล้วเป็นเลือดที่มีออกซิเจนสูงหรือต่ำ ตั้งแต่ชมพูเรื่อๆ หน้าแดงหลังถูกบอกรัก หรือแค่ก๊งหนักไปหน่อย (เลือดแดงสูบฉีดเข้าไปเยอะ) ไปจนถึงหน้าสีฟ้าเวลาขาดอากาศหายใจ (เลือดในใบหน้าขาดออกซิเจน)

     เรื่องมหัศจรรย์แสงสีของฮีมไม่ได้จบแค่สีแดง ดำ เขียว หรือ ฟ้าเท่านั้น เพราะเมื่อสิ้นสุดอายุขัยแล้ว เม็ดเลือดแดงก็จะถูกส่งไปที่ม้าม และฮีมก็จะถูกย่อยสลายกลายเป็นสารอื่นๆ ทำให้ฉี่ของเรามีสีเหลือง และอึของเราเป็นสีน้ำตาลอีกด้วย 

     แต่เอาล่ะ พักเรื่องขี้ๆ เยี่ยวๆ ไว้เท่านี้ก่อน กลับมาที่เรื่องเครื่องตรวจวัดออกซิเจนที่นิ้วมือกันอีกที

     เรื่องของเรื่องก็คือ การที่ ‘สี’ ของฮีมเปลี่ยนไปจากการจับออกซิเจนนี่แหละ คือวิธีที่เครื่องสามารถวัดได้ว่ามีปริมาณออกซิเจนอยู่ในเลือดเราเท่าไหร่

     สิ่งที่เราเห็นเป็น ‘สี’ นั้น ในทางวิทยาศาสตร์เรียกว่า ‘สเปกตรัม’ ซึ่งในขณะที่ตาเราอาจจะเห็นเลือดเปลี่ยนแค่จากสี ‘แดง’ หรือ ‘ดำ’ นั้น แต่ตัวสเปกตรัมจริงๆ อาจจะเปลี่ยนค่าการดูดกลืนแสงได้ในทุกช่วงคลื่น รวมไปถึงช่วงคลื่นอินฟราเรดที่ตามองไม่เห็นอีกด้วย

     การวัดสเปกตรัมนี้เป็นอะไรที่สำคัญมากในวิทยาศาสตร์หลายๆ แขนง โดยเฉพาะสาขาดาราศาสตร์ เพราะเป็นสายที่ไม่สามารถเข้าไปถึงสิ่งที่ต้องการศึกษาได้เลย เราจึงต้องใช้สเปกตรัมโดยวัดผ่านเครื่องมือที่เรียกว่า สเปกโตรกราฟ (Spectrograph) ที่สามารถแยกองค์ประกอบของแสงออกเป็นในช่วงคลื่นต่างๆ เพื่อศึกษาดูว่าในแต่ละช่วงคลื่นนั้นมีแสงมากน้อยต่างกันเพียงใด (ที่ละเอียดกว่า ‘ใช้ตาดูว่าสีอะไร’ หน่อยนึง) เพื่อค้นหาว่าดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลโพ้นออกไปน่าจะมีอะไรประกอบกันอยู่บ้าง เช่น ทำให้เราทราบว่าดาวอังคารมีชั้นบรรยากาศเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ดาวฤกษ์ส่วนมากเป็นการรวมตัวกันของไฮโดรเจนและฮีเลียม การพบโมเลกุลของน้ำในดาวหาง หรือหาโมเลกุลสารอินทรีย์ที่กำเนิดสิ่งมีชีวิตในเนบิวลาระหว่างดวงดาวได้ เป็นต้น 

     ซึ่งหากเราสามารถสังเกตสเปกตรัมของฮีมในเลือดได้ เราก็จะสามารถบอกได้อย่างละเอียดว่าในเลือดนั้นมีฮีมที่จับอยู่กับออกซิเจนมากน้อยแค่ไหน เช่น การส่องแสงผ่านนิ้วของเราแล้วดูว่าแต่ละความยาวคลื่นนั้นทะลุออกมาอีกฟากหนึ่งของนิ้วแค่ไหน แต่ในการสังเกตทั้งสเปกตรัมนั้นค่อนข้างวุ่นวาย และคงใช้เครื่องมือที่ใหญ่เกินกว่าจะเสียบติดเอาไว้ที่นิ้วได้ เราจึงทดแทนด้วยการสังเกตผ่านช่วงคลื่นเฉพาะบางช่วง 

     แต่การสังเกตผ่านช่วงคลื่นเดียวนั้นเปรียบได้กับการดูภาพขาว-ดำ ที่เราอาจจะบอกได้เพียงว่าช่วงคลื่นนี้แสง ‘เข้ม’ แค่ไหน เช่น หากเราดูแค่เลือดในหลอดนี้ไม่ค่อยสว่างในช่วงสีแดงเท่าไหร่ เราอาจจะบอกไม่ได้ว่านั่นเป็นเพราะนี่คือเลือดที่ออกซิเจนต่ำ หรือแค่ปริมาณแสงไฟน้อย การที่จะได้ข้อมูล ‘สี’ มานั้น เราจึงจำเป็นต้องใช้แสงในอีกช่วงความยาวคลื่นหนึ่งเพื่อมาเปรียบเทียบกัน และสเปกตรัมของฮีมที่มีและไม่มีออกซิเจนที่แตกต่างกันจึงสามารถบอกได้ว่า เราจะต้องมีอย่างละปริมาณเท่าใดจึงจะเห็นผลต่างของแสงสองช่วงคลื่นอย่างที่ปรากฏ

     เครื่องวัดออกซิเจนก็เลยใช้แสงสีแดงและแสงอินฟราเรดส่องทะลุผ่านผิวของเรา และเปรียบเทียบความแตกต่างของความเข้มแสงที่เห็นในสองช่วงคลื่นเทียบกับสเปกตรัมของฮีมแบบที่มีออกซิเจน และแบบที่ไม่มี จึงได้ออกมาเป็น SpO2 หรือปริมาณเปอร์เซ็นต์ออกซิเจนที่อยู่ในกระแสเลือด

สเปกตรัมการดูดกลืนแสงของฮีม แบบที่มีออกซิเจน (HbO2) กับแบบที่ไม่มีออกซิเจน (Hb) และความยาวคลื่นแสงสองแสงที่ใช้ในเครื่องตรวจวัดปริมาณออกซิเจนในเลือด จะเห็นได้ว่าหากเลือดมี HbO2 มาก แสงสีแดงจะส่องทะลุนิ้วได้ในปริมาณที่มากกว่า แต่หากเลือดมี Hb มาก แสงอินฟราเรดจะส่องทะลุได้ในปริมาณที่มากกว่า [https://d3i71xaburhd42.cloudfront.net/69d685d0cf85dfe70d87c1548b03961366e83663/2-Figure1-1.png]

     ในทางดาราศาสตร์ก็มีกรณีที่ใกล้เคียงกัน เช่น หากเราต้องการหาอุณหภูมิของดาวฤกษ์ เราไม่จำเป็นต้องบันทึกทั้งสเปกตรัม นักดาราศาสตร์สามารถใส่ฟิลเตอร์ผ่านสองช่วงคลื่น เช่น สีฟ้ากับสีเขียว และเปรียบเทียบความสว่างระหว่างกัน โดยนำผลต่างของลำดับความสว่างที่ปรากฏในสองช่วงคลื่นนี้มาเทียบหาอุณหภูมิได้ เราเรียกสิ่งนี้ว่า Color Index ซึ่งจะขึ้นอยู่กับว่าเราเทียบระหว่างสองฟิลเตอร์ดาราศาสตร์อะไร เช่น หากเราวัดลำดับความสว่างของดวงอาทิตย์ในช่วงฟิลเตอร์ B (สีฟ้า) และเทียบกับฟิลเตอร์ V (สีเขียว) แล้วนำมาเทียบผลต่าง ก็จะบอกเราได้ว่าอุณหภูมิพื้นผิวประมาณ 6000 K ในขณะที่ดาวไรเจลซึ่งมีสีออกฟ้า มีอุณหภูมิพื้นผิวประมาณ 11000 K

     พอพูดถึงอุณหภูมิแล้ว ก็อาจจะมีบางคนนึกถึงของอีกอย่างที่กลายมาเป็นของคู่ห้างคู่ร้านสะดวกซื้อในยุคปัจจุบัน นั่นก็คือเครื่องยิงอุณหภูมินั่นเอง ซึ่งแท้จริงแล้วก็ใช้หลักการเดียวกันในการเทียบความสว่างในช่วงอินฟราเรดสองช่วงคลื่น และเปรียบเทียบอัตราส่วนความสว่างที่วัดได้ระหว่างช่วงคลื่นทั้งสอง เพื่อบอกเราด้วยเสียงอันคุ้นหูว่า “อุณหภูมิปกติ” และในลักษณะเดียวกัน แสงสีแดงและแสงอินฟราเรดที่ผ่านนิ้วเรา ก็บอกเราได้ว่าปริมาณออกซิเจนในเลือดเรายังปกติอยู่หรือไม่

     การวัดปริมาณออกซิเจนในเลือดนี้ ค่อนข้างสำคัญสำหรับผู้ป่วยที่อาจจะติดเชื้อโควิด-19 นะครับ เพราะผลข้างเคียงอย่างหนึ่งของการติดเชื้อโควิด-19 ในปอด จะทำให้ปอดมีความสามารถในการแลกเปลี่ยนออกซิเจนลดลง ส่งผลให้ปริมาณออกซิเจนในเลือดต่ำ และเป็นหนึ่งในต้นเหตุหลักๆ ของการเสียชีวิตจากโรคโควิด-19 นั่นจึงเป็นเหตุผลที่ว่าทำไมเครื่องช่วยหายใจและถังออกซิเจนเป็นสิ่งสำคัญยิ่งในการดูแลผู้ป่วยจากโรคนี้

     แล้วปริมาณออกซิเจนในเลือดที่เหมาะสมคือเท่าไหร่? ลองเดากันดูเล่นๆ สักนิดสิครับ ว่าตอนนี้เลือดในร่างกายของเรามีปริมาณออกซิเจนอยู่กี่เปอร์เซ็นต์?

     50%? 80%? 

     ถ้าเราคิดถึงคะแนนสอบ เราอาจจะคิดว่าสัก 90% นี่ก็ควรจะ A หรือเกรด 4 แล้วไหมนะ 90% นี่ก็ยิ่งกว่าส่วนมากแล้ว ปกติถ้าเป็นการสอบ ได้คะแนนเกินครึ่งก็คือผ่านหรือเปล่า? 

     แต่ปรากฏว่าฮีมนั้นมีความสามารถในการจับออกซิเจนที่ดีเยี่ยมมากๆ โดยปกติแล้ว ฮีมเกือบทั้ง 100% จะมีออกซิเจนจับอยู่ด้วยกันทั้งสิ้น และคนปกตินั้นจะมีออกซิเจนอยู่ที่ปริมาณมากกว่า 95% เป็นต้นไป ใครที่มีค่าเริ่มต่ำกว่า 90% ถือว่ามีอาการที่ไม่ค่อยดีแล้ว สำหรับคนที่ต่ำกว่า 70% นั้นมักจะเริ่มแสดงอาการ Cyanosis และถือเป็นเหตุการณ์ฉุกเฉินเป็นอย่างมาก เนื่องจากเนื้อเยื่อที่ได้รับออกซิเจนระดับนี้จะเริ่มตายลงภายในเวลา 3-5 นาที

     ถ้าผู้อ่านท่านใดมีเจ้าเครื่องนี้ติดบ้านอยู่แล้ว ลองไปหยิบมาทำการทดลองต่อไปนี้ดู 

     เริ่มจากเอานิ้วสวมเข้าไปที่เครื่อง แล้วดูปริมาณออกซิเจนในเวลาปกติ (ผู้เขียนได้ 98% นับว่าผ่านเกณฑ์) จากนั้นลองกลั้นหายใจให้นานที่สุด นานเท่าที่จะสามารถทำได้ จนกระทั่งปอดเหมือนจะแตกเป็นเสี่ยงๆ ร่างกายร้อนไปหมด แล้วลองสังเกตดูปริมาณออกซิเจนอีกครั้ง… (แล้วก็อย่าลืมกลับมาหายใจได้แล้ว)

     จะเห็นได้ว่าปริมาณออกซิเจนนั้นไม่เปลี่ยนไปเลย (ผู้เขียนยังคงได้ 98%) แม้กระทั่งในวินาทีที่เรารู้สึกว่าจะขาดอากาศตายแล้ว ปริมาณออกซิเจนที่อยู่ในเลือดก็ยังคงเท่าเดิม จนกระทั่งกลับมาหายใจปกติ ผ่านไปเกือบครึ่งนาที กว่าระดับออกซิเจนในเลือดจึงจะลดลงตามมา (แม้ว่าเราจะยังหายใจอยู่) แต่ไม่ว่าเราจะพยายามยังไง อย่างมากก็ทำได้แค่ให้มันลดลงมาเหลือ 80-90% เท่านั้น นั่นก็เพราะว่าสมองต้องใช้ปริมาณออกซิเจนไม่ต่ำกว่า 80% ในการคงระดับการทำงาน และหากต่ำกว่านั้นอาจจะหมดสติไปเสียก่อน (ของผู้เขียนลงลงมาอยู่ที่ 92%)

ผู้เขียนทำการทดลองโดยการวัดปริมาณออกซิเจนขณะที่กลั้นหายใจ 

ซ้าย: แม้ว่าผู้เขียนจะกลั้นหายใจจนแทบหมดลมหายใจแล้ว แต่ปริมาณออกซิเจนก็ยังคงที่อยู่ที่ 97-99% (สังเกตว่าหัวใจเต้นถี่มาก)

ขวา: หลังจากที่เริ่มกลับมาหายใจปกติได้ 34 วินาที ระดับออกซิเจนจึงลดลงมาอยู่ที่ 92%

     เหตุที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะความแปลกประหลาดของร่างกายมนุษย์และวิวัฒนาการ 

     สิ่งที่โคตรจะไม่เมคเซนส์ก็คือ แม้ว่าร่างกายของเราต้องการออกซิเจนในการดำรงอยู่ แต่มันกลับไม่มีเซนเซอร์ใดๆ ในการตรวจวัดปริมาณออกซิเจนในเลือดเลย และนี่คือเหตุผลที่แอร์ฯ บนเครื่องบินถึงบอกให้ใส่หน้ากากให้ตัวเองก่อนที่จะช่วยเด็ก (ระหว่างวิดีโอความปลอดภัยอันน่าเบื่อที่เราไม่เคยสนใจจะดูกันนั่นแหละ) เพราะเราสามารถหมดสติจากการขาดออกซิเจนได้ก่อนที่จะรู้ตัวด้วยซ้ำ

     สิ่งที่เกิดขึ้น เวลาเรากลั้นหายใจและเกิดความรู้สึกว่า ‘ไม่ไหวแล้ว’ ต้องสูดหายใจให้ได้เดี๋ยวนี้นั้น ไม่ได้เป็นเพราะปริมาณออกซิเจนต่ำลง แต่กลับเป็นปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูงขึ้น และค่าความเป็นกรดของเลือดเพิ่มมากยิ่งขึ้น นั่นก็คือ ในขณะที่เรารู้สึกว่า ‘ขาดอากาศหายใจไม่ไหวแล้ว’ แท้จริงแล้วนั้นสมองของเราไม่ได้รับรู้เลยว่าเรามีออกซิเจนเหลือแค่ไหน แต่มันตรวจได้แค่ว่าก๊าซเสียนั้นสะสมอยู่มากแค่ไหนแล้ว ด้วยเหตุนี้เครื่องวัดออกซิเจนจึงยังแสดงค่าปกติ (เพราะคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มมากเกินไปแล้ว แม้ว่าปริมาณออกซิเจนจะยังไม่เปลี่ยนแปลง) จนกระทั่งเลือดที่ไม่ได้รับออกซิเจนเพิ่มค่อยๆ ถูกสูบฉีดไปทั่วร่างกาย แล้วเนื้อเยื่อก็ค่อยๆ ใช้ออกซิเจนที่ค้างอยู่ในเลือดจนหมดไป เราจึงจะพบปริมาณออกซิเจนที่ค่อยๆ ลดลงตามมาในภายหลัง 

     ในบางกรณี เราสามารถลดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดให้ต่ำลงไปมากๆ (เช่น โดยการหอบหายใจถี่ๆ หรืออาการ Hyperventilate เวลาที่เราเกิดความกลัวหรือวิตกกังวล anxiety อย่างหนัก) และหากเราไปกลั้นหายใจ หรือดำน้ำต่อจากนั้น มันอาจจะทำให้เราดำน้ำได้นานขึ้นก่อนที่จะรู้สึกต้องขึ้นมาหายใจ แต่ในขณะเดียวกัน ปริมาณออกซิเจนอาจจะลดต่ำลงจนหมดสติได้โดยไม่รู้ตัวด้วยซ้ำ พูดง่ายๆ ก็คือเราอาจจะขาดอากาศหายใจได้ก่อนที่เราจะรู้สึกว่าต้องหายใจเสียอีก โดยเรียกสิ่งนี้ว่า ‘shallow water blackout’ ซึ่งเป็นอันตรายอย่างหนึ่งที่นักดำน้ำจะต้องระวังเสมอ โดยเฉพาะในกลุ่ม free diving

     นอกไปจากนี้ ฮีมยังมีความสามารถในการจับเข้ากับโมเลกุลของคาร์บอนมอนออกไซด์ได้ดีมากๆ (ดีเสียกว่าออกซิเจนเสียอีก) และฮีมที่จับกับคาร์บอนมอนออกไซด์นั้นมีสีแดงสดไม่ต่างอะไรกับออกซิเจน ผู้ที่สูดอากาศที่มีคาร์บอนมอนออกไซด์ (เช่น นั่งอยู่ในรถที่จอดติดเครื่องทิ้งเอาไว้นานๆ ในกรณีที่มีไฟไหม้ ในห้องปิดที่มีเครื่องจักรทำงาน การจุดตะเกียง หรือเตาในห้องที่อากาศไม่ค่อยถ่ายเท ฯลฯ) อาจจะขาดออกซิเจนหมดสติไปโดยไม่รู้ตัว ทั้งๆ ที่ยังหายใจเข้าออกอยู่ และสีหน้ายังชมพูสดใสเหมือนไม่ได้ขาดออกซิเจนอะไร (และไม่สามารถตรวจด้วยเครื่อง pulse oximeter ได้)

     การที่ร่างกายของเราไม่รับรู้เลยว่าตัวเราเองมีออกซิเจนในเลือดเท่าไหร่แล้วนั้น นับได้ว่าเป็นบั๊กอย่างหนึ่งของร่างกายมนุษย์ เพราะตลอดกว่า 10 ล้านปีตั้งแต่วิวัฒนาการของ Hominid นั้น ยังไม่เคยพบว่าการที่สมองไม่สามารถตรวจวัดปริมาณออกซิเจนในเลือดได้นั้นเป็นอุปสรรคต่อการมีชีวิตอยู่แต่อย่างใด ก็เลยใช้วิธีตรวจวัดความเป็นกรด-ด่างของเลือดจากคาร์บอนไดออกไซด์นี้ไปเรื่อยๆ

     จนกระทั่งมาในยุคโควิด-19 ซึ่งผู้คนจำนวนมากติดโรคไวรัสและส่งผลให้การทำงานของปอดลดลง เราพบว่าในหลายกรณี ผู้ป่วยโควิด-19 มีอาการที่เรียกว่า ‘silent hypoxia’ หรือ ‘อาการขาดออกซิเจนเงียบ’ ที่ปริมาณออกซิเจนในกระแสเลือดลดลงโดยที่เจ้าตัวไม่ได้มีอาการอะไร 

     ที่เป็นเช่นนี้นั้น เพราะว่าในผู้ป่วยโควิด-19 บางกรณีไม่ได้มีของเหลวในปอดมากเหมือนกรณีปอดบวมทั่วๆ ไป แต่เชื้อไวรัสโควิด-19 อาจจะไปเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติบางอย่างของหลอดเลือดในปอด ทำให้การแลกเปลี่ยนออกซิเจนลดต่ำลง โดยอาจจะแสดงอาการเหนื่อยล้า หายใจถี่ ไม่อยากอาหาร สับสน แน่นหน้าอก ใบหน้าหรือริมฝีปากมีสีคล้ำ และหากตรวจวัดได้ว่ามีปริมาณออกซิเจนในเลือดต่ำกว่า 90% (หมายถึงในเวลาหายใจปกตินะ ไม่ใช่หลังจากกลั้นหายใจที่เราเพิ่งทำไปนะ) ควรจะไปติดต่อแพทย์โดยทันที

     ด้วยเหตุนี้ เครื่องวัดปริมาณออกซิเจนที่ปลายนิ้วหรือ fingertip pulse oximeter จึงเป็นอุปกรณ์อย่างหนึ่งที่จำเป็นอย่างยิ่งในการดูแลผู้ป่วยโควิด-19 ที่อาการรุนแรง เพราะด้วยความแปลกประหลาดของวิวัฒนาการมนุษย์ ทำให้เราอาจจะไม่รู้ตัวเลยว่าออกซิเจนเราลดต่ำลงไปเพียงใดแล้ว หากเราไม่มีเจ้าเครื่องมือเล็กๆ ที่ยิงแสงสีแดงและอินฟราเรดทะลุผ่านนิ้วเพื่อเทียบปริมาณ ‘สี’ ที่แตกต่างกันระหว่าง HbO2 และ Hb เราอาจจะไม่ทราบเลยว่าเรากำลังเปลี่ยนจากผู้ป่วย ‘สีเขียว’ ไปเป็น ‘สีแดง’ แล้วอาจจะล้มลงกลางถนนโดยที่ไม่ใช้สลิงหรือตัวแสดงแทน ไม่ได้จัดฉาก และไม่รู้ตัวก็เป็นได้