氧是維系人類生命的基礎(chǔ)，心臟的收縮和舒張使得人體的血液脈動(dòng)地流過肺部，一定量的還原血紅蛋白(HbR)與肺部中攝取的氧氣結(jié)合成氧和血紅蛋白(HbO2)，另有約2％的氧溶解在血漿里。這些血液通過動(dòng)脈一直輸送到毛細(xì)血管，然后在毛細(xì)血管中將氧釋放，以維持組織細(xì)胞的新陳代謝。血氧飽和度(SO2)是血液中被氧結(jié)合的氧合血紅蛋白(HbO2)的容量占全部可結(jié)合的血紅蛋白(Hb)容量的百分比，即血液中血氧的濃度，它是呼吸循環(huán)的重要生理參數(shù)。而功能性氧飽和度為HbO2濃度與HbO2 Hb濃度之比，有別于氧合血紅蛋白所占百分?jǐn)?shù)。因此，監(jiān)測動(dòng)脈血氧飽和度(SaO2)可以對(duì)肺的氧合和血紅蛋白攜氧能力進(jìn)行估計(jì)。

　　2.1 血氧飽和度檢測分類

　　血氧濃度的測量通常分為電化學(xué)法和光學(xué)法兩類。

　　傳統(tǒng)的電化學(xué)法血氧飽和度測量要先進(jìn)行人體采血(最常采用的是取動(dòng)脈血)，再利用血?dú)夥治鰞x進(jìn)行電化學(xué)分析，在數(shù)分鐘內(nèi)測得動(dòng)脈氧分壓(PaO2)，并計(jì)算出動(dòng)脈血氧飽和度(SaO2)。由于這種方法需要?jiǎng)用}穿刺或者插管，給病人造成痛苦，且不能連續(xù)監(jiān)測，因此當(dāng)處于危險(xiǎn)狀況時(shí)，就不易使病人得到及時(shí)的治療。電化學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)是測量結(jié)果精確可靠，缺點(diǎn)是比較麻煩，且不能進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測，是一種有損傷的血氧測定法。

　　光學(xué)法是一種克服了電化學(xué)法的缺點(diǎn)的新型光學(xué)測量方法，它是一種連續(xù)無損傷血氧測量方法，可用于急救病房、手術(shù)室、恢復(fù)室和睡眠研究中。目前采用最多的是脈搏血氧測定法(Pulse Oximetry)，其原理是檢測血液對(duì)光吸收量的變化，測量氧合血紅蛋白(Hb02)占全部血紅蛋白(Hb)的百分比，從而直接求得SO2。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以做到對(duì)人體連續(xù)無損傷測量，且儀器使用簡單方便，所以它已得到越來越普遍的重視。缺點(diǎn)是測量精度比電化學(xué)法低，非凡是在血氧值較低時(shí)產(chǎn)生的誤差較大。先后出現(xiàn)了耳式血氧計(jì)，多波長血氧計(jì)及新近問世的脈搏式血氧計(jì)。最新的脈搏式血氧計(jì)的測量誤差已經(jīng)可以控制在1％以內(nèi)，達(dá)到臨床使用的要求。盡管它們在某些方面還不盡如人意，但其所產(chǎn)生的臨床效益已被廣泛認(rèn)同。

　　2.2 無損傷血氧飽和度檢測原理

　　臨床上多用功能氧飽和度來反映血液中氧含量的變化。無損傷血氧飽和度測量是基于動(dòng)脈血液對(duì)光的吸收量隨動(dòng)脈搏動(dòng)而變化的原理來進(jìn)行測量的?；A(chǔ)研究表明，氧合血紅蛋白和非氧合血紅蛋白對(duì)不同波長入射光有著不同的吸收率。當(dāng)單色光垂直照射人體，動(dòng)脈血液對(duì)光的吸收量將隨透光區(qū)域動(dòng)脈血管搏動(dòng)而變化，而皮膚、肌肉、骨骼和靜脈血等其他組織對(duì)光的吸收是恒定不變的。當(dāng)用兩種特定波長的恒定光λ1、λ2照射手指時(shí)，假如適當(dāng)選擇入射光波長λ1(Hb02、Hb在此處具有等吸收特性，即約805nm)，運(yùn)用Lambert-Bear定律并根據(jù)氧飽和度的定義可推出動(dòng)脈血氧飽和度的近似公式為：Sa02=a bQ
式中：Q為兩種波長(Hb02、Hb)的吸光度變化之比a、b為常數(shù)，與儀器傳感器結(jié)構(gòu)、測量條件有關(guān)。
注重到生物組織是一個(gè)各向異性、強(qiáng)散射、弱吸收的復(fù)雜光學(xué)介質(zhì)，因此在實(shí)際測量中無法用一個(gè)嚴(yán)格的公式來描述，所以一般是通過測量雙光束吸光度變化之比，然后通過經(jīng)驗(yàn)定標(biāo)曲線最終獲取氧飽和度。而在選擇雙光束波長時(shí)，一般選擇入射光波長為660nm和940nm。

　　2.3 無損傷血氧飽和度檢測用光電傳感器[2,3]

　　血氧傳感器是檢測血氧飽和度的重要部件，它的損壞會(huì)直接導(dǎo)致檢測不準(zhǔn)或整機(jī)癱瘓無法工作。血氧傳感器按外形主要可以分為指套型、耳垂型、包裹型和粘附型，按用途又可分為成人型和兒童型、嬰兒型幾種。不論外形和類型如何，血氧傳感器的原理構(gòu)成是一樣的，它們均由發(fā)光器件和接收器件組成。發(fā)光器件是由波長為660nm(650nm)的紅光和波長為940nm(910nm)的紅外光發(fā)射管組成。光敏接收器件大都采用接收面積大，靈敏度高，暗電流小，噪聲低的PIN型光敏二極管，由它將接收到的入射光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

　　最新開發(fā)的脈搏血氧計(jì)大多采用的是指套式傳感器探頭。使用時(shí)探頭套在指尖上。指套上壁固定了兩個(gè)并列放置的發(fā)光二極管，發(fā)光波長分別為660nm紅光和940nm紅外光。下壁是一個(gè)光敏接收器件，它將透射過手指的紅光和紅外光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。血氧計(jì)運(yùn)行時(shí)，分時(shí)驅(qū)動(dòng)電路讓兩個(gè)發(fā)光二極管按一定的時(shí)間間隔并以較低的占空比分別發(fā)光，根據(jù)光二極管發(fā)光強(qiáng)度與光電管接收到的透射光的強(qiáng)弱比值可分別計(jì)算出全血吸收率a660和a940，然后結(jié)合實(shí)驗(yàn)標(biāo)定的系數(shù)A和B，代入前述公式中，就可以算得血氧飽和度的數(shù)值了。

　　2.4 血氧儀系統(tǒng)框圖

　　脈搏血氧儀一般由血氧飽和度檢測模塊、工控機(jī)或PC機(jī)、血氧檢測探頭(一般為指套式)等部分組成。也有些是直接研制成一體的或便攜式的。假如采用的是已經(jīng)研制好的血氧飽和度檢測模塊來搭建的系統(tǒng)，由于模塊與工控機(jī)或PC機(jī)之間的電平電壓不同，它們之間還要通過電平轉(zhuǎn)換模塊連接起來，這樣才能夠進(jìn)行正確的通訊。

　　3 脈搏血氧計(jì)的操作使用

　　是否能夠正確操作使用血氧計(jì)，關(guān)系到檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。透射式脈搏血氧計(jì)多以手指、耳垂、腳趾等作為檢測部位，因?yàn)檫@些部位是光線最輕易透射過的部位。而對(duì)于采用指套式傳感探頭的脈搏血氧計(jì)，檢測前最好應(yīng)將手指非凡是指甲部位清洗干凈，否則假如臟物過多，會(huì)阻礙光線的透射，從而對(duì)測量結(jié)果造成一定的影響。測量時(shí)將中指夾在指套里，注重指甲應(yīng)正對(duì)上壁的發(fā)光管，夾好后還應(yīng)注重指套四面是否密閉嚴(yán)實(shí)，以避免環(huán)境光的干擾。指套夾好并開機(jī)后，等待測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定后就可以讀出血氧飽和度了，現(xiàn)在的血氧計(jì)一般還可以讀出脈率值和脈搏波形。

　　血氧傳感器相關(guān)型號(hào)：

　　北京賽斯維測控技術(shù)有限公司的MEAS光電傳感器采用世界領(lǐng)先的硅平面擴(kuò)散型光電二極管技術(shù), 專業(yè)生產(chǎn)醫(yī)療專用血氧探頭.產(chǎn)品型號(hào)有:EPM-2001, ELM-3001,ELM-3002,ELM-3003,ELM-3004,ELM-4001。

　　產(chǎn)品特點(diǎn)：

• Low Cost
• Lead Frame Construction
• Fast Response
• Matched to 660nm Emitters
• High Efficiency
• Clear Epoxy Lens
• Compact Package
• Active Area: 8mm²
  
  文章出處：http://www.sensorway.cn/knowledge/197.html