血氧饱和度检测原理

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一、血氧饱和度检测原理 血氧饱和度检测原理 测量血氧饱和度的原理是利用光的吸收特性。血液中的血红蛋白可以吸收不同波长的光线，其中红外线和红光的吸收比例与血氧饱和度有关。当血液中的血红蛋白与氧气结合时,它的吸收特性会发生变化,导致红外线和红光的吸收比例发生变化。通过测量这种变化,就可以计算出血氧饱和度。 现代的血氧饱和度测量仪通常采用非侵入式的方法，即通过皮肤表面的光学传感器来测量血氧饱和度。这种传感器通常由一对发光二极管和一个光敏元件组成。发光二极管会发出红外线和红光，光敏元件会测量这两种光线的吸收比例。由于红光和红外线的吸收比例与血氧饱和度有关，因此通过测量这两种光线的吸收比例，就可以计算出血氧饱和度。 测量血氧饱和度的原理是利用光的吸收特性,通过测量血液中血红蛋白对红外线和红光的吸收比例来计算血氧饱和度。现代的血氧饱和度测量仪采用非侵入式的方法，通过皮肤表面的光学传感器来测量血氧饱和度。 SPO2计算公式与糖化血红蛋白计算公式类似 糖化血红蛋白公式  糖化血红蛋白公式是一个用于测量人们血液中糖化血红蛋白百分比的公式。该公式基于以下原理：人体的红细胞寿命为大约120天,当血红蛋白暴露于高血糖环境中时，血红蛋白上的糖分子会与血红蛋白结合并形成糖化血红蛋白。因此,糖化血红蛋白测量了过去两到三个月中血糖水平的平均水平。糖化血红蛋白公式是：HbAlc（%）=（糖化血红蛋白浓度/总血红蛋白浓度）×100%。这个公式可以用于评估糖尿病患者的血糖控制情况,以及预测糖尿病并发症的风险。 SPO2计算公式 SPO2=被氧结合的氧合血红蛋白的容量(HbO2)÷全部可结合的血红蛋白容量(Hb)×100%在这个公式中分子永远小于分母血氧饱和度 （简称血氧）是血液中被氧结合的氧合血红蛋白的容量占全部可结合的血红蛋白容量的百分比，即血液中血氧的浓度，它是呼吸循环的重要生理参数。正常人体动脉血的血氧饱和度为98%它是反映机体内氧状况的重要指标，一般认为血氧饱度正常值应不低于94%，在94%以下被视为供氧不足SPO2作为一种无创的、反应快速的、安全的、可靠的连续监测指标，已经得到人们的公认。测量原理：利用红光和红外光在血液里的不同吸收比。我们知道，测量人体血氧饱和度时，当光线穿透手指后，将发生变化，如同我们戴有颜色的镜子一样。含氧不同的血其对光的影响是不一样的，正是这样一来，我们利用它的不同，掌握它的规律性，便可以测定血氧。影响血氧饱和度的因素1、连续长时间的监护同一部位。2、与血压袖带在同一手臂上；动脉导管或者腔内管路的肢体上使用。3、强光环境对信号的干扰：当强光照射到血氧探头上时，可使光接受器偏离正常范围，造成测量不准确4、末梢循环差：如休克、手指温度过低；都会导致被测部位动脉血流减少，使测量不准或测不出同侧手臂血压或同侧侧卧压迫：影响微循环5、指甲涂指甲油：会影响光的透过，导致测量困难6、静脉注射染色药物 血氧饱和度监测仪的设计与应用研究_知网百科 目前运用光电脉搏波检测法进行血氧饱和度以及血液其它成分的测量已成为当前医学领域研究的热点之一,具有重要的意义。本课题进行的是血氧饱和度监测仪的设计与研究,其监测的参数主要有血氧饱和度和脉率。本文首先对血氧饱和度测量方法进行了对比,最终确定了采用基于动态光谱理论结合朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律的测量计算方法,研发了新一代以MKL25Z128VLK4微控制器为主控的血氧仪,并详细介绍了其软硬件设计中的相关重要技术。硬件上主要由电源管理模块、光源驱动模块、光电接收模块、无线数据传输模块、OLED液晶屏显示模块等组成,该血氧仪对比传统型血氧仪,其硬件电路得到简化,降低了生产成本,噪声引入小；软件上实现了脉搏波信号中各频率噪声信号的全面快速滤除,其中包括滤除高频毛刺噪声、低频基线漂移噪声、混频轻微突发性运动干扰噪声,也实现了脉搏波特征  血氧饱和度测试的原理【TED】 - 哔哩哔哩 血氧饱和度是什么 众所周知，氧气是人体进行新陈代谢的关键物质，供氧不足会引起多种临床疾病，甚至导致不可逆性损伤。一个人身体是否健康，从血氧饱和度可以反映出来，血氧饱和度低，会出现呼吸急促、能量供应不足、疲劳等症状。 血氧饱和度是反映动脉血液含氧量的指标。许多疾病特别是呼吸系统的疾病会引起人体血液中血氧浓度下降, 严重者威胁人的生命, 因此在临床救治中, 血氧饱和度监测是不可缺少的。 定义：血氧饱和度(SaO2)是血液中被氧结合的氧合血红蛋白(HbO2)的容量占全部可结合的血红蛋白(Hb，hemoglobin)容量的百分比，即血液中血氧的浓度，它是呼吸循环的重要生理参数。 人体的新陈代谢过程是生物氧化过程，而新陈代谢过程中所需要的氧，是通过呼吸系统进入人体血液，与血液红细胞中的血红蛋白(Hb)，结合成氧合血红蛋白(HbO2)，再输送到人体各部分组织细胞中去。血液携带输送氧气的能力即用血氧饱和度来衡量。 血氧饱和度计算公式：SpO2=氧合血红蛋白÷(氧合血红蛋白+游离血红蛋白)×100%，正常值为95%~100%。 正常情况下人体动脉血氧饱和度在98%，静脉血氧饱和度在75%。一般认为血氧饱和度不应低于94%，如该指标低于94%则表示供氧不足，存在缺氧的状态。 血氧饱和度的测定方法 自20世纪80年代以来，无创脉搏血氧饱和度测量技术出现并逐渐成熟，其利用血液中血红蛋白和还原血红蛋白对光的不同吸收特性计算脉搏血氧饱和度。有研究表明，脉搏血氧饱和度与动脉血氧饱和度具有显著相关性，在一定条件下可以作为替代指标反映血液的氧合程度。与有创方法相比，无创的脉搏血氧饱和度监测可以持续、实时地反映使用者氧合情况，有效减少使用者痛苦并降低感染风险。 简单说有两种方法： 1.电化学法 即采集动脉血进行测量，需抽取动脉血，利用血气分析仪进行电化学分析，测出氧分压进行计算，可提供准确的动脉血氧饱和度结果，一般认为是测量血氧饱和度的金标准。但是该方法有创且难以做到连续监测。 2.光学测量法 一般用脉搏血氧饱和度仪来检测，无创，能够及早发现各种场所、各种原因引起的低氧血症, 也可显示反映心率、反应外周血管搏动等循环功能。由于其相对于传统的动脉采血、血气分析测量血氧饱和度, 操作简单、使用较方便、数据可靠, 已成为临床病情监测的重要方法之一。 只需要将仪器夹在手指上，便可显示数值。血氧仪测定的是经皮的血氧饱和度，该指标是呼吸、循环的重要参数之一。监测血氧饱和度可以对肺的氧合功能、血氧红蛋白携带氧的能力进行大致的评估。 如图为指夹式血氧仪。仪器显示：血氧饱和度为99%，心率为68次/分。 血氧饱和度低的原因 在临床上有不少疾病都会引起供氧不足，影响血液的血氧饱和度，直接影响细胞的正常代谢，严重者甚至威胁人们的生命。 血氧饱和度低的原因主要有以下几方面： 1.呼吸系统疾病，如肺炎、慢阻肺、支气管扩张、肺气肿、肺大泡、肺癌、气胸、胸腔积液、间质性肺炎、肺心病、肺纤维化等。 2.心血管系统疾病，如冠心病、不稳定性心绞痛、心肌梗死、心力衰竭、扩心病、先心病等。 3.其他相关疾病，如药物中毒、酮症酸中毒、乳酸酸中毒等。 所以，出现血氧饱和度低时应积极完善相关检查，寻找原因，针对病因进行治疗。在生活中我们可以通过运动增强肺功能，以保持正常的血氧饱和度，提高心肺功能的运动有适当跑步、游泳、快走等。 作者：如啼血 https://www.bilibili.com/read/cv19004359/?jump_opus=1 出处：bilibili 二、血氧仪的原理：把光运用到极致 最近几天，多位专家提醒我们，要警惕老年人的“沉默性杀手”。一些老年人感染新冠后，虽然呼吸状态看起来比较平稳，但实际上血氧饱和度已经非常低了。也就是说，他们的身体已经出现缺氧的情况了。然后，血氧仪就卖脱销了，并且价格还出现了上涨。 通常情况下，如果我们要分析有关血液的某些信息，我们需要通过各种不愉快的方式获取血液样本。但是，如果我们想要知道血氧情况，我们只需要将手指伸进仪器中，它就会立即告诉我们心率和血氧饱和度，而且这完全是一种无创的方式。那么，血氧仪是如何做到的呢？ 如果你仔细看血氧仪放手指的地方，你会发现一个闪烁的LED灯，而在LED灯的对面是光电二极管。我们的手指就放在LED灯和光电二极管之间，血氧仪会向手指发光，然后被另一边的光电二极管所接收，并转化为电信号。 如果你曾经不小心用手指盖住手机的闪光灯，你会发现皮肤实际上是半透明的，并且它还会在另一侧呈现红色。因为你的血液吸收了一些光，并且也透过了另一部分光。科学家对此进行了实验，并且他们了解到血红蛋白（血液中携带氧气的蛋白质）的吸收光谱在两种状态下存在很大差异，这两种状态分别是它的含氧状态和非含氧状态。 用一般来的话来说，这意味着它投射出来的颜色会改变。虽然肉眼不能分辨这些改变，但仪器能分辨。并且如果使用两种不同波长的光来进行测量，我们会发现差异就变得更加明显。所以，实际上血氧仪有两个LED灯，有一个发出红色的光，另一个发出我们看不见的红外线。并且它们俩不是稳定发光，而是轮流闪烁，然后通过分析另一侧光电二极管接收到的光信号，我们就可以准确判断出血氧饱和度。 如上图所示，这是含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收光谱。横坐标代表的是光的波长，纵坐标代表的是摩尔吸光系数，也就是对光的吸收能力。红色线代表的是含氧血红蛋白，而蓝色线代表脱氧血红蛋白。我们可以看到，在最左侧红光的区域，含氧血红蛋白吸收这种波长的能力比脱氧血红蛋白弱。但随着波长的增长，到了最右侧红外线时，情况发生了翻转，含氧血红蛋白实际上吸收的光比脱氧血红蛋白多一点。 但是，我们的手指不只有血液，还有皮肤、骨头和指甲等其他东西，所以单靠光怎么可能准确告诉我们血氧饱和度呢？我们的血液不只是停留在手指上，它会根据心脏的跳动而脉动。因此，通过少量的信号分析，脉搏血氧仪内的微处理器可以隔离它接收到的信号的脉冲成分，并忽略所有非血液信号。这将告诉我们心率，并确定含氧血红蛋白的百分比。 但是我们应该知道，这些设备都不是完美的。在某些情况下，他们可能会给出错误的读数，比如一氧化碳中毒的情况。对于血氧仪来说，携带一氧化碳的血红蛋白与携带氧气的血红蛋白相同。

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