改善生命，拥抱健康，西人马研发血氧光学传感器血氧饱和度检测分类及原理

血氧水平，是一个人身体素质的反映。血氧饱和度是反映血液循环系统以及呼吸循环系统的重要参数,是判断人体是否健康或者周围环境是否缺氧的重要指标。血氧饱和度要在95%以上才是人体的正常水平。当血液中血氧的浓度处于较低水平时，会影响心脏和大脑等器官的正常工作。很多临床疾病会造成氧供给的缺乏，这将直接影响细胞的正常新陈代谢，严重的还会威胁人的生命，所以血氧饱和度实时监测在临床救护中非常重要。

血氧饱和度检测分类及原理

血氧饱和度的测量通常分为电化学法和光学法两类。

传统的电化学法血氧饱和度测量要先进行人体采血(最常采用的是取动脉血) ，再利用血气分析仪进行电化学分析，在数分钟内测得动脉氧分压(Pa02) ，并计算出动脉血氧饱和度(Sa02) 。由于这种方法需要动脉穿刺或者插管，给病人造成痛苦，且不能连续监测，因此当处于危险状况时，就不易使病人得到及时的治疗。电化学法的优点是测量结果精确可靠，缺点是比较麻烦，且不能进行连续的监测，是一种有损伤的血氧测定法。

光学法是一种克服了电化学法缺点的新型光学测量方法，它是一种连续无损伤血氧测量方法，可用于急救病房、手术室、恢复室和睡眠研究中。目前采用最多的是脉搏血氧测定法，其原理是监测血液对光吸收量的变化，测量氧合血红蛋白(Hb02)占全部血红蛋白(Hb)的百分比，从而直接求得Sp02 。

无损伤的血氧饱和度仪主要由一个微处理器、存储器(EPROM与RAM)、两个控制LED的数模转换器、对光电二极管接收的信号进行滤波与放大的传感器、以及将接收信号数字化以提供给微处理器的模数转换器所组成。

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▲血氧饱和仪原理图

该方法的优点是可以做到对人体连续无损伤测量，且仪器使用简单方便，所以它已得到越来越普遍的重视。缺点是测量精度比电化学法低，在血氧值较低时产生的误差较大。利用光学法原理先后出现了耳式血氧计、多波长血氧计及新近问世的脉搏式血氧计，最新的脉搏式血氧计的测量误差已经可以控制在1%以内，达到临床使用的要求。尽管它们在某些方面还不尽如人意，但其所产生的临床效益已被广泛认同。

无损伤血氧饱和度监测用光电传感器

传感器是能感受血液中氧分压并转换成可用输出信号的关键部件，它的损坏会直接导致检测不准或整机瘫痪无法工作。血氧传感器按外形主要可以分为指套型、耳垂型、包裹型和粘附型。不论外形如何，血氧传感器的原理构成是一样的，他们均由发光器件和接收器件组成。发光器件是由波长为660nm(650nm)的红光和波长为940nm(910nm)的红外光发射管组成。光敏接收器件大都采用接收面积大、灵敏度高、暗电流小、噪声低的PIN型光敏二极管，由它将接收到的入射光信号转换成电信号。

最新开发的脉搏血氧计大多采用的是指套式传感器探头，使用时探头套在指尖上。指套上壁固定了两个并列放置的发光二极管，发光波长分别为660nm红光和940nm红外光。下壁是一个光敏接收器件，它将透射过手指的红光和红外光转换成电信号。血氧计运行时，分时驱动电路让两个发光二极管按一定的时间间隔并以较低的占空比分别发光，根据光二极管发光强度与光电管接收到的透射光的强弱比值可分别计算出全血吸收率a660和a940 ，然后结合实验标定的系数A和B ，代入专门的公式中就可以算出血氧饱和度的数值了。