指尖上的健康專家-血氧儀
作者：創(chuàng)始人 點擊：0次 發(fā)布時間：2025-01-13
血氧儀采用無創(chuàng)式測量紅外技術測量手指、腳趾、耳朵，這是最常見的測量血氧的地方中的氧氣含量，測量對象更準確的叫法是血氧飽和度，即SpO2,并將所測試出來的結果以數(shù)字形式表示,主要顯示的是實際含氧量下全氧飽和度的比值,一般用百分比表示,人體分健康的典型血氧飽和度為90～100%,但最低也可以過到60%。人體的血氧飽和度取決于很多因素，其中最重要的因素是病人身體的供血能力比較差，HbO2的讀值會下降。
首先先介紹氧氣怎么樣傳遞到人體各個器官、在毛細血管里面就是紅細胞，紅細胞的體積很小，非常、非常小，尺寸大概是6-8微米的直徑，厚度是2微米，每個細胞的壽命是100-120天，而且是可經過身體回收再生。人體的這些細胞是由骨髓產生的，每個細胞需要經過7天的時間才能產生。成人的體內細胞產生是每秒鐘400萬個，由荷爾蒙EPO刺激產生的，有些運動員會注射這些激素，這樣就可以產生比常人比較多的紅細胞,紅細胞越多攜帶氧氣的能力越強，競賽的過程當中對沒有注射的來講是優(yōu)勢非常明顯，所以在體育競技中時常聽到因打激素而發(fā)生的故事，每個成人有20-30萬億紅細胞，并且男人紅細胞比女人多20%。
血紅細胞主要功能是將氧氣從肺里面送到人體的器官，保證各個器官的工作.在肺部里,氧氣附著在受紅細胞約束的蛋白質上稱為血色素(Hb),而在血液中的血色素中有兩種形態(tài):氧合血紅蛋白(HbO2);還原血紅蛋白(Hb)，在高度飽和的血色素分子中就包括了4個氧分子.在人體中的每個紅細胞在體內的循環(huán)從肺出去,從動脈經過毛細血管回到頸脈（應該是靜脈）的時候，氧分子脫落了然后再回來，大概需要20秒的時間。
工作原理
通過依次驅動一個紅光LED(660nm)和一個紅外光LED(910nm)，藍色線條表示血紅蛋白不帶氧分子的時候接收管對還原血紅蛋白感應曲線，從曲線圖中可以看下還原血紅蛋白對660nm紅光的吸收比較強,而對910nm紅外光的吸收長度比較弱。紅色線條表示血紅蛋白并帶有氧分子的血紅細胞時接收管對氧合血紅蛋白感應曲線，從圖中可以看出對660nm紅光的吸收比較弱，對910nm紅外光的吸收比較強。在血氧測量時，還原血紅蛋白和有氧合血紅蛋白，通過檢測兩種對不同波長的光吸收的區(qū)別，所測出來的數(shù)據(jù)差就是測量血氧血紅蛋白最基本的數(shù)據(jù)。在血氧測試中660nm和910nm最常見的兩個波長，實際上要做到更高的精度，除了兩個波長以外還要增加，甚至高達8個波長，最主要的原因是人體血紅蛋白除了還原血紅蛋白和氧合血紅蛋白之外，還有其他的血紅蛋白，我們經常見的是炭氧血紅蛋白，更多的波長有利于你做的精度更好。
方案說明
上圖為指夾式血氧儀原理框圖，圖中，模擬開關用于切換紅光LED和紅外光LED燈，LED燈發(fā)射電流可達到幾十mA，因此要求模擬開關具有低導通電阻特性。紅光和紅外光LED由通用運放和三極管構成的恒流電路驅動，具有較高的電流精度和較低的溫度漂移。在光敏接收管側，運放用于實現(xiàn)光電轉換，一般選用低噪聲運放，能夠更好地提高系統(tǒng)的分辨率。在電源拓撲上，一種是采用兩節(jié)干電池(3V)供電，通過DC-DC升壓到3.6V，再通過LDO降壓給系統(tǒng)各電路使用，另一種采用鋰電池供電，可以循環(huán)充電使用。
工作原理
通過依次驅動一個紅光LED(660nm)和一個紅外光LED(910nm)，藍色線條表示血紅蛋白不帶氧分子的時候接收管對還原血紅蛋白感應曲線，從曲線圖中可以看下還原血紅蛋白對660nm紅光的吸收比較強,而對910nm紅外光的吸收長度比較弱。紅色線條表示血紅蛋白并帶有氧分子的血紅細胞時接收管對氧合血紅蛋白感應曲線，從圖中可以看出對660nm紅光的吸收比較弱，對910nm紅外光的吸收比較強。在血氧測量時，還原血紅蛋白和有氧合血紅蛋白，通過檢測兩種對不同波長的光吸收的區(qū)別，所測出來的數(shù)據(jù)差就是測量血氧血紅蛋白最基本的數(shù)據(jù)。在血氧測試中660nm和910nm最常見的兩個波長，實際上要做到更高的精度，除了兩個波長以外還要增加，甚至高達8個波長，最主要的原因是人體血紅蛋白除了還原血紅蛋白和氧合血紅蛋白之外，還有其他的血紅蛋白，我們經常見的是炭氧血紅蛋白，更多的波長有利于你做的精度更好。
方案說明
上圖為指夾式血氧儀原理框圖，圖中，模擬開關用于切換紅光LED和紅外光LED燈，LED燈發(fā)射電流可達到幾十mA，因此要求模擬開關具有低導通電阻特性。紅光和紅外光LED由通用運放和三極管構成的恒流電路驅動，具有較高的電流精度和較低的溫度漂移。在光敏接收管側，運放用于實現(xiàn)光電轉換，一般選用低噪聲運放，能夠更好地提高系統(tǒng)的分辨率。在電源拓撲上，一種是采用兩節(jié)干電池(3V)供電，通過DC-DC升壓到3.6V，再通過LDO降壓給系統(tǒng)各電路使用，另一種采用鋰電池供電，可以循環(huán)充電使用。
