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浅谈可穿戴血氧探头工作原理

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efxjax

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发表于 2017-07-17 17:50:21
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楼主

 血氧探头,全称为血氧饱和度探头(英文SpO2 Sensor/SpO2 Probe),是指将探头指套固定在病人指端,利用手指作为盛装血红蛋白的透明容器。通过SpO2监护,可以得到SpO2、脉率、脉搏波。应用于各种病人的血氧监护,通常另一端是接心电监护仪。

  浅谈可穿戴血氧探头工作原理

  1、功能与原理

  脉搏血氧饱和度SpO2指的是血氧含量与血氧容量的百分比值。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,已经得到公认。

  目前在麻醉、手术以及PACU和ICU中得以广泛使用。根据氧合血红蛋白(HbO2)和还原血红蛋白(Hb)在红光和红外光区域的光谱特性,可知在红光区(600~700nm)HbO2和Hb的吸收差别很大,血液的光吸收程度和光散射程度极大地依赖于血氧饱和度;而在红外光谱区(800~1000nm),则吸收差别较大,血液的光吸收程度和光散射程度主要与血红蛋白含量有关,所以,HbO2和Hb的含量不同吸收光谱也不同,因此血氧饱和度仪血液导管中的血无论是动脉血还是静脉血饱和度仪均能根据HbO2和Hb的含量准确地反映出血氧饱和度。

  血液在波长660nm附近和900nm附近反射之比(ρ660/900)最敏感地反映出血氧饱和度的变化,临床一般血氧饱和度仪(如泰嘉电子Taijia饱和度仪、脉搏血氧仪)也采用该比值作为变量。医疗仪器在光传导的途径上,除动脉血血红蛋白吸收光外,其他组织(如皮肤、软组织、静脉血和毛细血管血液)也可吸收光。但入射光经过手指或耳垂时,光可被搏动性血液和其他组织同时吸收,但两者吸收的光强度是不同的,搏动性动脉血吸收的光强度(AC)随着动脉压力波的变化而改变。而其他组织吸收的光强度(DC)不随搏动和时间而改变,由此,就可计算出在两个波长中的光吸收比率R。R=(AC660/DC660)/(AC940/DC940)。R与SpO2呈负相关,根据R值,由标准曲线可得出相应的SpO2值。

  
浅谈可穿戴血氧探头工作原理  2、探头的特点与优势

  SpO2仪包括探头、功能模块和显示部分三个主要部件。对于市场上大部分的监护仪来说,检测SpO2的技术都已经很成熟。一台监护仪所检测得到的SpO2值准确与否,很大程度上与探头有关,其中影响探头检测的因素很多,探头所用的检测器件、医用导线、连接工艺等都会影响检测结果。

  (1)检测器件:检测信号的发光二极管和光电探测器件是探头的核心部件。也是决定检测数值准确与否的关键所在。理论上的红光波长为660nm,红外光为940nm时检测得到的数值比较理想,但由于制造器件的工艺的复杂,所生产出来的红光,红外光的波长总有偏差。光波长的偏差的大小将影响所检测的数值。所以发光二极管和光电检测器件的制造工艺就显得很重要了。R-RUI采用的是福路科的检测设备,无论是在精度上,还是在可靠性上都很有优势。

  (2)医用导线:除了材料使用进口的外(在高弹力强度、抗腐蚀性都很可靠),还设计采用了双层屏蔽,较单层或全无屏蔽更能抑制噪声干扰,保持信号完整。

  (3)软垫:R-RUI生产的探头采用的是一种特殊设计的软垫(指垫),这种软垫舒适、可靠,接触皮肤无过敏性,可适用于不同体形的病人。并且采用的是全裹式设计,可避免因手指动作漏光而导致干扰。

  (4)指夹:本体指夹采用防火级无毒ABS的材料,坚固不易损坏。嵌入式主板应用在指夹上还设计采用了遮光板,可以更好地屏蔽外围光源。  (5)一般SpO2损坏的主要原因之一是由于弹簧松脱,弹力不足以至夹力不足,R-RUI采用高张力电镀碳钢弹簧,可靠耐用。

  (6)端子:为了确保探头的可靠连接耐用,考虑信号传递过程中的衰减在与监护仪的连接端子上,采用特殊工艺镀金端子。

  (7)连接工艺:探头的连接工艺对于检测结果来说也很重要,软垫所放的位置均经过校正测试,以确保检测器件发射器与接收器的位置正确。

  (8)在精度上,确保在SpO2值为70%——100%时,误差不超过正负2%,精度要更高,从而使得检测结果更可靠。

  


airiyesin

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发表于 2017-07-17 18:05:47 1楼
传说中的前十。

passfan007

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发表于 2017-07-17 20:25:12 2楼
环境比较好

qrlqrl

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发表于 2017-07-17 22:53:20 3楼
有点意思
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