无创血氧饱和度测量

无创血氧饱和度测量第一页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量了解血氧饱和度数据采集相关电路目录2023/6/102第二页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量一、了解血氧饱和度1.什么是血氧饱和度

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。

监测动脉血氧饱和度(SaO2)可以对肺的氧合和血红蛋白携氧能力进行估计。正常人体动脉血的血氧饱和度为98%，静脉血为75%。2023/6/103第三页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量2.哪些人需要测血氧饱和度①血管疾病的人(冠心病、高血压、高血脂、脑血栓……)②有呼吸系统疾病的人（哮喘、气管炎、老慢支、肺心病……）③60岁以上的老年人④某些运动、健身或者去往高寒地区⑤医院或医疗社区等2023/6/104第四页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量二、测量血氧饱和度的方法1、血气分析仪能在几分钟内检测出病人血液中的氧气、二氧化碳等气体的含量和血液酸碱度及相关指标的变化，还能快速反映血液中钾、钠、钙的含量，为危重病人抢救中快速、准确的检测提供了有利的保障。需要抽取动脉血液来检测，多用在医院里面，比如心血管外科、手术中麻醉病人检测、ICU。2023/6/105第五页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量美国NOVA系列血气分析仪2023/6/106第六页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量2、脉搏无创式血氧饱和度测量

利用光学原理对动脉脉搏进行测量，血液中的血红蛋白在随着搏动会对其吸光量产生变化。

具体又可分为反射式和透射式。（1）透射式

需要光线透过人体组织，一侧发光，一个接受光，来计算透过光强的变化，考虑其他因素情况下，这个变化主要由于脉搏波动引起。一般测量部位多位手指。2023/6/107第七页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量（2）反射式

反射式的发光器和光敏二极管都在被检测部位的同一面，主要接收组织中反射过来的光，检测光强变化，从而计算血氧饱和度。透射式2023/6/108第八页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量反射式示意图反射式测量器实物2023/6/109第九页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量三、透射式测量方法原理血氧饱和度的公式：1、公式推导：SaO2表示脉搏血氧饱和度，CHbO2和CHb分别表示血液中的氧合血红蛋白与还原血红蛋白的浓度2023/6/1010第十页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量朗伯-比尔定律:朗伯定律：测定光线吸收与溶液厚度的关系比尔定理：测定的是在同上情况下与液体浓度的关系朗伯—比尔定律公式：2023/6/1011第十一页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量使用波长为λ的光照射手指,手指吸光模型如下:2023/6/1012第十二页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量采用波长为λ1的入射光照射，动脉血搏动时产生的吸收度差值为：代入血氧饱和度计算公式可得:同样采用另一波长λ2来照射，可得同样公式：①②2023/6/1013第十三页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量对于同一个被检测者③联立三个公式可得：其中R就是通过光电传感器获得信号计算出的，其他值都是固定的2023/6/1014第十四页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量2、入射光波长选择若选择某波长的入光使得那么可以消去计算公式分母下的R，使得计算简便（1）选择920~950nm的波（2）选择660nm的波2023/6/1015第十五页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量四、数据采相关电路LED驱动电路采用H桥电路2023/6/1016第十六页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量采集电路选用光敏器件OPT101，该器件集成了感光部件和放大器在同一芯片，有效克服后端运算放大器空载电流输出对光敏器件输出电流的影响。该芯片输出的脉搏信号为直流和交流的混合电压信号。2023/6/1017第十七页，共十九页，编辑于2023年，星期三无创血氧饱和度测量OA0作用是放大光敏二极管的光敏信号，放大的信号包含1V左右的直流成分和峰峰值为约10mV的交流成分OA1准确的将交流信号从混合信号提取出并放大。2023/6/1018第十八页，共十九页，编辑于2023年