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脈搏血氧傳感器的工作原理與光吸收檢測技術(shù)
發(fā)布時(shí)間:2025-08-19 10:32:24

脈搏血氧傳感器(Pulse?。希椋恚澹簦澹颍┦且环N非侵入性的醫(yī)療設(shè)備,用于測量血液中的氧飽和度(SpO2)和脈率。其工作原理基于光吸收檢測技術(shù),特別是利用了血液中氧合血紅蛋白(Oxyhemoglobin,?。龋猓希玻┖瓦€原血紅蛋白(Deoxyhemoglobin,?。龋猓Σ煌ㄩL光的吸收特性。以下是脈搏血氧傳感器的工作原理和光吸收檢測技術(shù)的詳細(xì)解釋:

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工作原理

光源:

脈搏血氧傳感器通常包含兩個(gè)發(fā)光二極管(LED),分別發(fā)射紅光(波長約為660納米)和紅外光(波長約為940納米)。

光吸收:

氧合血紅蛋白和還原血紅蛋白對這兩種光的吸收特性不同。氧合血紅蛋白對紅光的吸收較強(qiáng),而還原血紅蛋白對紅外光的吸收較強(qiáng)。

光電探測器:

光電探測器(通常是光電二極管)位于LED的對面,用于檢測通過組織(通常是手指、耳垂或腳趾)后的光強(qiáng)度。

信號處理:

傳感器通過測量紅光和紅外光的吸收變化來計(jì)算氧飽和度。由于血液中的氧合血紅蛋白和還原血紅蛋白比例不同,導(dǎo)致對這兩種光的吸收也不同。

傳感器還利用脈搏波的變化來區(qū)分動(dòng)脈血和靜脈血,從而更準(zhǔn)確地測量氧飽和度。

光吸收檢測技術(shù)

比爾-朗伯定律:

光吸收檢測技術(shù)基于比爾-朗伯定律(Beer-Lambert?。蹋幔鳎?,該定律描述了光在通過均勻介質(zhì)時(shí)的吸收特性。定律公式為:[?。伞。健。桑撸啊。澹蓿埽澹穑螅椋欤铮睢。恪。欤。?/p>

( I?。∈峭干涔鈴?qiáng)度

(?。桑撸啊。∈侨肷涔鈴?qiáng)度

(?。埽澹穑螅椋欤铮睢。∈悄栁庀禂?shù)

(?。恪。∈俏镔|(zhì)濃度

(?。臁。∈枪獬涕L度

雙波長測量:

脈搏血氧傳感器使用雙波長測量法,通過比較紅光和紅外光的吸收變化來計(jì)算氧飽和度。這種方法可以消除其他因素(如皮膚、骨骼等)對光吸收的影響。

脈動(dòng)信號:

由于心臟的脈動(dòng),動(dòng)脈血流量在每個(gè)心動(dòng)周期中發(fā)生變化,導(dǎo)致光吸收也發(fā)生變化。傳感器通過檢測這些脈動(dòng)信號來區(qū)分動(dòng)脈血和靜脈血,從而更準(zhǔn)確地測量氧飽和度。

應(yīng)用與優(yōu)勢

非侵入性:脈搏血氧傳感器是一種非侵入性的監(jiān)測方法,無需抽血,方便快捷。

實(shí)時(shí)監(jiān)測:可以實(shí)時(shí)監(jiān)測氧飽和度和脈率,適用于手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室、家庭護(hù)理等多種場景。

便攜性:現(xiàn)代脈搏血氧傳感器體積小巧,便于攜帶和使用。

總之,脈搏血氧傳感器通過利用光吸收檢測技術(shù),能夠準(zhǔn)確、快速地測量血液中的氧飽和度和脈率,為醫(yī)療診斷和監(jiān)護(hù)提供了重要工具。

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