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1、无创血氧饱和度测量,汇报人：王树伟,无创血氧饱和度测量,2023/8/18,2,无创血氧饱和度测量,2023/8/18,3,一、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%。,无创血氧饱和度测量,2023/8/18,4,2.哪些人需要测血氧饱和度,血管疾病的人(冠心病、高血压、高血脂、脑血栓),有呼吸系统疾病的人（哮喘、气管炎
2、、老慢支、肺心病）,60岁以上的老年人,某些运动、健身或者去往高寒地区,医院或医疗社区等,无创血氧饱和度测量,2023/8/18,5,二、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。,无创血氧饱和度测量,2023/8/18,6,美国NOVA系列血气分析仪,无创血氧饱和度测量,2023/8/18,7,2、脉搏无创式血氧饱和度测量,利用光学原理对动脉
3、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。,无创血氧饱和度测量,2023/8/18,8,（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,无创血氧饱和度测量,2023/8/18,9,反射式示意图,反射式测量器实物,2023/8/18,10,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
4、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,2023/8/18,11,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：,2023/8/18,12,无创血氧饱和度测量,使用波长为的光照射手指,手指吸光模型如下:,2023/8/18,13,无创血氧饱和度测量,采用波长为1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2来照射，可得同样公式：,2023/8/18,14,无创血氧饱和度测量,对于同一个
5、被检测者,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,2023/8/18,15,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920950nm的波,（2）选择660nm的波,2023/8/18,16,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,2023/8/18,17,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。,2023/8/18,18,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。,2023/8/18,19,无创血氧饱和度测量,最后，MCU对信号进行采样分析计算，再通过驱动显示屏来显示结果，或者将数据传给上位机进行进一步的开发利用。,
