血氧探头的工作原理

血氧探头定义

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，使用波长660 nm的红光和940 nm的近红外光作为射入光源，测定通过组织床的光传导强度，来计算血红蛋白浓度及血氧饱和度。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。

血氧饱和度定义

血氧饱和度是指血液中氧气的最大溶解度，血液中氧气结合主要是靠血红蛋白。一般情况下不会发生什么改变，但是如果在一氧化碳含量较高的环境下就会发生变化，造成一氧化碳中毒，也就是煤气中毒，因为一氧化碳与血红蛋白的亲和性很高, 会优先与一氧化碳结合，从而造成血液中氧气含量降低发生危险。正常人体动脉血的血氧饱和度为98% 、静脉血为75%。

一般认为SpO2正常应不低于94%在94%以下为供氧不足。有学者将SpO2<90定为低氧血症的标准，并认为当SpO2高于70%寸准确性可达土2% SpO2 低于70%寸则可有误差。临床上曾对数例病人的SpO2数值，与动脉血氧饱和度数值进行对照，认为SpO2i卖数可反映病人的呼吸功能，并在一定程度上*脉血氧的变化。胸外科术后病人除个别病例临床症状与数值不符需作血气分析外，常规应用脉搏血氧饱和度监测，可为临床观察病情变化提供有意义的指标，避免了病人反复采血，也减少护士的工作量，值得推广。

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PAC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）HbO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（p 660/900）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。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F。R=（AC660/DC660）/（AC940/DC940）o R与SpO2呈负相关，根据R值，由标准曲线可得出相应的SpO2fi。

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。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）—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%寸，误差不超过正负2%精度要更高，从而使得检测结果更可靠。

3、血氧探头的种类

（1）可重复使用脉搏血氧饱和探头

可重复成人指夹式血氧探头

可重复儿童指夹式血氧探头可重复成人硅胶指套式血氧探头

可重复儿童硅胶指套式血氧探头

可重复婴儿硅胶包裹带血氧探头

可重复成人耳夹式血氧探头

可重复动物指夹式血氧探头

(2)一次性使用脉搏血氧饱和探头

一次性医用无纺布血氧探头

一次性医用泡沫胶血氧探头

一次性成人指夹式血氧探头

一次性儿童指夹式血氧探头

一次性成人硅胶指套式血氧探头

一次性儿童硅胶指套式血氧探头

一次性婴儿硅胶包裹带血氧探头

一次性成人耳夹式血氧探头

一次性动物指夹式血氧探头

血氧饱和度检测的基本原理

氧是维系人类生命的基础，心脏的收缩和舒张使得人体的血液脉动地流过肺部，一定量的还原血红蛋白(HbR)与肺部中摄取的氧气结合成氧和血红蛋白(HbO2),另有约2%的氧溶解在血浆里。这些血液通过动脉一直输送到毛细血管，然后在毛细血管中将氧释放，以维持组织细胞的新陈代谢。血氧饱和度(SpO2) 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) 容量的百分比，即血液中血氧的浓度，它是呼吸循环的重要生理参数。而功能性氧饱和度为HbO2浓度与HbO2 Hb浓度之比，有别于氧合血红蛋白所占百分数。因此，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。

2.1 血氧饱和度检测分类

血氧浓度的测量通常分为电化学法和光学法两类。

传统的电化学法血氧饱和度测量要先进行人体采血（最常采用的是取动脉血），再利用血气分析仪进行电化学分析，在数分钟内测得动脉氧分压（PaO2），