血氧儀的作用原理

Callejon

通常情況下,，如果我們要分析有關(guān)血液的某些信息,，我們需要通過各種不愉快的方式獲取血液樣本。但是,，如果我們想要知道血氧情況,，我們只需要將手指伸進(jìn)儀器中，它就會立即告訴我們心率和血氧飽和度,，而且這完全是一種無創(chuàng)的方式。那么,，血氧儀是如何做到的呢,？
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如果你仔細(xì)看血氧儀放手指的地方，你會發(fā)現(xiàn)一個閃爍的 LED 燈,，而在 LED 燈的對面是光電二極管,。我們的手指就放在 LED 燈和光電二極管之間，血氧儀會向手指發(fā)光,，然后被另一邊的光電二極管所接收,，并轉(zhuǎn)化為電信號。
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) K/ z$ Z6 X$ M# D5 ~3 x, s2 W! N如果你曾經(jīng)不小心用手指蓋住手機的閃光燈,，你會發(fā)現(xiàn)皮膚實際上是半透明的,，并且它還會在另一側(cè)呈現(xiàn)紅色。因為你的血液吸收了一些光,，并且也透過了另一部分光,。科學(xué)家對此進(jìn)行了實驗,，并且他們了解到血紅蛋白（血液中攜帶氧氣的蛋白質(zhì)）的吸收光譜在兩種狀態(tài)下存在很大差異,，這兩種狀態(tài)分別是它的含氧狀態(tài)和非含氧狀態(tài)。
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) \5 Q  E% {7 b$ |. S: Q用一般來的話來說,，這意味著它投射出來的顏色會改變,。雖然肉眼不能分辨這些改變，但儀器能分辨。并且如果使用兩種不同波長的光來進(jìn)行測量,，我們會發(fā)現(xiàn)差異就變得更加明顯,。所以，實際上血氧儀有兩個 LED 燈,，有一個發(fā)出紅色的光,，另一個發(fā)出我們看不見的紅外線。并且它們倆不是穩(wěn)定發(fā)光,，而是輪流閃爍,，然后通過分析另一側(cè)光電二極管接收到的光信號，我們就可以準(zhǔn)確判斷出血氧飽和度,。

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! u# I0 l4 N& v0 k2 P2 l6 l' y如上圖所示,，這是含氧血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的吸收光譜。橫坐標(biāo)代表的是光的波長,，縱坐標(biāo)代表的是摩爾吸光系數(shù),，也就是對光的吸收能力。紅色線代表的是含氧血紅蛋白,，而藍(lán)色線代表脫氧血紅蛋白,。我們可以看到，在最左側(cè)紅光的區(qū)域,，含氧血紅蛋白吸收這種波長的能力比脫氧血紅蛋白弱,。但隨著波長的增長，到了最右側(cè)紅外線時,，情況發(fā)生了翻轉(zhuǎn),，含氧血紅蛋白實際上吸收的光比脫氧血紅蛋白多一點。

但是,，我們的手指不只有血液,，還有皮膚、骨頭和指甲等其他東西,，所以單靠光怎么可能準(zhǔn)確告訴我們血氧飽和度呢,？我們的血液不只是停留在手指上，它會根據(jù)心臟的跳動而脈動,。因此,，通過少量的信號分析，脈搏血氧儀內(nèi)的微處理器可以隔離它接收到的信號的脈沖成分,，并忽略所有非血液信號,。這將告訴我們心率，并確定含氧血紅蛋白的百分比,。
但是我們應(yīng)該知道,，這些設(shè)備都不是完美的。在某些情況下，他們可能會給出錯誤的讀數(shù),，比如一氧化碳中毒的情況,。對于血氧儀來說，攜帶一氧化碳的血紅蛋白與攜帶氧氣的血紅蛋白相同,。

萬象經(jīng)驗

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