今天主要向大家介紹脈搏血氧儀,一個是介紹脈搏血氧儀的工作原理;另外,面臨在精確測量時候的挑戰,也包括器件選型,最后我們會有幾張圖片介紹ADI的參考設計。
做過監護血氧儀、指甲式血氧儀都清楚,監護儀里面是帶有血氧的模塊,還有比較小的指甲式的,就是偏向于家用、個人用的,模式是不一樣的。什么是脈搏血氧儀?首先講一下氧氣,大家知道人需要氧氣活著,氧氣怎么樣讓人活下去?氧氣共模電感在血液當中的紅細胞,由紅細胞通過動脈供養給毛細血管。脈搏血氧儀測量的對于是血氧的飽和度,我們用SpO2,SpO2測量怎么出來?是代表實際含氧量與全氧飽和度的比值。剛才有介紹氧氣怎么樣傳遞到人體各個器官、毛細血管,里面就是靠紅細胞,紅細胞其實很小,非常、非常小,我們這里列了尺寸,是6-8微米的直徑,厚度是2微米,每個細胞的壽命是100-120天,會回收再生。這些細胞是骨髓產生的,所以每個細胞需要7天的時間才能產生,電感器廠家跟電子不是直接有關,但如果不了解的話講一講還是有點意思。成人的體內細胞產生是每線藝電感秒鐘400萬個,我們由荷爾蒙EPO刺激產生的,運動員會注射這些激素,紅細胞越多攜帶氧氣的能力越強,競賽的過程當中對沒有注射的來講是不公平的,所以在體育激素里面的故事會聽到。每個成人有20-30萬億紅細胞,男人比女人多20%。主要功能是氧氣從肺繞行電感器里面送到人體的器官,保證各個器官的工作,每個紅細胞在體內的循環從肺出去然后再回來,大概需要20秒的時間。
什么是脈搏血氧儀?在這個里面我們首先要了解一下HbO2的定義。在肺里面,紅細胞是這樣的,本身附著血紅蛋白,符號是Hb,一種是氧合血紅蛋白,就是HbO2,還有還原血紅蛋白,從動脈經過毛細血管回到頸脈的時候,氧分子脫落了。這是我紅細胞,附帶血紅蛋白,里面包含四個氧分子,是飽和的血紅蛋白分子。血氧的飽和度,典型值是健康人,這個值90%-100%比較正常,但很多情況下跌到60%,這取決于很多因素,其中最重要的因素是病人身體的供血能力比較差,HbO2的讀值會下降。
測量的原理,我們拿了最簡單的例子,這也是最通常的情況,世界上大多數的血氧儀都是靠這樣的原理來做的,只是通過紅光和紅外光,兩個波長值最常見,藍色的箭頭就是指這條線,還原血紅蛋白,也就是說血紅蛋白大功率電感不帶氧分子的時候,對紅光的吸收比較長,縱軸越高吸收強度越強。而紅外光的吸收長度比較弱,這是波長,所以橫軸是波長,縱軸是吸收長度。反過來看,我們除了說還原血紅蛋白以外,還有氧合血紅蛋白,這是紅色箭頭指的,就是帶有血紅蛋白的,帶有氧分子的,對紅光的吸收比較弱,對紅外光的吸收比較強,我們說紅光是660納米,紅外光是610納米,用在血氧測量當中。還原血紅蛋白和氧合血紅蛋白,對不同光的區別,差就是測量血氧飽和度最基本的數據。這邊強調一下,最常見的就是兩個波長,實際上要做到更高的精度,除了兩個波長以外還要增加,甚至高達8個波長,最主要的原因是人體血紅蛋白除了還原血紅蛋白和氧合血紅蛋白之外,還有其他的血紅蛋白,我們經常見的是碳氧血紅蛋白,更多的波長有利于你做的精度更好。8波長已經在世界上有很多的產品,當然是偏高端的。
基本測量的原理如下,這是一個手指頭,血氧的含量,飽和度的測量在手指測量是最多的,也可以在腳趾、耳朵,這是最常見的測量血氧的地方。原理就是用紅光和紅外光發射,這兩個要非常將近,保證他們在手指基本上非常接近的位置,可以保證檢測的準確度。這本身對傳感器技術,LED也是挑戰。紅光和紅外光是分開工作的,當紅光工作的時候,紅外光是關閉的,當光二極管是同一個,可以保證紅光和紅外光之間的工作非常干擾,剛才講距離要非常近,保證在同一個身體組織結構里面取得的信息。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠