1、血氧儀的工作原理
血氧儀主要基于分光光度法原理來工作。人體血液中的血紅蛋白(Hb)和氧合血紅蛋白(HbO?)對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有不同的吸收特性。通常,血氧儀會(huì)發(fā)射兩種特定波長(zhǎng)的光,即波長(zhǎng)約為660nm的紅光和波長(zhǎng)約為940nm的紅外光。當(dāng)這些光線穿過人體組織(如手指、耳垂等部位)時(shí),血紅蛋白和氧合血紅蛋白會(huì)對(duì)光線進(jìn)行吸收和散射。
由于Hb和HbO?對(duì)紅光和紅外光的吸收程度不同,通過檢測(cè)透過人體組織后的光線強(qiáng)度變化,血氧儀就能計(jì)算出兩者的比例關(guān)系,進(jìn)而得出人體的血氧飽和度(SpO?)。簡(jiǎn)單來說,血氧飽和度是指血液中氧合血紅蛋白占總血紅蛋白的百分比,它是反映人體呼吸系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)功能的重要指標(biāo)。例如,當(dāng)人體呼吸系統(tǒng)出現(xiàn)問題,導(dǎo)致氧氣攝入不足時(shí),血液中的HbO?含量會(huì)降低,血氧儀檢測(cè)到的血氧飽和度數(shù)值也會(huì)隨之下降。
除了測(cè)量血氧飽和度,血氧儀還能檢測(cè)脈率。這是因?yàn)樾呐K每跳動(dòng)一次,會(huì)引起人體組織內(nèi)血液容積的變化,這種變化會(huì)導(dǎo)致光線吸收量的周期性改變。血氧儀通過捕捉這種周期性的光信號(hào)變化,就能計(jì)算出每分鐘心臟跳動(dòng)的次數(shù),即脈率。
2、血氧儀的組成結(jié)構(gòu)
光學(xué)系統(tǒng):這是血氧儀的核心部分之一,主要由發(fā)光二極管(LED)和光電探測(cè)器組成。LED負(fù)責(zé)發(fā)射紅光和紅外光,為測(cè)量提供光源。優(yōu)質(zhì)的LED需要具備發(fā)光強(qiáng)度穩(wěn)定、波長(zhǎng)準(zhǔn)確的特點(diǎn),以確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。光電探測(cè)器則用于接收透過人體組織后的光線,并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。常見的光電探測(cè)器有光電二極管,它對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有較高的靈敏度,能夠精準(zhǔn)地將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為微弱的電信號(hào),為后續(xù)的信號(hào)處理提供基礎(chǔ)。
電路系統(tǒng):電路系統(tǒng)如同血氧儀的“神經(jīng)系統(tǒng)”,負(fù)責(zé)處理和傳輸各種信號(hào)。它包括電源電路,為整個(gè)設(shè)備提供穩(wěn)定的電力供應(yīng),一般采用電池供電,方便用戶攜帶和使用。信號(hào)放大與處理電路則對(duì)光電探測(cè)器輸出的微弱電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等處理,去除噪聲干擾,提高信號(hào)質(zhì)量,以便后續(xù)的微處理器能夠準(zhǔn)確地分析和計(jì)算。微處理器是電路系統(tǒng)的核心,它根據(jù)預(yù)設(shè)的算法,對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行分析和計(jì)算,得出血氧飽和度和脈率等參數(shù),并將這些數(shù)據(jù)傳輸給顯示電路。
顯示系統(tǒng):顯示系統(tǒng)用于將微處理器計(jì)算得出的測(cè)量結(jié)果直觀地呈現(xiàn)給用戶。常見的顯示方式有液晶顯示屏(LCD)和有機(jī)發(fā)光二極管顯示屏(OLED)。LCD顯示屏具有功耗低、顯示清晰的特點(diǎn),能夠清晰地顯示出血氧飽和度數(shù)值、脈率數(shù)值以及其他相關(guān)信息,如電池電量、測(cè)量時(shí)間等。OLED顯示屏則具有自發(fā)光、對(duì)比度高、視角廣等優(yōu)勢(shì),能夠提供更加清晰、鮮艷的顯示效果,方便用戶在不同環(huán)境下查看測(cè)量結(jié)果。
外殼與結(jié)構(gòu)部件:外殼不僅起到保護(hù)內(nèi)部精密部件的作用,還影響著血氧儀的使用體驗(yàn)。它通常采用符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的材料,手感舒適,便于用戶握持和操作。一些血氧儀的外殼還具備防滑、防水等功能,提高了產(chǎn)品的耐用性和安全性。此外,外殼上還設(shè)有按鍵,用于用戶啟動(dòng)測(cè)量、切換顯示模式等操作,按鍵的設(shè)計(jì)需要靈敏且易于操作,方便不同年齡段的用戶使用。