脉搏血氧仪的检测研究

脉搏血氧仪的检测研究　曲振宇，方舸，巫崎，卢皖琴　（江苏省中医院　设备处，江苏南京２１００２９）　（中图分类号］ＴＨ７７６　［文献标识码］Ｂ　［文章编号］１００２—２３７６（２０１０）０５—００２１—０２　［摘要］血氧饱和度是人体的一项重要生理参数，得到了广泛的临床应用。脉搏血氧饱和度理论的建　立，使得电子工程学与医学生理学相结合的无创血氧饱和度仪得以实现，而血氧饱和度仪的测量校准问题也就　受到人们的关注。本文从血氧饱和度仪的工作原理入手，介绍血氧饱和度仪的检测，以及检测仪的基本使用。　［关键词］血氧饱和度；生理学原理；校准；使用方法　血氧饱和度是血液中，被氧结合的氧合血红蛋　白（Ｈｂ０２）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，是呼吸循环　的重要生理参数。自从脉搏血氧饱和度（ＳＰ０２）理　论建立以来，在临床医疗上应用很广。但是，由于　电子工程学和医学生理学各自的特性，以及各生产　血红蛋白呈鲜红色，两者对红光和红外光的吸收不　同。在波长为６６０　ｉ１／１１的红光处，还原血红蛋白对　光的吸收比氧合血红蛋白强十倍以上，而在波长为　９４０　ｎｎ＇ｌ的红外光处，还原血红蛋白对光的吸收则比　氧合血红蛋白弱的多。由于心脏的收缩和舒张，引　起动脉血管容积的脉动变化，这使得通过动脉血管　的光传导路径相应变化，形成光吸收的脉动波。测　量６６０　ｎｌＴｌ的红光和９４０　ｚ硼的红外光穿过动脉血管　组织后的光强度及其变化，利用光吸收的比率系数　Ｒ即可得到血氧饱和度值：当红光和近红外光通过　脉动血管组织时，透射光分为二部分：一部分是非　动脉部分或称直流成分（ＤＣ）；另一部分是脉动的　厂家应用的技术规范不一致，评价ｓＰ０，值的安全　性、准确性和可靠性等质量标准仍然是十分重要的　课题。今天我们就对血氧饱和仪的测量做一些了解　和探讨。　１血氧饱和度测定的生理学原理　生命的基本过程就是机体细胞摄人氧排出二氧　化碳产生能量的过程。表示全身氧合状况的参数主　要有两种，一为血氧饱和度，二为动脉氧分压。　血氧饱和度系指血液中氧合血红蛋白所占血液　总血红蛋白的百分数，即　Ｓａ０２＝ＨｂＯ２／（ＨｂＯ２＋Ｈｂ）Ｘ　１００％　或称交流成分（ＡＣ）。这２个波长的光吸收比率　（Ｒ）公式为：　Ｒ＝（ＩＡｃ／Ｉ【）ｃ）Ｒ／（ＩＡＣ／Ｉｏｃ）Ｉｎ　式中：（ＩＡＣ）Ｒ一６６０　ＦＩＩＴＩ时测得光强度的脉动分　量；　血氧饱和度与氧分压也有着非常紧密的联系。　当氧分压在１０　ｋＰａ以下时，血氧饱和度可较灵敏地　（Ｉｏｃ）￣－６６０　Ｂｉｎ时测得光强度的直流分量；　（ＩＡｃ）ｒａ－９４０　ｎｎｌ时测得光强度的脉动分量；　反映氧分压的变化。特别在缺氧情况下氧分压在　８　ｋＰａ以下时，血氧饱和度急剧下降，比氧分压的　下降更为灵敏。因此监测血氧饱和度可更加迅速而　准确地诊断低血氧症。　（Ｉｏｃ）ｉＷ９４０　ｎｉｎ时测得光强度的直流分量。　Ｒ与血氧饱和度ＳＰＯ２呈负相关，在标准曲线　上可得到相应的ＳＰＯ２值。根据测量到的光强度脉　动波形还可计算出瞬时脉搏和平均脉搏。　２脉搏血氧计校准　脉搏血氧饱和度仪是采用分光光度测定法，基　本原理为：　２．１脉搏血氧计校准操作一般规范　２．１．１校准条件　环境温度：（１０～４０）℃；　环境相对湿度：１０％～９５％；　还原血红蛋白（ＲＨｂ）与氧气结合后变成氧合　血红蛋白（ＨｂＯ２），还原血红蛋白呈暗红色，氧合　收稿日期：２０１０—０３—１６　标准设备：脉搏血氧模拟器；　２１　医疗装备２０１０第５期　ＳＰＯ２测量范围：７０％～１００％；　测量误差（１　Ｓ）：±（２％～３％）；　分辨力：１％；　注：Ｓ为标准差，下同。　２．１．２脉搏　测量范围：（３０～２５０）次／ｒａｉｎ　测量误差：优于±３次／ｍｉｎ　分辨力：１次／ｒａｉｎ　２．２校准项目和校准方法　ＳＰＯ２的测量范围和测量误差：　首先要根据被校准脉搏血氧计的类型，选择脉　搏血氧模拟器中相应的Ｒ模拟曲线，方可进行校　准。　脉搏血氧仪的传感器与脉搏血氧模拟器的虚拟　患者食指相连，开机且处于测试状态。　设定脉搏值为７５次／ｍｉｎ。在规定的测量范围　内，设定测量点为１００％、９５％、９０％、８０％和　７０％。上述每点需进行不少于５次的测量。然后根　据一系列统计学公式和测量结果不确定度分析，对　血氧仪进行测量分析。　３血氧仪测量仪器的使用方法　以ＦＬＵＫＥ公司的Ｉｎｄｅｘ一２血氧模拟仪为例，　来说明血氧仪的测量使用中应该注意的一些问题。　我们可以把Ｉｎｄｅｘ　２当作一个虚拟的患者食指，　将Ｉｎｄｅｘ　２设定为模拟现实中结合了各种血氧状况　的患者。当被测脉搏血氧仪连结至Ｉｎｄｅｘ　２后，对　应于Ｉｎｄｅｘ　２内置的患者预设的饱和度水平和脉搏　状况，可测试被测仪器的反应，观察其测试结果是　否和模拟的状况吻合，或是偏离的程度。有关光电　方面，Ｉｎｄｅｘ　２可以检测探头二极管、导线的连续　性、光电二极管及血氧仪的精度。　作为ＳＰＯ　模拟器的主要功能之一是测试在任　意可能的患者状态下脉搏血氧仪的性能。Ｉｎｄｅｘ　２　允许设定任意组合的血氧水平，心率和脉搏振幅，　以模拟一系列范围内的医学生理现象。　脉搏血氧仪对危重病人的报警是非常重要的一　项功能，所以对脉氧仪极限情况的测量，也是十分　重要的。我们可设定被测脉搏血氧仪在达到预定的　限定时发出报警声，以检测脉氧仪的极限报警情　况。　此外，我们还可选择探头，进行以下三项测　试，并显示结果：　・ＬＥＤ及光电二极管电气测试；　２２　・光电二极管探测器光学测试；　・引脚一对一引脚阻抗测试。　在探头测试菜单中，按ＬＥＤ键。屏幕显示如　下：　Ｒ＝１．５　ＩＲ＝１．５　ＰＨＴＯ＝．６　ＬＥＤＳ　ＰＩⅡ１０　ＲＥＳ　ＲＥＤＯ　ｅｓｃ　Ｉｎｄｅｘ　２提供１．０　ｍＡ电流的交流信号给红光及　红外光二极管，每个二极管的测试是独立进行的　（电路上），以检测其功能是否可靠。每个元件的电　压降被测量并显示出来（屏幕的第一行）。数值的　范围是从０．０到２．０：　・０．０　Ｖ＝ＬＥＤ短路；　・１．４＋／一Ｖ＝ＬＥＤ正常；　・２．０或大于它的数值相当于开路。　我们可记录被测探头的电压读数，找出基准数　据以供测试有问题的探头时作比较。　脉搏血氧仪的探头在被测试时，红色ＬＥＤ发　光，使得光敏二极管输出测量的结果。然后ＬＥＤ　停止工作，测量所得的结果在屏幕上显示出来。结　果说明了在１　ｍＡ激励电流下的响应量的不同。红　外光ＬＥＤ的测试也是如此。该过程重复数次，得　出平均周围光照。结果显示为一对数值，一个是红　光的，一个是红外光的，以固定的比例说明光敏二　极管对于每个颜色的响应。数值越高，响应越大，　数值的范围可从０～２０００或更多。　Ｉｎｄｅｘ　２还可测量所有导线间的阻抗（每个引　线相对于其他引线，除非两引线问连接的是ＬＣＤ，　这是单独测试的）。如果存在任意的低于１５０，０００　欧姆的阻抗，该数值将被显示。　总体来说，Ｉｎｄｅｘ　２基本可以满足我们对脉搏　血氧仪测量的各种要求。在实际工作中，主要的用　途是血氧探头的校准测量和故障排查。通过对各种　型号脉氧仪的检测，可以及早发现问题，保证临床　工作的正常开展。　［参考文献］　［１］叶建明．脉搏血氧饱和度监测仪的原理及计量性能检　测［Ｊ］．计量与测试技术，２００５，３２（８）：９—１０．　［２］李景文，等．反射式血氧饱和度监测仪的设计与应用　［Ｊ］．生物医学工程与临床，２００３，７（１）：３—６．　［３］胡良勇，等．脉搏血氧饱和度仪的质量保证［Ｊ］．医　疗保健器具，２００６，１１（１１）：２７—２８．　［４］谈静．监护仪血氧饱和度的测量与故障维修［Ｊ］．　医疗装备，２００７，２０（１Ｏ）：４９—５０．　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｖｏ１．２３，Ｎｏ．５