脉搏血氧仪的工作原理是什么？

脉搏血氧仪的工作原理基于光学技术，通过测量血液中氧合血红蛋白和非氧合血红蛋白对光的吸收差异来确定血氧饱和度（spo2）和脉搏率。以下是详细的工作原理：

1. 光源和传感器

脉搏血氧仪通常由两个主要部分组成：光源和光传感器。

光源：设备内部有两个发光二极管（led），分别发射红光（波长约660纳米）和红外光（波长约940纳米）。

光传感器：位于光源的对面，用于接收穿过组织后的光。

2. 光的吸收

氧合血红蛋白（hbo2）：对红外光的吸收较多，对红光的吸收较少。

非氧合血红蛋白（hb）：对红光的吸收较多，对红外光的吸收较少。

3. 脉搏波形

当光通过手指、耳垂或其他较薄的部位时，部分光被血液吸收，部分光通过组织并被传感器接收。随着心脏的每一次跳动，血液充盈和流出的变化导致组织的光学密度发生变化，这就形成了脉搏波形。

4. 计算血氧饱和度（spo2）

设备通过测量红光和红外光的吸收率，利用比值法（ratio of ratios）来计算血氧饱和度：

r=（ac红外光/dc红外光）（ac红光/dc红光）

ac：随脉搏变化的光吸收分量（交流分量）。

dc：不随脉搏变化的光吸收分量（直流分量）。

设备使用一个预先校准的公式将比值r转换为血氧饱和度值（spo2），通常以百分比表示。

5. 脉搏率测量

脉搏血氧仪通过检测血液流动的周期性变化来计算脉搏率。每分钟的脉搏次数（bpm）可以通过检测脉搏波形的频率来确定。

关键技术点

光电容积描记法（photoplethysmography,ppg）：这是脉搏血氧仪使用的核心技术，通过测量血液容积变化来获取脉搏和血氧饱和度信息。

抗干扰技术：现代脉搏血氧仪通常采用多种算法来减少运动和环境光对测量结果的影响。

通过这些原理和技术，脉搏血氧仪能够快速、非侵入性地测量血氧饱和度和脉搏率，提供重要的健康参数用于日常监测和临床应用。