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改善生命,擁抱健康,西人馬研發血氧光學傳感器

2020-06-04
來源:粵訊

    

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    血氧水平,是一個人身體素質的反映。血氧飽和度是反映血液循環系統以及呼吸循環系統的重要參數,是判斷人體是否健康或者周圍環境是否缺氧的重要指標。血氧飽和度要在95%以上才是人體的正常水平。當血液中血氧的濃度處于較低水平時,會影響心臟和大腦等器官的正常工作。很多臨床疾病會造成氧供給的缺乏,這將直接影響細胞的正常新陳代謝,嚴重的還會威脅人的生命,所以血氧飽和度實時監測在臨床救護中非常重要。

    血氧飽和度檢測分類及原理

    血氧飽和度的測量通常分為電化學法和光學法兩類。

    傳統的電化學法血氧飽和度測量要先進行人體采血(最常采用的是取動脈血),再利用血氣分析儀進行電化學分析,在數分鐘內測得動脈氧分壓(Pa02),并計算出動脈血氧飽和度(Sa02)。由于這種方法需要動脈穿刺或者插管,給病人造成痛苦,且不能連續監測,因此當處于危險狀況時,就不易使病人得到及時的治療。電化學法的優點是測量結果精確可靠,缺點是比較麻煩,且不能進行連續的監測,是一種有損傷的血氧測定法。

    光學法是一種克服了電化學法缺點的新型光學測量方法,它是一種連續無損傷血氧測量方法,可用于急救病房、手術室、恢復室和睡眠研究中。目前采用最多的是脈搏血氧測定法,其原理是監測血液對光吸收量的變化,測量氧合血紅蛋白(Hb02)占全部血紅蛋白(Hb)的百分比,從而直接求得Sp02。

    無損傷的血氧飽和度儀主要由一個微處理器、存儲器(EPROM與RAM)、兩個控制LED的數模轉換器、對光電二極管接收的信號進行濾波與放大的傳感器、以及將接收信號數字化以提供給微處理器的模數轉換器所組成。

    

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    ▲血氧飽和儀原理圖

    該方法的優點是可以做到對人體連續無損傷測量,且儀器使用簡單方便,所以它已得到越來越普遍的重視。缺點是測量精度比電化學法低,在血氧值較低時產生的誤差較大。利用光學法原理先后出現了耳式血氧計、多波長血氧計及新近問世的脈搏式血氧計,最新的脈搏式血氧計的測量誤差已經可以控制在1%以內,達到臨床使用的要求。盡管它們在某些方面還不盡如人意,但其所產生的臨床效益已被廣泛認同。

    無損傷血氧飽和度監測用光電傳感器

    傳感器是能感受血液中氧分壓并轉換成可用輸出信號的關鍵部件,它的損壞會直接導致檢測不準或整機癱瘓無法工作。血氧傳感器按外形主要可以分為指套型、耳垂型、包裹型和粘附型。不論外形如何,血氧傳感器的原理構成是一樣的,他們均由發光器件和接收器件組成。發光器件是由波長為660nm(650nm)的紅光和波長為940nm(910nm)的紅外光發射管組成。光敏接收器件大都采用接收面積大、靈敏度高、暗電流小、噪聲低的PIN型光敏二極管,由它將接收到的入射光信號轉換成電信號。

    最新開發的脈搏血氧計大多采用的是指套式傳感器探頭,使用時探頭套在指尖上。指套上壁固定了兩個并列放置的發光二極管,發光波長分別為660nm紅光和940nm紅外光。下壁是一個光敏接收器件,它將透射過手指的紅光和紅外光轉換成電信號。血氧計運行時,分時驅動電路讓兩個發光二極管按一定的時間間隔并以較低的占空比分別發光,根據光二極管發光強度與光電管接收到的透射光的強弱比值可分別計算出全血吸收率a660和a940,然后結合實驗標定的系數A和B,代入專門的公式中就可以算出血氧飽和度的數值了。

   

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    ▲手指式血氧儀

    西人馬血氧光學傳感器

    西人馬公司研發的SpO2血氧光學傳感器是利用新型光學測量方法提供血氧飽和度測量的傳感器,可以進行高精度的血氧水平檢測,具有可容納多個波長選項的最佳靈活性。KGXV01系列傳感器專門為醫療應用開發設計,具有峰值波長選擇的關鍵要求。排放源材料為GaAIAs與GaAIP結合使用,并帶有透明環氧樹脂鏡片。由于西人馬公司具有提供組件和完整傳感器封裝的能力,因此這款傳感器具有高精度、耐用以及高性能的產品特性。

    

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    ▲西人馬KGXV01系列傳感器相關參數

    西人馬健康醫療事業部專注于健康與醫療高科技產品的研發、生產與銷售。未來,西人馬將致力于利用現代先進的材料學、傳感技術、分子生物學和人工智能技術研制新型的治療、手術輔助、檢測和術后檢測類的產品,同時進行大數據分析,將傳感器檢測技術、互聯網技術與醫療行業相結合,深入挖掘各種健康數據背后的意義,力爭用顛覆性科技解決人類健康方面的痛點、改善人類健康狀況。

    

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