脈搏血氧儀

醫院常用的脈搏血氧飽和度偵測儀器的原理及介紹將在本文揭露。使用實驗模組MAX30100搭配arduino。 SpO2 & SaO2 所謂的SpO2及SaO2是什麼呢？ SpO2：脈搏血氧飽和度，透過脈搏血氧儀測得。 SaO2：動脈血氧飽和度，須透過抽血量測。 臨床上將SpO2及SaO2視為相同（SpO2數值通常略高），但當血紅素異常時，數值判讀就會存在誤差。 下圖為攜氧血球、缺氧血球、碳量高血球、含鐵量高血球等不同血球對不同光波長之光線之吸光係數曲線圖。 脈搏血氧儀 傳感器設備放置在使用者身體厚度較薄的位置，例如耳垂或指尖，將兩個波長的光穿透身體部位到達光電探測器，進而測量不同波長的吸光度，由吸光度變化計算血氧濃度。 血氧儀常見在消費性電子產品上像智慧手環、智慧手錶，這種電子產品使用的血氧儀是使用反射式模組，而醫院中夾著手指量測的血氧儀則為穿透式血氧儀。 穿透式脈搏血氧儀 Diode set 原理 介紹SpO2計算所運用之定理。 比爾-朗伯定理（Beer-Lambert's Law） Wiki：比爾朗伯定理維基百科 Beer's Law 被穿透物濃度影響光吸收率 Lambert's Law 光行進距離影響光吸收率 Hb, HbO2對光吸收率 通常使用600～700nm(紅光)作為light source 1; 900~1000nm(紅外光)作為light source 2。 600～700nm: 光吸收率 Hb > HbO2 900～1000nm: 光吸收率 HbO2 > Hb AC/DC Components 上圖可以看見，當無脈搏時，光線穿透後之強度為最強，因為光線經過的血液量最少，而當有脈搏時，光強度逐漸降至最小值，直到脈搏血液最多時光線穿透量最少。 而以上光線強度隨著脈搏起伏變動部分以AC稱之，而光線最大值（脈搏最小）則以DC稱之。 （之所以AC/DC稱之即表現像電流交流/直流電。） SpO2簡易公式 光(紅光/紅外光)吸收率R＝(AC紅光/DC紅光)/(AC紅外光/DC紅外光)。 業界常有簡易算法為上圖右方公式。 事實上根據不同傳感器或是不同LED光源，其導出公式均會有所差異，所以實作時必須依照實驗值校正出一張Ｋ表，如下圖： 根據實驗calibration得出的K表就是血氧儀顯示SpO2數值之依據。 MAX30100 Module with Arduino 下方簡單介紹使用MAX30100 R/IR LED and 光感器模組搭配arduino使用。MAX30100為光源及傳感器在同一側之模組設計，所以是一反射式脈搏血氧儀。 MAX30100 data sheet 原廠 MAX30100 data sheet 接線 注意：我們需要在SCL/SDA兩PIN接上上拉電阻(PULL HIGH)，如下三圖。 程式碼 MAX30100-arduino on Github 其中計算SpO2、心跳等需使用到一些演算法，有機會再做介紹。

脈搏血氧儀

[TechIntro] The Introduce of SpO2

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