无需抽血即可测血氧
血氧仪主要功能是测量人体动脉血液中的血氧饱和度。对于健康成人而言,理想的血氧饱和度应在95%以上;低于95%则视为偏低,而一旦降至90%以下,则可能面临健康风险。令人好奇的是,这种无需抽血即可评估血液中氧气含量的技术,其准确性究竟如何?理解了血氧仪的工作机制后,答案自会明朗。原来,负责将氧气输送至全身各处的是血液中的红细胞,而真正携带氧气的则是红细胞内的血红蛋白。
血红蛋白由四条肽链构成,每条肽链都能与一个氧分子结合。
当血液流经肺部时,血红蛋白与氧气结合形成“氧合血红蛋白”。随后,这些富含氧气的红细胞被输送到全身各个组织和器官,释放氧气后,再通过静脉返回心脏。此时,失去氧气的血红蛋白被称为“脱氧血红蛋白”。血氧仪所测定的血氧饱和度,正是氧合血红蛋白占总血红蛋白的比例。在肺功能正常且呼吸充分的情况下,刚从肺部流出的动脉血应富含氧气,使得几乎所有血红蛋白都与氧分子结合,此时的血氧饱和度理论上应达到100%。
然而,实际情况中,轻微的憋气、呼吸频率的变化等多种因素都可能导致血氧饱和度下降。不过,对于非故意憋气的人来说,血氧饱和度通常不会低于95%。
那么,如何在不抽血的前提下了解血液中氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的比例呢?我们可以回想一下,当我们用手电筒近距离照射手指时,手指会呈现红色,这是因为手指对不同波长的光有不同的透射率,红光被吸收得较少,因此透过的光更多。
所有物质对不同波长的光都有特定的透射率和吸光度。简单来说,透射率指的是光穿过物质后剩余的光量比例,而吸光度则相反,表示光进入物质后被吸收的比例。研究发现,氧合血红蛋白在红光波段的吸光度较低,而在红外波段的吸光度较高;与之相反,脱氧血红蛋白在红光波段的吸光度较高,而在红外波段的吸光度较低。血氧仪正是利用了这一差异进行工作的。
最常见的血氧仪类型是透射式血氧仪,也就是我们常说的夹指式血氧仪。这种血氧仪在夹子的一侧装有红光和红外光发射器,另一侧则有两个接收器。接收器接收到透射光后,根据光的强度变化来判断血液的吸光度,从而计算出血氧饱和度。当然,这只是基本原理。实际上,由于心脏跳动引起的血液流速变化以及皮肤和肌肉组织的干扰等因素,都需要在计算中加以考虑。