火爆的指氧仪获重点提及，背后光学传感器成热门！

感知芯视界 2023-01-04 18:38

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来源：科创板日报、爱光学，谢谢

目前市场上的血氧仪均充分利用了光学传感技术，可在极短时间内通过判断血液中氧含量来分析患者病情，进而避免延误最佳诊疗时机。

编辑：感知芯视界

国务院联防联控机制日前发布关于做好新冠重点人群动态服务和“关口前移”工作的通知。其中提到，扩大吸氧和血氧监测服务，包括：

各地要为基层医疗卫生机构、养老机构配备数量适宜的氧气袋、氧气瓶及制氧机等设备，确保能够及时为门诊患者、居家治疗患者及养老机构老年人提供氧疗或氧气灌装服务。

指氧仪（指夹式脉搏血氧仪）方面，增加指氧仪配备数量，确保每个社区卫生服务中心和乡镇卫生院至少配备20个以上、每个社区卫生服务站和村卫生室至少配备2个以上；

为每个家庭医生团队、重点人群包保团队、养老机构、福利机构配备一定数量的指氧仪；

各地要积极组织为65岁以上有新冠病毒感染重症风险且行动不便的重点人群发放指氧仪，指导居家自测血氧饱和度。

根据《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第九版）》，新冠重症患者多在发病一周后出现呼吸困难和（或）低氧血症。

在国务院联防联控机制本次发布的通知中，除了配备吸氧相关设备之外，还强调为养老机构配备指氧仪，并为“65岁以上有新冠病毒感染重症风险且行动不便的重点人群”发放指氧仪。

实际上，由于由于老年人感染新冠病毒后对缺氧反应较为迟钝，易引发“沉默性缺氧”，近期血氧仪（指氧仪）热销，电商平台上多品牌血氧仪产品已断货。另据百度数据显示，近期血氧仪和制氧机的搜索热度分别环比增长459%和22%。

上周，工信部消费品司司长何亚琼表示，指压式脉搏血氧仪日产量已从11月初的11.5万部，提升到超过25万部。下一步将继续帮助企业扩大产能，加快满足市场需求。

国海证券分析指出，目前国内血氧仪市场面临产品同质化严重、监测精度达医疗级的产品较少、性价比不高等问题，亟需寻找破局之路。适用性、监测精度、运动性能、成本控制成为考察指夹血氧仪研发及生产企业的重要指标。

指氧仪背后的光学传感器

血氧仪诞生于上个世纪的30-40年代，用于监测战机飞行员在高空飞行时的血氧饱和程度，决定是否需要吸氧，于1974年美能达相机公司开发了脉动式血氧仪实现商品化。时至今日，血氧仪主要通过传感器，无需采血便可实时监测脉率、血氧饱和度、灌注指数（PI）。

目前市场上的血氧仪均充分利用了光学传感技术，可在极短时间内通过判断血液中氧含量来分析患者病情，进而避免延误最佳诊疗时机。

人体血液中的氧气含量，常常会用血氧饱和度这一指标来衡量，该参数的定义是：氧合血红蛋白 (HbO2) 的数量占血红蛋白 (Hb) 总量的百分比。

对血氧饱和度的精准检测，能够对受测者红细胞中血红蛋白携氧能力进行有效研判，以免延误患者的治疗时机。由于新冠病毒会对人体肺部功能造成一定破坏，进而对血氧饱和度产生影响，因此，血氧饱和度能够从一定程度上反映出新冠病毒患者的健康状况，血氧饱和度越低，说明患者越处于缺氧状态，应该尽快前往医院诊治。对新冠患者病情的判断能力，也成为了血氧仪在近期大卖的本质原因。

图1 某些品牌血氧仪正面临“断货”(图源：京东线上购物平台)

常见的血氧饱和度检测手段，一般分为有创和无创两种，前者需要对患者进行血液采样，检测过程繁琐复杂，且无法在短时间内实现连续多次测试；因此，操作简单便捷、检测快速准确的无创式血氧检测技术，受到了更多医疗工作者的关注，并占据了绝大多数的市场份额。当前市场上的主流产品，绝大多数都是无创式脉搏血氧仪。

图2 脉搏式血氧仪的工作原理及分类：(a) 脉搏式血氧仪测量机制示意; (b) 透射式血氧仪工作原理及常见成品图例; (c) 反射式血氧仪工作原理及常见成品图例

无创式脉搏血氧仪的工作原理，主要遵循朗伯—比尔定律 (Lambert-Beer law)，该定律描述了物质对光的吸收能力，与光强、光波长以及物质浓度、厚度等参量之间的关系。

在常见的脉搏血氧仪中，该定律则主要体现在含氧状况不同的血红蛋白，对光的吸收能力不同上：如图2 (a)所示，HbO2对660 nm的红光有着较强的吸收作用，因此可以在该波段下实现对HbO2吸光度的检测；而在红外波段 (800~940 nm) 下，Hb和HbO2吸光水平相似，因此通过对该波段吸光度的测试，则能够得到血红蛋白（无论是否含氧）的总量。利用不同波段下吸光度的比值，则可得到HbO2的相对含量，进而准确计算出待测者的血氧饱和度。

常见的脉搏血氧仪如图2 (b)及(c)所示，主要可分为透射式和反射式两种，二者对于患者血氧饱和度的检测能力相当；相关产品，如手指夹式血氧仪、智能手环等，也已被大家所熟知。