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足够的氧是所有生命活动的物质基础。生命的基本过程就是机体细胞摄入氧排出二氧化碳产生能量的过程。人体吸入氧气，在肺部的肺泡内与毛细血管进行气体交换。氧分子和血红蛋白分子能进行可逆的结合，血红蛋白由氧合血红蛋白(HbO2）和还原血红蛋白(Hb)组成。当组织得不到充足的氧，或不能充分利用氧时，组织的代谢、机能、甚至形态结构都可能发生异常变化，这一病理过程称为缺氧。就整体而言，成年人体需氧量约为250ml/min，而体内贮存的氧仅1.5L。一旦呼吸心跳停止，数分钟内就可能死于缺氧。缺氧是临床极常见的病理过程，是多种疾病引起死亡的最重要的直接原因。
血氧饱和度(SaO2)是指血液中血红蛋白实际结合的氧气氧含量占血液中血红蛋白所能结合氧气的最大量(氧容量)的百分比。因此，血氧饱和度的定义可表示为：
(1-1)
式中CHbO2和CHb分别表示组织中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度，SaO2表示血氧饱和度值，之后采用的SPO2表示利用脉搏血氧仪所测得的血氧饱和度的值。脉搏血氧饱和度测量仪己经在临床实践中得到了广泛地应用，成为一种不可缺少的临床诊断设备。脉搏血氧饱和度测量仪的便于操作和非介入式的实时测量，己经使其基本上取代了通过采血体外测量血氧饱和度的方法。血氧测量仪可以进行连续的氧合估计，特别是在对危急病人的手术当中，它能快速提供血氧信息，没有动脉插孔方法所带来的潜在危险。在急救病房里，如果血氧饱和度能被血氧测量仪连续监测的话，通气就能安全迅速地交替进行。在对需要连续辅助氧治疗的病人的治疗过程中，脉搏血氧测量仪经常用于决定氧的需要量。对有慢性阻碍性气管疾病的病人，因怀疑有睡眠呼吸暂停综合症或者夜间低氧饱和度，常需要血氧测量仪进行睡眠氧饱和度研究。由于新生儿采血很困难，血量也有限，因此无损伤性血氧测量仪对新生儿的监测非常有用，通过调整氧疗，可避免对脑、肺、眼的损害。现代脉搏血氧测量仪可按不同病情设置不同的报警限，任何因素所致的呼吸暂停、心率减慢或心率加快以及氧合改变均可以及时发现，是极有用的监测医疗设备。
目前使用的脉搏血氧仪基本上采用的是传统的脉搏血氧饱和度检测方法，影响其精度的主要原因包括：一、传统脉搏血氧检测原理上由于采用近似估算必然会带来较大误差。二、其测量原理决定了其硬件电路复杂，系统的稳定性和可重复性差，由电路元器件引入了不可避免的系统误差和随机误差。
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