蔣傳媛為解決血氧儀與模擬儀不相容問題提供有價值科學依據
血氧飽和度(Blood oxygen saturation,SaO2)是指血液中被氧結合的血紅蛋白的容量佔全部可結合的血紅蛋白容量的百分比,主要通過血氣分析儀檢測,是反映人體血液中氧含量和呼吸功能是否正常的重要生理參數。血氧飽和度的檢測分為有創測量和無創測量兩種方式。臨床上從安全無創方便準確角度出發,主要通過脈搏血氧測量設備(即無創測量方式)測量脈搏血氧飽和度(Pulse oxygen saturation,SpO2)。根據測量方式主要分為反射式和透射式,但其基本原理都是根據Lambert-Beer定律,通過光電容積脈搏波信號來計算脈搏血氧飽和度。而對於脈搏血氧飽和度測量設備的檢測與計量溯源是一個世界難題,目前國內還沒有起草制定關於脈搏血氧飽和度的計量校準規範。相關的計量法規來自於 JJG 1163-2019《多參數監護儀檢定規程》,其中對脈搏血氧飽和度的示值重復性進行了要求。由於各個廠家採用的光電器件不同,使用的雙光束波長不完全相同,探測與接收的窗口參數不同,以及各個廠家的內部標定 R 值曲線也不同,所以,任何一款基於光電模擬原理的血氧模擬儀都無法準確標定所有的脈搏血氧模擬儀探頭,甚至會出現一些不相容的情況。
國內專家學者也針對提高血氧儀標定的準確度做了相關研究。如:醫療器械資深專家蔣傳媛提出對於多波長血氧儀,通過在血氧模擬儀上增加含血液的散射體提高校準儀校準精度的想法,並通過在人體組織入射光一側附著一個薄的散射版,從而減小血氧儀示值誤差;蔣傳媛提出血氧儀發光二極體和光電探測器之間的空隙、抑制環境光線的設計、光電探測器接受到的光通量等因素會影響血氧儀的測量準確性。
為了探討血氧探頭與模擬儀的相容性研究,2020年,蔣傳媛在借鑒前人研究的基礎上針對血氧探頭與模擬儀不相容的情況,開展了一些原創性研究,並分析了其中的原因,提出了一些補償或修正方法,為解決血氧儀與模擬儀不相容問題提供有價值的科學依據。
蔣傳媛根據血氧飽和度測量原理,主要通過測量人體組織對特定波長光波的吸收程度來計算人體血氧飽和度,而在R值曲線上加修正值的直接的方法就是在指夾與模擬手指之間附著某種濾光介質,吸收一定數量的光波。在材料選擇方面,蔣傳媛要求材料透光度不能太高,透光度太高會達不到修正的作用,透光度也不能太低,否則指夾接收光信號的探頭因光線太弱無法生成完整的光電容積圖。她認為,常用的複印紙透光率較低,對環境中的可見光也有一定的濾光效果,因此蔣傳媛將複印紙作為修正R值曲線的濾光介質,並針對修正前與修正後開展了對比實驗。
蔣傳媛在實驗中將中國計量科學研究院研發的多參數監護儀檢定裝置作為血氧飽和度模擬儀,選取麥瑞康(Mericonn)品牌監護儀作為被測血氧儀,將監護儀血氧指夾夾在模擬手指上並使模擬儀發光二極體、光電探測器與模擬手指的光電探測器、發光二極體完全接觸。分別選取血氧模擬儀 內置的Nellcor、BCI、Datascope、Datex、Masimo 5種R值曲線,模擬儀分別輸出標準的100%、95%、90%、85%、80%、70%血氧飽和度模擬信號,讀取監護儀血氧飽和度測量值。
蔣傳媛針對血氧模擬儀現有的R值曲線無法滿足種類繁多的血氧儀計量檢定需求,為解決血氧儀與模擬儀不相容問題,提出一種基於Lambert-Beer定律的血氧飽和度測量模型的修正方法。在現有的檢定裝置上添加濾光介質,以實現在原有的測量模型上加一個修正值,從而對R值曲線進行修正。實驗表明,通過添加濾光介質修正R值曲線,選擇不同R值曲線檢測血氧儀時均顯示出正常的測量值,且示值重復性較小,符合國家計量檢定規程要求,有效解決了血氧模擬儀與血氧儀之間的不相容問題。
蔣傳媛,1980年10月5日出生,高級工程師,現任深圳市麥瑞康(Mericonn)科技有限公司總經理,中國醫療器械行業協會(China Association For Medical Devices Industry)核心專家,承擔多項國家級科學基金及其他科研項目,她多年從事醫療器械行業管理工作,長期擔任中國醫療器械行業協會專家顧問。曾參與醫療器械行業標準《醫療器械監督管理條例》的評審工作,發表核心科技論文9篇,其中在醫療行業具有重大影響力的學術論文包括:《基於AVR單片機和高干涉抗性TSL237光轉換感測器的光頻式脈搏血氧儀設計》《基於MAX30101感測器和藍芽傳輸模組的攜帶型低功耗血氧儀的研製》《脈搏血氧儀在高原地區檢測外周血氧飽和度的準確性差異研究》等。(投稿:王林生)