氧气是所有生命活动的物质基础，血氧饱和度是反映血液中氧气含量的重要指标参数。机体能否充分吸入氧气，使动脉血液中溶入足够的氧，对维持生命是至关重要的。及时检测动脉中氧含量是否正常，又是判断人体呼吸系统、循环系统是否出现功能障碍或者周围环境是否存在缺氧的重要指标。

1.目前临床工作中一般通过测量血氧饱和度来判断人体血液中的含氧量。血氧饱和度是指血液中的血红蛋白实际结合的氧气（氧含量）占血液中血红蛋白理论上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：SpO ₂=CHbO ₂/（CHbO ₂+CHb）。

血氧饱和度的检测手段分为有创和无创两种方法。

（1）有创的方法是通过抽取动脉中的血液，利用血气分析法或在分光光度计测定光密度的基础上计算血氧饱和度。①血气分析法是将采到的血液样本利用血气分析仪进行电化学分析，测出血氧分压，并进一步通过软件计算多种参数，可为临床提供准确的血氧饱和度值，应用于很多需要准确的血氧饱和度数据的情况下。②利用分光光度计测定从动脉血中抽取血液样本的光密度，并在此基础上计算血氧饱和度。这种方法可以用于临床上的准确测定以及体外循环时血氧饱和度的监测。由于血氧饱和度的有创检测方法不仅对患者造成痛苦甚至感染，而且比较费时，不能提供连续、实时的血氧饱和度数据，在患者处于危重状态下时，不易使患者得到及时准确地抢救。因此采用无损伤性的快速准确的检测方法来监测血氧饱和度，便具有广泛而实际的意义。

（2）无创检测是利用血液中还原血红蛋白（Hb）和氧合血红蛋白（HbO ₂）在红光、红外光区（600～1 000nm）有独特的吸收光谱的特点，从而使红外光谱法成为研究组织中血液中血氧饱和度的简单可靠的方法。同时利用光谱学的方法对生物组织进行检测具有安全、可靠、连续实时及无损伤的特点。由于动脉搏动能够引起测试部位血流的变化，检测元件可以探测到光吸收量的变化，而非血液组织（皮肤、肌肉、骨骼等）的光吸收量通常是认为恒定不变的。目前临床常用的脉搏式血氧饱和度（SpO ₂）测量技术就是利用这个特点，通过监测血液容量波动引起的光吸收量的变化，并且消除非血液组织的影响，从而得到血氧饱和度（SpO ₂）的数据，这种测试方法简单易行。作为一种能够无创、连续、实时的监测动脉血氧饱和度的方法，脉搏式血氧饱和度测量技术按照所使用的传感器采样方式的不同，还可以分为透射式和反射式两种：①透射式血氧饱和度测量方法主要用于成人或新生儿的血氧监护，在医疗机构和家庭护理中有广泛的应用，目前已较成熟。但由于传感器使用的限制，在一些临床情况下如成人脑血氧检测和胎儿血氧检测中无法应用。②反射式测量方法由于其使用时不受传感器安放位置的限制，适合在任何场合使用，在某些场合有更好的应用前景。但是，由于测量部位只能局限在耳垂、指尖测量，和只能在床边进行的测量方式的局限，使其应用受到一定限制。针对透射式测量方法的局限和实际监测的需要，研究者提出了一套用于腕部肌肉组织的无线血氧监测系统，该系统通过对肌肉组织的测量，采用检测生物组织对近红外波段后向散射光光强变化的反射式测量方法，避免了透射式传感器透射深度有限的缺点，可适用于测量全身各处组织血氧含量。与此同时，将蓝牙短距离无线通信技术融入系统构成中，可有效地扩大仪器的使用范围，不仅受测试者无活动受限，也能使测试的内容更加完善。

2.智能化、微型化、集成化的可穿戴设备越来越受到人们的关注。超高频射频识别技术（UHF RFID）是一种工作在860～960MHz的无线通信技术，具有成本和功耗低、抗干扰能力强的优点，通过结合先进的传感器技术可以进一步拓展其功能。血氧监测手环就属于这样一种新型睡眠监测设备，对于阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAHS）的筛查具有一定价值，能够广泛应用于患者的自我家庭监测中，减少了住院监测带来的高额费用以及复杂的程序。同时，通过计算机信息处理系统，能够为区域性OSAHS流行病学调查提供完整的大数据基础，从而得到更有价值的临床流行病学资料。

血二氧化碳分压（partial pressure of carbon dioxide，PCO ₂）指溶解在血液中的二氧化碳分子产生的压力，又称二氧化碳张力。动脉血中的二氧化碳分压称动脉血二氧化碳分压，记作PaCO ₂；静脉血中的二氧化碳分压称静脉血二氧化碳分压，记作PvCO ₂。由于二氧化碳分子具有较强的弥散能力，故血液二氧化碳分压基本上反映了肺泡内二氧化碳分压的平均值。临床在重症患者中通常采用抽动脉血，用血气分析仪测定的方法进行监测。但是在治疗过程中如果需要反复采集动脉血进行血气分析，容易导致儿童，特别是小婴儿容易出现感染、失血、脑血流波动以及医源性贫血等情形，严重者可以影响到患儿的后续治疗。①经皮二氧化碳分压测定是一种无创的方法，不仅能避免患儿出现上述不良影响，还能有效减少频繁采血的机会，减少相关并发症的出现。②利用潮气末二氧化碳分压（Pet CO ₂）检测仪监测患者呼气末二氧化碳分压的水平是另外一种无创的方法，对重症患者的监测可以起到一定作用，但是对于原发疾病的鉴别诊断作用不大。目前检测呼气末二氧化碳（Pet CO ₂）最常用的方法是红外线吸收光谱技术，该方法反应迅速，测定方便。根据传感器在气流中的位置不同，将呼气末二氧化碳的检测方法分为两种，即主流式与旁流式。主流式是指测量器处在主呼吸通路中，是呼吸通路中的一部分，感受器由红外线光源及其感应器组成，通过测量CO ₂对红外线的吸收程度来计算呼气末二氧化碳的数值。旁流CO ₂检测仪是经取样管从气道内持续吸出部分气体来做检测，感受器并不直接连接在呼吸通路中，无需气管插管也可采样测量，较主流式更加方便易用。

二氧化碳分压的高低受到中枢和外周多种感受器的调节，其值的大小会对血液的pH产生影响，因此测定二氧化碳分压可反映机体通过呼吸对酸碱平衡的调节能力，对判断疾病的进程具有实际应用价值。

虽然目前有很多无创的检测血氧饱和度和二氧化碳分压的手段，但是都不能完全替代动脉血气分析的方法。血气分析中与血氧和二氧化碳有关的参数及正常值如下：

是指血液中溶解的氧分子所产生的压力，正常范围为9.97～13.3kPa（75～100mmHg），随年龄增长而降低。氧分压与细胞对氧的利用有密切联系。

缺氧，PO ₂降低，<10.6kPa（80mmHg）为轻度缺氧。

<7.9kPa（60mmHg）为中度缺氧。

<5.3kPa（40mmHg）为重度缺氧。

<2.67kPa（20mmHg）以下，脑细胞不能再从血液中摄取氧，有氧代谢停止，生命难以维持。

氧含量是指每升动脉血含氧的mmol数，正常范围为7.6～10.3mmol/L。包括物理溶解的O ₂和Hb结合的O ₂两部分，是判断缺氧程度和呼吸功能的重要指标。

SaO ₂是指血液在一定的PO ₂下氧合血红蛋白（HbO ₂）占全部血红蛋白的百分比，即SaO ₂=HbO ₂/（HbO ₂+Hb）以百分率表示，其大小取决于PO ₂。正常人动脉血SaO ₂为93%～98%，静脉血为60%～70%，SaO ₂和PO ₂可绘制氧解离曲线。

PCO ₂是血液中物理溶解的CO ₂分子所产生的压力。反映肺通气的指标，正常值平均为5.33kPa（40mmHg），正常范围为4.65～6.0 kPa（35～45mmHg）。

CO ₂轻度升高可刺激呼吸中枢，当达到7.31kPa（55mmHg）时则抑制呼吸中枢，有形成呼吸衰竭的危险。PCO ₂增高表示肺通气不足，为呼吸性酸中毒或代谢性碱中毒；降低为换气过度，为呼吸性碱中毒，或代谢性酸中毒。