以簡單的脈搏血氧測定法（ simple pulse oximetry ）測定血氧飽和度（SO2）時，是屬於下列那一種偵測分析方法？

本題觀念：

本題的核心觀念在於脈搏血氧測定法（Pulse Oximetry）的物理與化學原理。脈搏血氧機（Pulse Oximeter）利用不同型態的血紅素（Hemoglobin）對特定波長光線的吸收差異，結合光體積變化描記圖法（Photoplethysmography, PPG）來非侵入性地計算動脈血氧飽和度（$SpO_2$）。

選項分析

• A. 分光光度法（Spectrophotometry）：這是正確答案。

  • 原理：根據比爾-朗伯定律（Beer-Lambert Law），物質對光的吸收量與其濃度成正比。
  • 應用：簡單的脈搏血氧機使用兩個發光二極體（LED），分別發射紅光（Red light, 約 660 nm）和紅外光（Infrared light, 約 940 nm）。
  • 機制：
    • **去氧血紅素（Deoxyhemoglobin, Hb）**在紅光（660 nm）的吸收率較高。
    • **氧合血紅素（Oxyhemoglobin, $HbO_2$）**在紅外光（940 nm）的吸收率較高。
  • 儀器偵測穿透組織（如手指）後的光強度比值（R值），代入校正曲線即可求得 $SpO_2$。

• B. 紙色層分析法（Paper chromatography）：

  • 這是一種分離技術，利用混合物中各成分在固定相（紙）與流動相之間的分配係數不同，將物質分離。常用於化學分析或篩檢，無法用於即時、非侵入性的生理監測。

• C. 電內滲流方法（Electroendosmotic flow method）：

  • 這是**毛細管電泳（Capillary Electrophoresis）**中的一種現象或驅動力。在電場作用下，毛細管內壁的電荷層會帶動管內整體溶液移動。此技術用於實驗室的微量分子分離，與血氧偵測無關。

• D. 離子選擇電極方法（Ion-selective electrode method, ISE）：

  • 這主要用於**血液氣體分析儀（Blood Gas Analyzer）**或生化分析儀中，用來測量電解質（如 $Na^+, K^+, Cl^-$）或 pH 值。
  • 雖然血液氣體分析儀可以測量動脈血氧分壓（$PaO_2$）並計算飽和度（$SaO_2$），但測量氧分壓通常是使用 Clark electrode（安培法），而非離子選擇電極。且題目問的是「簡單的脈搏血氧測定法」（指夾式），屬於光學偵測，非電化學偵測。

答案解析

簡單脈搏血氧測定法是基於分光光度法（Spectrophotometry）的原理。它利用 $HbO_2$ 與 Hb 在紅光與紅外光區域光譜吸收特性的不同，計算兩者的比例來得出血氧飽和度。因此，選項 (A) 是唯一符合其偵測分析原理的選項。

核心知識點

考生應掌握以下關於血氧測定的關鍵知識：

1. 物理原理：分光光度法（Spectrophotometry）與比爾-朗伯定律（Beer-Lambert Law）。
2. 關鍵波長：
   • 660 nm（紅光）：Hb 吸收較多（看起來暗紅），$HbO_2$ 讓紅光通過較多（看起來鮮紅）。
   • 940 nm（紅外光）：$HbO_2$ 吸收較多，Hb 吸收較少。
3. 限制（Limitations）：
   • 一氧化碳中毒（CO poisoning）：碳氧血紅素（COHb）在 660 nm 的吸收光譜與 $HbO_2$ 相似，會導致 $SpO_2$ 假性偏高（無法區分 COHb 與 $HbO_2$）。
   • 變性血紅素（MetHb）：會使 $SpO_2$ 數值趨近於 85%。
   • 干擾因素：指甲油（特別是藍色/黑色）、低灌流（休克）、強烈環境光、運動假影。

參考資料

1. Deranged Physiology. "Principles of pulse oximetry." [Online] Available at: https://derangedphysiology.com/main/cicm-primary-exam/required-reading/respiratory-system/Chapter%20112/principles-pulse-oximetry
2. OpenOximetry. "What is spectrophotometry?" [Online] Available at: https://openoximetry.org/pulse-oximetry-faq/what-is-spectrophotometry/
3. NIH StatPearls. "Pulse Oximetry." [Online] Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470348/