115年:呼治儀器(2)

脈衝血氧飽和度偵測儀是利用組織對下列那兩種光波長(nm)吸收力的差異?

A660、940
B440、640
C380、770
D280、550

詳細解析

本題觀念

脈衝血氧飽和度偵測儀(pulse oximeter)是利用光學方法估算周邊血氧飽和度(SpO₂),核心在於氧合血紅素(oxyhemoglobin, HbO₂)與去氧血紅素(deoxyhemoglobin, Hb)對不同波長的光有不同吸收程度。探頭通常把紅光與近紅外光送過手指、耳垂或其他有脈動血流的組織,再比較兩個波段隨動脈脈搏產生的吸收變化。

傳統雙波長設計選用 660 nm 紅光與約 940 nm 近紅外光。660 nm 附近,去氧血紅素的吸收相對較強;940 nm 附近,氧合血紅素的吸收相對較強。儀器不是單純測量某一束光的亮暗,而是利用兩者的吸收差異與脈動成分比例,經內建校正換算出 SpO₂。

選項分析

  • **A 660、940:正確。**660 nm 是紅光波段,940 nm 是近紅外波段;氧合與去氧血紅素在這兩處的吸收特性不同,正好提供傳統脈衝血氧計估算 SpO₂ 所需的雙波長訊號。

  • **B 440、640:不正確。**這不是傳統脈衝血氧計用來區分 HbO₂ 與 Hb 的標準波長組合。640 nm 雖接近紅光範圍,但另一個 440 nm 並非約 940 nm 的近紅外偵測波段,無法符合本題所問的經典設計。

  • **C 380、770:不正確。**380 nm 屬於較短波長的紫外/紫光附近,770 nm 也不是傳統儀器採用的約 940 nm 近紅外配對;此組合不是本題的標準雙波長答案。

  • **D 280、550:不正確。**280 nm 位於紫外光區,550 nm 接近綠光區,兩者都不是傳統脈衝血氧偵測所使用的 660 nm 紅光與 940 nm 近紅外光配對。

答案解析

本題採公告答案 A。脈衝血氧偵測的基本光學判斷,是利用 HbO₂ 與 Hb 在紅光、近紅外光的相對吸收差異。當心臟收縮帶來動脈血容量變化時,探頭可將脈動血液的光吸收訊號與周邊組織、靜脈血及其他固定成分區分,再以 660 nm 與 940 nm 的訊號比值估算 SpO₂。去氧血紅素在 660 nm 吸收較多,氧合血紅素在 940 nm 吸收較多,這種交叉的光譜特徵就是選用 A 的理由。臨床讀值仍可能受低灌流、動作、探頭位置、指甲彩繪或異常血紅素影響,但不會改變本題所考的經典波長組合。

核心知識點

  1. 傳統脈衝血氧計的兩個 LED 波長為 660 nm 紅光與約 940 nm 近紅外光。
  2. 660 nm 對去氧血紅素的相對吸收較高;940 nm 對氧合血紅素的相對吸收較高。
  3. 儀器利用脈動血液造成的交流訊號與固定組織造成的直流訊號,建立兩波長吸收比,再經校正曲線換算 SpO₂。
  4. SpO₂ 是估算值,不等同於直接量得的動脈血氧分壓;讀值要連同灌流與量測品質一起判讀。
  5. 遇到波長選擇題,先辨認「660 紅光+940 近紅外光」這組經典配對,再排除紫外光、綠光或不成對的其他數值。

參考資料

  1. Pulse Oximetry: Basic Principles and Interpretation
  2. Pulse Oximetry(PMID:29262014)
  3. Pulse oximetry: theoretical and experimental models(PMID:8412383)
  4. Pulse oximetry