脉搏血氧仪是一种监测人的血氧饱和度（SO2）的非侵入性方法。虽然它的SpO2（外周血氧饱和度）读数与动脉血气分析中的SaO2（动脉血氧饱和度）读数并不总是完全相同，但两者之间的关联性足够好，因此这种安全、方便、无创、廉价的脉搏血氧仪方法在临床上用于测量血氧饱和度是很有价值的。 摘自维基百科](https://en.wikipedia.org/wiki/Pulse_oximetry))
脉搏血氧仪到底是如何工作的？
围绕着一个原子，有7个不同的电子壳1。当电子接收到必要的能量时，它们会从一个状态跳到另一个状态（称为 “地态 "和 "激发态"），如下图所示。
图(由POV-Ray生成)显示的是高Tc超导体CuO2平面上的铜3D轨道的激发态；地态(蓝色)为x2-y2轨道；激发态为绿色；箭头表示非弹性X射线光谱。
当分子吸收波长为400nm至780nm的紫外-可见光（Ultra-Violet-Visible）区域内的光时，一个电子从低能占位轨道上升到高能空位轨道，形成激发态分子。分子吸收光的一个要求是，光子的能量需要与轨道之间的能量差相匹配。
能量不足的光子将被传输。因此，吸收光的颜色向我们证明了轨道之间的能量间隔的实验信息。
牛顿首先提出了关于光谱学的想法，后来，William Wollaston和Joseph von Fraunhofer制造了第一台光谱仪，并发现了光谱特征。
由于不同元素的电子轨道间距不同，吸收或发射光子所需的能量不同，因此吸收或发射不同波长的2个光子。这就导致了一个分子的特定光谱特征，即一组光谱线。Fraknoi，Andrew；Morrison，David（2016年10月13日）。"OpenStax天文学”](https://cnx.org/contents/LnN76Opl@13.86:H5KhIDcK@3/Spectroscopy-in-Astronomy)
红细胞中含有血红蛋白，它是一种含铁的蛋白质（因此氧合血红蛋白是红色的），通过与这种呼吸气体可逆地结合，大大增加了血红蛋白在血液中的溶解度，从而促进了氧气的运输。这种含氧血红蛋白被称为氧血红蛋白。
左。人体氧血红蛋白的分子图谱，这个完全饱和的血红蛋白目前携带的四个氧模块中的两个被我用蓝色圈起来（红色的 “棒子 "代表这个图中的氧分子）。同样的分子在相同的分辨率下，这次是高亮的溶剂可接触到的表面。
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幸运的是，对于现代医学来说，在660nm和940nm波长的光的吸收，含氧血红蛋白（氧血红蛋白）和缺氧血红蛋白之间的吸收有很大的差别。
等氧点是指两种物质对一定波长的光的吸收程度相同的点。在血氧测定中，氧血红蛋白（HbO）和脱氧血红蛋白（Hb）的等效点出现在590nm和805nm处。这些点可作为参考点，其中光吸收与饱和度无关。一些早期的血氧仪使用等波点的波长来校正血红蛋白浓度。 &005 因此，比较不同波长下的吸收率可以估算出HbO（氧血红蛋白）和Hb（血红蛋白）的相对浓度（即饱和度）。现代脉搏血氧仪可以使用两个或两个以上的波长，不一定包括一个等渗点。
来源。 Anaesthesia.uk_
基本上，脉搏血氧仪的工作原理就是这样。它可以利用分子中不同的电子构型所导致的吸收光的不同，来区分饱和血红蛋白和不饱和血红蛋白。以下是关于脉搏血氧仪的技术内容摘录：
测量部位送光有两种方法：透射法和反射法。在透射法中，如上页图所示，发射器和光电探测器相对而立，测量点位于两者之间。这样，光就可以通过测量点。在反射法中，发射器和光电探测器相邻在测量点上方。光从发射器到检测器之间的弹跳穿过测量点。
透射法是最常用的一种，在此讨论中，将隐含透射法。将R/IR比值与 "查询 "表（由经验公式组成）进行比较，将该比值转换为SpO2值。大多数制造商都有自己的查询表，这些查询表是根据健康人在不同SpO2（外周氧饱和度）水平下的校准曲线得出的。通常情况下，R/IR比值为0.5相当于约100%的SpO2，比值为1.0相当于约82%的SpO2，而比值为2.0相当于0%的SpO2。 Oximetry.org_ org ](https://watermark.silverchair.com/66-5-625.pdf?token=AQECAHi208BE49Ooan9kkhW_Ercy7Dm3ZL_9Cf3qfKAc485ysgAAAc4wggHKBgkqhkiG9w0BBwagggG7MIIBtwIBADCCAbAGCSqGSIb3DQEHATAeBglghkgBZQMEAS4wEQQMDkt9j395Hizu2lpnAgEQgIIBgagI17uOj-B_uViIGb3_tFgDESxXblV3WdumDSYeTNrt5AiGL8ptgsb-mXifP91D8KlTdTV_PkeqmkERqxTCO4lU3ga6cZD48qLw68dW9ST3lhsu1vkONPwMhY24zpgxc33L61DsU3waJRiD2F5tZkf-6GRbmYSpO64jJKcVGVYwsuFTHfZsVsUZRcg6FgVGFZygMqAYd9yzum2HIJ47oSz7wwOKNOcqakrN713WBX_PUSlASyPBO5rJDoqiE137aAfLboczzKDiGstFz8Iiri-nfQE7NPlT-zyb6kLfEyPD1aBkvt8NlYmzuyR4s4W5bOrghP-1a2k6HBDFfV1j-20a6guUxaqHcQ9ySRJU5bNAdOHi5FoKkLjowhnmfhoswWvmE_l0RicN-72b5b7V12aCpCS2OfAepSo5E3IIWE0kyiX8wL2Gmn7iCsMue47OeEe9aNy07C2SwyAcFDCk1qEPPoWzowITxsrp0IcV0OZLE7Nm7bYkk4LuXN6fmaohtvw)_
羧基血红蛋白（血红蛋白饱和于CO）的光谱特征与氧血红蛋白的光谱特征如此相似，以至于标准血氧仪会误认为是一氧化碳和氧血红蛋白，多项研究表明，这一点。
本报告证实，脉搏血氧仪在一氧化碳中毒时可能存在误导性，因为脉搏血氧仪不能区分HbO（氧血红蛋白）和HbCO（羧基血红蛋白）。因此，一氧化碳中毒的诊断有赖于临床证据，必须通过多带CO-oximeter(Carboxy-oximeter)测量HbCO浓度来确诊。
Carboxyhemoglobinaemia and pulse oximetry，British Journal of Anaesthesia，1991
如今，CO-oximeters已经存在，可以区分氧血红蛋白、羧基血红蛋白和甲型血红蛋白。这与量子力学的波-粒子二元论有关，一个很好的类比可以在this answer on Physics.SE 中找到。普朗克-爱因斯坦方程中的其他因素都是常数。更多信息[可在Physics.SE上找到]&003
