不同肤色人群血氧手环测量准确性的影响因素分析

惊帆科技 2025-07-17 7次

  血氧手环通过光电传感器(PPG)检测血液中的氧合血红蛋白比例,其原理基于不同血氧饱和度对特定波长光的吸收差异。在实际应用中,皮肤黑色素含量对光学信号的干扰成为影响测量结果的关键变量。研究表明,深色皮肤中黑色素颗粒会吸收部分入射光,导致传感器接收到的反射信号减弱,可能造成血氧饱和度读数偏差。

  美国FDA发布的指南文件指出,光学血氧设备的验证需包含菲茨帕特里克皮肤分型量表(Fitzpatrick Scale)IV型及以上肤色的测试样本。剑桥大学工程系团队发现,当采用双波长(660nm/940nm)LED光源时,深色皮肤受试者的测量误差可能达到临床允许阈值的上限。这主要源于黑色素在可见光波段(特别是660nm红光)的宽带吸收特性,使得信号信噪比降低。

  为提升适应性,部分制造商开始引入多波长补偿算法。通过增加红外波段(如850nm)光源,利用黑色素在近红外区域吸收率下降的特性,可部分抵消肤色造成的干扰。约翰霍普金斯大学医学院的对比测试显示,采用三波长系统的设备在V-VI型肤色人群中的测量一致性有所改善。但需注意,指甲厚度、皮下脂肪层分布等个体差异因素仍会带来附加影响。

  医疗机构建议,在临床监测场景中使用血氧手环时,应考虑建立个人基线数据。运动状态下的外周血管收缩、环境光泄漏等问题也需要综合评估。目前ASTM国际标准委员会正在制定针对可穿戴血氧设备的肤色适应性测试规范,未来可能要求产品标注适用的肤色范围。消费者选购时,可参考设备说明书中披露的临床验证数据,了解其在不同人群中的性能表现。


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