继口罩、抗原、药品之后，最近电子血氧仪的价格也开始水涨船高。从一个多月前的100多元，暴涨到了300多元。
那么，这类家用的电子血氧仪是如何工作的呢？测量数据到底准不准？今天就带大家来分析一下。
一、血氧仪工作原理
血氧仪是一种监测脉搏、血氧饱和度等指标的医疗器械，常见的家用型血氧仪，主要有指夹式、腕表式等形式。
一般大家最关注的是血氧饱和度（oxygen saturation简写为SpO2），它是指在全部血容量中被结合O2容量占全部可结合的O2容量的百分比，是人体携带氧气能力的重要参考值。人体正常的SpO2应该不小于95%，长期低于93%时需要就医。
SpO2 一般由以下公式计算：
其中CHbO2是氧合血红蛋白浓度，CHb是还原血红蛋白浓度。
一方面，这两种血红蛋白对不同波长的光有不同的吸收度；另一方面，当动脉跳动时，动脉中的血液量会发生变化，可以区分出皮肤、肌肉、静脉血等对光的吸收影响（这些组织对光的吸收可以认为固定不变）。因此，利用两种不同波长的光，经透射或反射后，采集数据综合处理，就能计算出血氧饱和度。
现在市面上最常见的，都是光电式的血氧仪，如下图所示，有透射式和反射式两种实现方法。
常见的指夹式血氧仪就是透射式，智能手环或手表就是反射式，原理是差不多的。
而LED光源的选择，与血红蛋白对不同光波长的吸收率有关，下图是两种血红蛋白对不同波长的光的消光系数图：
可以看到，两种血红蛋白对波长为660nm左右光的吸收差别最大，而对波长为800nm左右光的吸收基本相等。
从理论上说，使用660nm和800nm波长的光作为光源是最合适的，但由于在800nm左右时，二者的消光系数斜率相差较大，光波长偏差一点就会引起较大的吸收率变化，这对LED的制造工艺要求太高。所以，工程实现时，一般不用800nm波长的LED，而选择波长为860nm~920nm的LED作为另一个光源，这个区间的消光系数斜率基本一样，而且变化平缓。
至此，硬件部分的实现我们已经了解大概了，其实核心就是要使用两个LED作为光源，一个660nm波长的红外光，一个900nm左右波长的红光。两束光分别通过透射（或反射）皮肤后，到达光电接收管，再采集光电接收管的值。
那么，采集到两个光源的值后，又该如何处理呢？这里由于有比较多的公式推导，我们直接略过，给出下面的公式：
这里的实现需要三步：
第一步，我们采集的两个LED光源的值，需要分离出直流分量和交流分量，也就是：红光的交流分量ACred、红光的直流分量DCred、红外光的交流分量ACired、红外光的直流分量DCired；
第二步，用采集到的四个值，计算出R；
第三步，用R计算SpO2，这个计算公式中a、b、c是三个需要校准的参数。需要大量的试验数据去拟合出来。
二、血氧仪的制作
有了以上的理论基础，我们可以自己动手DIY一个血氧仪。
Maxim公司有一款集成芯片，可以实现大部分的硬件功能，就是MAX30100、MAX30102系列芯片。MAX30100已停产，新设计中不推荐使用，MAX30102是新一代产品。
目前价格还没有太离谱：
MAX30102集成了一个660nm红光LED、880nm红外光LED、光电检测器，以及带环境光抑制的低噪声电子电路。芯片内部含18bit ADC采集电路。对外是I2C接口。基本上单芯片就能实现光源信号的采集。
要注意，MAX30102的输出值，只是两个LED光源的采集值。后续还需要软件去实现交流、直流分离，R的求解、SpO2的求解。顺带也可以求解出脉搏数据。
使用max30102很简单，用I2C接口访问，初始化代码如下：
max30102_Bus_Write(REG_INTR_ENABLE_1,0xc0); // INTR settingmax30102_Bus_Write(REG_INTR_ENABLE_2,0x00);max30102_Bus_Write(REG_FIFO_WR_PTR,0x00); //FIFO_WR_PTR[4:0]max30102_Bus_Write(REG_OVF_COUNTER,0x00); //OVF_COUNTER[4:0]max30102_Bus_Write(REG_FIFO_RD_PTR,0x00); //FIFO_RD_PTR[4:0]max30102_Bus_Write(REG_FIFO_CONFIG,0x0f); //sample avg = 1, fifo rollover=false, fifo almost full = 17max30102_Bus_Write(REG_MODE_CONFIG,0x03); //0x02 for Red only, 0x03 for SpO2 mode 0x07 multimode LEDmax30102_Bus_Write(REG_SPO2_CONFIG,0x
