春節(jié)期間,，新冠疫情突然爆發(fā)，一時(shí)間口罩、額溫槍成為市場(chǎng)上稀缺物資,，稀缺程度想必大家也有親身體會(huì)，有錢都買不到防疫物資的感覺難以言喻,。

實(shí)際上,，除了額溫槍,、口罩之外，還有一樣?xùn)|西也遭哄搶一空,，幾度缺貨,，它叫做“血氧儀（指夾式）”。

血氧飽和度成病情診斷重要指標(biāo)

說到指夾式血氧儀首先要了解一下什么是血氧飽和度,。血氧飽和度(SaO2)指的是人體血液中被氧結(jié)合的氧合血紅蛋白的容量占全部可結(jié)合的血紅蛋白容量的百分比,，通俗的理解為血液中氧的濃度。血氧飽和度與心率,、血壓,、呼吸頻率、體溫并稱為人體最關(guān)鍵的五大健康指標(biāo),，尤其是在此次蔓延全球的疫情下,，血氧飽和度的檢測(cè)尤為重要。

由國(guó)家衛(wèi)生健康委辦公廳,、國(guó)家中醫(yī)藥管理局辦公室聯(lián)合印發(fā)的《新型冠狀病毒肺炎診療方案》中,，當(dāng)指氧飽和度（從手指上測(cè)量的血氧飽和度）低于 93%（健康者的指氧飽和度在 98%左右）即為重癥患者，需要進(jìn)行輔助呼吸治療,。

血氧濃度驟然下降成為監(jiān)測(cè)病情判定病情變化一項(xiàng)重要依據(jù),，對(duì)于一些輕癥患者，家用便攜小巧的指夾式血氧儀被醫(yī)生推薦,，很多品牌的血氧儀線上被搶購(gòu)一空,。

指夾式血氧儀工作原理

最早一代血氧檢測(cè)儀誕生于上個(gè)世紀(jì)的 30-40 年代，夾在耳朵上,，二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后,，主要用于戰(zhàn)機(jī)飛行員，隨著飛機(jī)高度升高,，空氣中氧氣的含量降低,。在高空飛行時(shí)要監(jiān)測(cè)飛行員血氧飽和程度，決定是否需要吸氧,。但是,，當(dāng)初這個(gè)設(shè)備非常不準(zhǔn)確。

隨著測(cè)量方法的改進(jìn)以及技術(shù)的更新,，血氧儀的測(cè)量速度越來越快,，精度也大幅提高，造型也變得十分的小巧便捷,。

指夾式血氧儀測(cè)量的原理則是基于動(dòng)脈搏動(dòng)期間光吸收量的變化來進(jìn)行計(jì)算,。分別位于可見紅光光譜(660 納米)和紅外光譜(940 納米)的兩個(gè)光源交替照射被測(cè)試區(qū)，微處理器計(jì)算動(dòng)脈血所吸收的這兩種光譜的比率,，并將結(jié)果與指氧儀存儲(chǔ)器里的飽和度數(shù)值進(jìn)行比較,，從而得出血氧飽和度,。

指夾式血氧儀一般由微處理器、存儲(chǔ)器(EPROM 與 RAM),、兩個(gè)控制 LED 的數(shù)模轉(zhuǎn)換器,、對(duì)光電二極管接收的信號(hào)進(jìn)行濾波與放大的器件、將接收信號(hào)數(shù)字化以提供給微處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器等器件組成,，LED 與光電二極管放置在與患者指尖或耳垂接觸的小型探針中,。其中，脈搏血氧儀一般還包括小型液晶顯示器,。

未來市場(chǎng)空間巨大

疫情的突發(fā)使得血氧儀市場(chǎng)迎來了一個(gè)短期的爆發(fā)增長(zhǎng),。但業(yè)內(nèi)人士分析認(rèn)為未來幾年，隨著中國(guó)正在逐漸成為一個(gè)老齡化大國(guó),，血氧監(jiān)測(cè)設(shè)備的需要依舊會(huì)大幅增長(zhǎng),。

聯(lián)合國(guó)將 65 歲及以上老年人口占比超過 7%或 60 歲及以上人口占比超過 10%作為進(jìn)入老齡化社會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)。按照這一標(biāo)準(zhǔn),，中國(guó)自 2000 年開始進(jìn)入老齡化社會(huì),。

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù)，2019 年我國(guó) 60 周歲及以上人口 25388 萬人,，占總?cè)丝诘?18.1%,，65 周歲及以上人口 17603 萬人，占總?cè)丝诘?12.6%,。

新一代的老年人，對(duì)待疾病的態(tài)度也和上一代大為不同,。他們積極運(yùn)動(dòng),，熱衷養(yǎng)生，關(guān)注預(yù)防性措施,，常備血壓儀,、血糖儀。新型肺炎后,，又多了新裝備,，血氧儀，市場(chǎng)空間可能比想象中的還要大,。

指夾式血氧儀芯片方案推薦

TS951X 系列芯片

TS951X 系列芯片是蘇州坤元微電子有限公司（Trusignal）為“指夾式血氧儀”定制的一款專用芯片,。憑借獨(dú)有的發(fā)明專利技術(shù)，將指夾式血氧儀的性能又向前推進(jìn)了一大步,。

目前,，TS951X 方案已成為“指夾式血氧儀”產(chǎn)品的主流應(yīng)用方案之一。采用該方案的指夾式血氧儀,，在 Fluke Index2 血氧模擬器上測(cè)試,，其弱灌注指標(biāo)普遍能達(dá)到 0.3%以下,，最優(yōu)的方案商已經(jīng)達(dá)到 0.1%。采用 TS951X 方案的產(chǎn)品,，通過了 FDA,、CE 等國(guó)內(nèi)外認(rèn)證。TS951X 系列芯片在國(guó)內(nèi)晶圓廠流片,，采用成熟的 QFN16 封裝形式,，產(chǎn)能充足，不受國(guó)際形勢(shì)影響,。

以 TS9514 為例,，芯片的 PVDD 和 VDD 為供電引腳，能接受 2.5~5.5V 的電壓范圍,；IN 和 ANOD 之間,，接光敏二極管，用于接收透射之后的光信號(hào),；IR 和 RED 之間接頭尾相連的發(fā)光 LED 對(duì)管（紅光和紅外光）,；RED_CS、IR_CS 為紅光使能和紅外光使能控制管腳,；RED_REF,、IR_REF、PROG 用于設(shè)置 LED 的驅(qū)動(dòng)電流（詳細(xì)設(shè)置方法請(qǐng)參考 TS9514 的產(chǎn)品手冊(cè)）,；OUT 腳為芯片的輸出管腳,，其信號(hào)值與光敏二極管的信號(hào)具有線性關(guān)系。

下圖為 TS9514 實(shí)現(xiàn)血氧檢測(cè)功能的示意圖,。

TS951X 方案,，具有高性能、高集成度,、低成本等優(yōu)點(diǎn),。TS951X 系列芯片集成了發(fā)光控制、驅(qū)動(dòng)電流設(shè)置,、信號(hào)檢測(cè)與處理,、自動(dòng)消除背景光（可選）等功能。

相比于傳統(tǒng)方案,，TS951X 方案可減少的元器件包括：

①用于切換紅光及紅外光的模擬開關(guān),；

②調(diào)整發(fā)光光強(qiáng)的 LED 驅(qū)動(dòng)電路；

③信號(hào)檢測(cè)電路,，包括運(yùn)算放大器,、ADC 等。

此外 TS951X 方案對(duì) MCU 的要求也較低,，不需要 ADC,、DAC 等配置,。

TS951X 方案的高集成度，將血氧儀的電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化到了極致,，不僅實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的卓越性能,，而且顯著降低了 BOM 成本和生產(chǎn)管理成本，同時(shí)也大幅提高了產(chǎn)品的一致性與可靠性,。