用手机摄像头测血氧原理是什么？

近期，不少消费者在买不到血氧检测仪的情况下，开始尝试使用手机应用程序进行血氧测试，但其精确度等问题却引起了网络热议。28日就有网友发帖称，其用红色塑料盖在一款小程序上测血氧，结果显示血氧为98%。用手机测血氧检测的原理是什么？对此记者请教了中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所科普主管董志川。

根据某款微信小程序，只要食指轻触你的智能手机的摄像头和闪光灯，90秒就能测出血氧浓度。有媒体分别用红色塑料勺、绿色瓶盖、黑色瓶盖和红色打火机测试。结果显示：红色塑料勺1分钟能呼吸16次，血氧为98%。绿色瓶盖和黑色瓶盖无法测出。红色打火机1分钟呼吸19次，血氧同样为98%。

“血氧饱和度”指的是血液中和氧分子结合的氧合血红蛋白容量，占全部可结合的血红蛋白容量的百分比，也就是血液中血氧的浓度，是呼吸循环的重要生理参数，用来反映血液携带输送氧气的能力。

由于新冠病毒会导致肺部感染，从而降低血氧含量，因而血氧饱和度可作为重症的预警指标之一。2022年3月，国家卫健委发布的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第九版）》中显示，判断成人或者儿童重型指标之一是：静息状态下，吸空气时指氧饱和度≤93%。对于老年人、基础疾病患者、免疫功能缺陷者、肥胖患者等新冠重型/危重型的高危人群来说，建议居家配备血氧仪。

“目前大部分血氧仪的原理都离不开光学的支撑。”董志川告诉记者，简单地讲，血氧检测仪是通过光的透射率的不同来计算出的血氧饱和度。

一款国产医用血氧检测仪在说明书中，也介绍了该仪器的测量原理是采用的“脉动血氧定量法”，这是一种连续的、无创伤测定血红蛋白氧合饱和度的方法，依据的是血红蛋白和氧合血红蛋白对不同波长的光线（660的红光和905的近红外光）吸收的不同，即分光光度原理。它测定从传感器内的光源发射的光线有多少穿过病人组织，到达另一方的接收器。动脉血流随时间有规律地变化，因为它是脉动的。脉搏血氧仪通过测定脉动期间吸收的光线，在获得容积波、脉率的同时，就可获得动脉血液的氧饱和度，并进一步处理。

那么，用手机摄像头来测血氧脉搏是依据什么原理呢？一家健康检测企业发布文章宣传其APP时提到，手机摄像头测血氧原理和指甲式血氧仪原理基本相同，区别是指甲式血氧仪有一个主动光源，而手机测血氧使用的是自然光和灯光的光源。宣传文章还提示：检测只作为健康的参考，不作为医疗诊断或药物调整的依据，如发现血氧低（<93%）或者不舒服的朋友及时联系就医。

为什么网友用红色塑料盖测试，手机也读取数值呢？董志川告诉记者，商家用手机摄像头加APP测量血氧含量的原理，可能并非像他们声称的那样“和指甲式血氧仪原理基本相同”，因为手机既无法通过闪光灯构造出两个特定波长的纯正单色光，手机也缺乏能满足透射人体组织并接受信号的“卡环状”结构，因此，其更大的程度上手机App可能采用了另一种取巧的办法，即通过摄像头测量对象颜色的“红度”值。

董志川说，就像手电筒照我们的手掌，我们的手指会透出红光一样，理论上血氧量高的，血红蛋白的红色也应该更红。“但是定量的测量‘红度’来建立人血氧含量的精确线性关系，这是很难的，所以我们也看到了鲜艳的红色塑料盖会误导程序。”不过董志川表示，商家能够根据市场的需求，根据新冠疫情下有场景应用的重大迫切需求来针对性地研制这样一款程序，这是一种积极的应对。对于患者对病情的监测，也能起到一定的参考作用。