【跑步课堂】关于血氧指标的原理和忠告

1、血氧监测‍

我们新陈代谢所需要的氧气，是通过呼吸系统进入体内，与血液红细胞中的血红蛋白结合成氧合血红蛋白，再输送到人体各部分组织细胞中去。因此，血液血红蛋白是准确检测血氧饱和度的关键。另一方面，血红蛋白中含有的氧气水平，会影响血液对红光和红外光线的吸收。具体而言，氧气饱和的血红蛋白会吸收更多的红外光，没有氧气的血红蛋白会吸收更多的红光。

2、相关概念：

① 血氧，是指血液中的氧气，人体正常血氧饱和度为95%以上。血液中含氧量越高，人的新陈代谢就越好。当然血氧含量高并不是一个好的现象，人体内的血氧都是有一定的饱和度，过低会造成机体供氧不足，过高会导致体内细胞老化。

② 氧含量的概念

人是靠氧气生存的，氧气从肺部吸入后氧就经毛细血管进入到血液中，由血液传送给身体各部位器官或细胞使用。血液中含氧量越高，人的新陈代谢就越好。

当然血氧含量高并不是一个好的现象，人体内的血氧都是有一定的饱和度，过低会造成机体供氧不足，过高会导致体内细胞老化。

O2和CO2都以两种形式存在于血液：物理溶解的和化学结合。气体与血红蛋白以配合物形式存在，如果氧气浓度大，血红蛋白就与氧气配合，如果二氧化碳浓度大，血红蛋白就与二氧化碳配合，在体内动脉血液中，氧气浓度大，在体内静脉血液中，二氧化碳浓度大。

通常，智能穿戴设备比如智能手环或手表，是采用光电传感器，基于动脉血液对光的吸收量随动脉搏动而变化的原理进行光学测量。运动手表内安装有两个发光管，分别发出红光和红外光，并安装光电检测器，将检测到的透过动脉血管的红光和红外光转换成电信号，得出一组数据。根据这些数据，利用后台算法，运动手表就能够计算用户血氧饱和度的估计值。

腕式心率准确度（Elevate光学心率）

Garmin穿戴设备的腕式光学心率监测器可以在任何给定的时间节点上及时地提供关于用户心率的准确评估。该光学心率监测器为7x24小时全天候监测用户心率而设计，其捕捉心率数据的频率视情况变化与用户运动强度而定。当您使用Garmin光学心率设备开启一项活动的时候，光学心率监测器将以很高的频率捕捉心率数据，如同在一个给定的活动期间连续不断地进行心率数据测量。该项发明旨在在给定的活动中，向用户提供监测频率更高也更为准确的心率数据。虽然我们的腕式光学心率监测技术在多数情况下表现良好，但是由于该技术领域中一些固有的限制，可能会在特定情况下导致我们心率数据读取方面的不准确。这些情况包括：用户的生理特征、用户的装备的合身度、所进行活动的形式与强度。该监测器所监测到的心率数据不得用于医疗用途，也不得用于诊断、处理、治疗或预防任何疾病与症状。

血氧浓度准确度（血氧传感器）

非医疗设备，所提供的数据仅供参考，不得用于医疗用途，也不得用于诊断、处理、治疗或预防任何疾病与症状，建议您在开始任何定期的运动计划前先咨询医生。‍

由此也可以看出，计算的结果并不是一个绝对准确的数值，而是一个估计值。那么这个数值会否失去其指导意义？

根据医学上的定义，正常情况下人体动脉血的氧饱和度约为95%-100%，静脉血的氧饱和度约为75%。一般动脉血氧低于94%即为供氧不足，低于90%即可定义为低氧血症。

正因为血氧饱和度是根据区间数值来评估，所以用运动手表等穿戴设备检测出的血氧饱和度仍能帮助人们有效判断身体状况。‍

4、Make a sample

举例来说：当在海拔3000米以上进行登山运动时，

• 心率不超过100的情况下，血氧饱和度大于90%属于正常；

• 在80%-90%之间属于轻度缺氧，应减少活动、适当休息；

• 在70%-80%之间属于中度缺氧，应适量吸氧，服用抗缺氧药物；小于70%则属于重度缺氧，应停止一切活动，及时就医。‍

血氧饱和度测定的局限性：

仪器是为测定氧合和脱氧血红蛋白设计，但没有设计存在病态血红蛋白(如碳氧血红蛋白和高铁血红蛋白)时的误差校正。碳氧血红蛋白可与氧合血红蛋白一样吸收红光，饱和度显示水平比实际水平高得多。在这些情况下，就要依靠动脉血气分析。

• 病人躁动时的异常运动会干扰SpO2的测量。

• 当病人的末梢循环严重不畅时，如休克病人、受测部位冷冻过度，将会导致被测部位动脉血流减少，使测量不准或无法测量。

• 当外界有强光照射到血氧探头上时，可能会使光电接收器件的工作偏离正常范围，导致测量的不准确，因此血氧探头应尽量避免强光照射。

• 指甲涂指甲油或同侧手臂测量血压时都会导致血氧饱和度测量困难。‍

血氧饱和度的正确使用：

① 将传感器帖附到病人身体的适当位置上，如有可能，放在与心脏同样高度的位置上。不要将传感器放在有动脉导管或静脉注射管以及有NIBP袖带的肢体上。

② 确认光发射管与光检出器的位置是正好互相对着的，所有发射的光线均穿过病人的组织。

③ 设定正确的成人／儿童与新生儿状态。

④ 不要在高湿度的环境下检测，例如新生儿暖箱。

⑤ 不要在超过37℃的环境温度下帖附传感器，避免造成严重烧伤。

⑥ 应该在非强光下使用。在强光(手术灯、胆红素灯、阳光)监测时，用遮挡物盖住探头。

⑦ 每(2-3)小时变换一次测量部位，以免因长时间佩带在固定手指使血液循环受阻而影响测量精度。

⑧ 保护传感器及电缆不被尖锐物体损坏。

⑨ 血红蛋白影响SP02测量的准确性。如高铁血红蛋白Hbmer浓度偏高。将使SP02读数下降，极值趋向85%；如HbCO浓度偏高。将使SP02读数上升。极值趋向100%。

传感器不稳定、低灌注量、胆红素、静脉搏动及静脉堵塞、外界光的干扰、血管染色、电刀、局部血氧不足、传感器位置不正、贫血、血氧饱和度较低、测量位置处温度等因素对测量精度均有影响。‍

备注：以上是医学上血氧监测仪器的使用方法和原理，仅作为参考指标！

5、个人建议‍

目前，市面上具有血氧检测功能的穿戴设备已经比较丰富，Garmin、华为、小米、颂拓等智能穿戴设备厂商都推出了多款产品。明白了智能穿戴设备血氧饱和度检测原理后，大家可根据自身实际判断有无购买需要。

• 你不管跑多快，这是竞技能力问题，不在于你的手表有多先进，功能有多么完善；

• 血氧指标只是一个数据，并不能给你提供成绩提升的帮助。想要跑的快，还是要靠自己的努力和汗水，当然天赋型选手的成绩会比一般人提高的快，我们大众跑者的初心是什么？健康？成绩？名次？

• 关于跑步手表和装备的建议，尽量选择经济实用型。跑步最需要关注的是：速度、距离、时间、步幅、步频、心率这几个指标，核心指标是速度、距离、时间。其他的都是意义不大。

• 步幅和步频的是衡量跑步经济性的指标，一般的手机软件就可以满足。

• 相比血氧指标和最大摄氧量，垂直振幅、左右落地平衡等数据，还没有带个音乐功能（存储）功能实在。

其实在上个世纪90年代，运动生理学界就对用统计学或者数学指标（函数等）来监测和评价运动负荷和表现，但是效果不佳。所以引进了心理学的相关概念，RPE等级量表，人体的主观感觉往往是最可靠的。生理学界有三大“伪学科”——假说，氧债、氧亏、无氧阈，相关概念等有时间了细说！