微重力条件下的血氧饱和度测量方法研究

微重力环境给人体的生理系统带来很大的影响，因此在载人航天飞行和深空探测任务中应配置必要的医疗设备，血氧饱和度测量仪是其中重要的一种。该设备的基本工作原理是：当两束不同波长的光垂直照射人体（手指或耳垂）时，依据朗伯-比尔定律推导出血氧饱和度值是上述两个透射光强度的变化值之比值的函数。在此基础上，根据人体的氧合血红蛋白和还原血红蛋白对不同波长的红光和红外光的吸光系数不同，我们确定在工程上使用波长650nm的红光和波长805nm红外光，以得到最佳的检测灵敏度和线性度。. 然而，以往的研究表明，在微重力条件下，血红蛋白会发生结构上的改变。这一改变将带来吸光系数的变化，进而带来血氧饱和度测量值的误差。以往载人航天所使用的血氧饱和度测量仪均忽略了这一因素的影响。本项目的研究目的就是对结构改变后的血红蛋白的吸光特性做定量的分析研究，提出微重力条件下的血氧饱和度测量的新方法。

研究背景：.无创血氧测量仪是深空探测活动中必备的检测设备。其工作原理是，当光线照射人体时，根据透射光强度的变化值，由朗伯-比尔定律推导出血氧饱和度值。然而，研究表明，在微重力条件下，血红蛋白会发生结构上的改变。人们推测这一改变将带来吸光系数的变化，进而导致无创血氧测量值的误差。但以往的研究没有对这一推测加以验证。本课题的目的就是通过实验验证这一推测，并探索新的测量算法。.主要研究内容：.研究微重力对动物血氧饱和度测量结果的影响，主要包括研究造模方法、确定实验方案、采集无创和有创血氧值，并对数据进行对比分析。根据实验数据，探索微重力下无创血氧测量的新算法。.重要结果：.1、微重力环境不会引起有创血氧饱和度值的变化；2、微重力环境会引起无创血氧饱和度值的下降；3、微重力环境会造成无创血氧饱和度测量仪的测量误差增大。.关键数据：.饲养14天对照组和尾吊组大鼠的有创血氧饱和度t检验结果为t=0.053,p=0.958>0.05，在α=0.05的检验水准下，差异无统计学意义，不能认为两组测定结果不同。.饲养14天对照组和尾吊组大鼠的无创血氧饱和度t检验结果t=2.286,==0.035<0.05, 在α=0.05的检验水准下，差异有统计学意义，可认为两组测定结果不同。.饲养14天尾吊组有创和无创血氧饱和度的配对t检验结果t=2.725,p=0.023<0.05, 在α=0.05的检验水准下，差异有统计学意义，可认为两种方法的测定结果不同。.饲养28天对照组和尾吊组大鼠的有创血氧饱和度t检验结果为t=-0.238,p=0.818>0.05，在α=0.05的检验水准下，差异无统计学意义，不能认为对两组测定结果不同。.饲养28天对照组和尾吊组大鼠的无创血氧饱和度t检验结果t=2.2,==0.042<0.05, 在α=0.05的检验水准下，差异有统计学意义，可认为两组测定结果不同。.饲养28天尾吊组有创和无创血氧饱和度的配对t检验结果t=4.26,p=0.003<0.05, 在α=0.05的检验水准下，差异有统计学意义，可认为两种方法的测定结果不同。.吊尾组无创血氧饱和度方差分析结果F=3.887，p=0.033<0.05, 在α=0.05的检验水准下，差异有统计学意义，可认为三种造模时间的无创血氧饱和度测定结果不同。.科学意义：.为深空探测活动中的血氧饱和度测量提供依据。