在人體測試中,要能準確測試待測物在 70% 血氧濃度(SpO2)的性能,不論是實務與倫理上都具有挑戰性。能達到此血氧值的受試者試驗,通常需要在具備專業設備的臨床環境中進行,並需嚴格的醫療監控與受試者篩選。即使如此,要長時間維持穩定且可重現的 70% 血氧值,用於系統性的設備評估,仍然相當困難。
因此,可控的 PPG 光學訊號模擬做為更實際且具重現性的測試方法,可有效用於驗證設備在低血氧狀態下的性能表現。


使用功能測試儀測試 70% 血氧濃度的方法與步驟

1. 將待測血氧儀的 LED 與光電二極體(PD),分別對準功能測試儀的 PD 與 LED。此設置可讓功能測試儀和待測血氧儀的 LED 同步發光,模擬皮膚反射光的光學行為。

2. 設定功能測試儀紅光與紅外光 PPG 訊號的心率值,並先在固定心率條件下進行血氧量測。

3. 調整紅光與紅外光的 AC 與 DC 參數(Rac、Rdc、IRac、IRdc),由此可計算出對應紅光與紅外光的灌注指數 PI(R) 與 PI(IR)(定義為 AC/DC × 100%)。
同時可計算 R 值:R = PI(R)/PI(IR) = (Rac/Rdc)/(IRac/IRdc)。

4. 假設已建立一個參考 R 曲線:SpO2 = 100 – 30R(R 曲線需透過另一個測試流程建立,且專屬於相同型號的血氧儀)。
若要測試 SpO2 = 70%,則需設定 R = 1。為達成 R = 1,可設定:Rac = IRac,且Rdc = IRdc

5. 功能測試儀設定範例:
心率:70BPM
Rac = IRac = 10mV
Rdc = IRdc = 300mV

啟動功能測試儀的紅光與紅外光 LED 後,待測血氧儀將接收對應的光學訊號。若待測血氧儀在此條件下顯示 SpO2 = 70%,則表示其在此可控的測試設定下,具備正確量測 70% 血氧濃度的能力。


SpO2 = 70% 僅為單一測試點。透過調整功能測試儀的各項參數,可系統性模擬完整的 SpO範圍,用於驗證設備的準確度、量測範圍與穩定度。
由於可單獨控制紅光與紅外光的 AC、DC 參數,各測試條件皆可穩定重現。相較之下,人體測試會受到生理差異影響,難以達成一致且可重複的測試。

同樣地,透過調整 AC 訊號的頻率,可模擬不同心率條件,用於測試心率性能,並可進一步評估,於可控的實驗室環境中,心率變化對 SpO量測穩定度的影響。

 

參考產品

 

輸出 ECG 心電類比訊號,並可疊加多種起搏、直流偏移和雜訊模擬訊號,有效模擬真實使用情境。搭配 PPG 模組時,可同時輸出 ECG 和 PPG 訊號,進行 PWTT 或 PWV 功能測試,驗證待測物非侵入式血壓量測演算法的精確度。

 

  • PPG 模組

包含 PPG-2TF-660 2.0 穿透式血氧性能測試模組PPG-2R-880/PPG-2R-940 反射式血氧性能測試模組,除了 PPG 心率測試,亦可調整紅光和紅外光的 AC、DC、PI 值模擬 PPG 訊號,測試 SpO2 血氧飽和度功能的精確度;以及 PPG-1R-525 反射式綠光心率性能測試模組,可輸出綠光類比訊號模擬 PPG 訊號。