無創(chuàng)血氧飽和度綜合儀系統(tǒng)設計.pdf

1、氧是人體組織細胞中進行新陳代謝所需要的必須的一種元素，在人體中的主要載體是血紅蛋白。血紅蛋白主要分為氧合血紅蛋白(Hb02)和還原血紅蛋白(Hb)兩種，前后兩者的百分比就是血氧飽和度，是血液攜氧能力的重要指標，是臨床護理中一個不可或缺的實時生命信息基數(shù)。人體內(nèi)如果缺氧，會導致軀干的損壞，甚至腦損傷、死亡。這對于護理過程中實時采集血氧飽和度系數(shù)是非常有必要的。
　　血氧飽和度綜合儀是一種可以實時持續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對病人進行無創(chuàng)傷害測量、

2、更為方便地檢測人體動脈中血氧飽和度和脈搏率的儀器。但目前該系統(tǒng)的設計在信號處理方面仍然存在不小的缺陷，從而它的測量的數(shù)據(jù)精度、重復性、系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面仍有許多可以發(fā)展和完善的地方。
　　為滿足血氧儀系統(tǒng)對血氧參量要求精確度高、抗干擾能力強和功耗低的設計要求，本論文采用超低功耗的NXP公司的LPC1678作為主控芯片，依此設計成了一個無創(chuàng)血氧飽和度檢測儀。初級信號的放大采用了可控增益放大電路，可以根據(jù)實時采集的血氧信號進行幅度比較，

3、以便主控反饋調(diào)節(jié)驅動探頭信號的幅度。系統(tǒng)的信號放大設計部分采用了差分運放放大電路，以提高信號的信噪比，并增大信號的共模抑制比。為抑制測量環(huán)境光的干擾，還設計了一組交直流分離電路，從硬件上有效分隔紅光和紅外光時序電信號，從而達到消除環(huán)境光干擾，提高了系統(tǒng)的工作能力。系統(tǒng)采用了壓控二階電壓源低通濾波電路完成紅光和紅外光的直流分量提取。并且采用了工頻陷波電路濾除工頻電源中的50Hz干擾，取得了良好的效果。信號后端采用微分閾值和基于中值濾波的過

4、采樣算法在系統(tǒng)底層對脈搏波進行預處理，以提取更精確的數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)的信號實用性大大提高。為傳輸方便實時血氧數(shù)據(jù)根據(jù)BCI協(xié)議下打包，用以太網(wǎng)的形式發(fā)送出去。在遠程PC機上可用方便的人機交互軟件便實現(xiàn)實時顯示脈搏波的波形，并根據(jù)推出的公式算出該系統(tǒng)的R值，從而可以算得不同人不同的血氧飽和度值和脈率值。
　　本設計在最后測量了五個不同學生的血氧值和脈率值，經(jīng)比對該系統(tǒng)在性能和數(shù)據(jù)準確率方面上完全達到了醫(yī)療上的要求。整體設計方案的電路設計