随着3D电影和3D电视逐渐进入人们的生活，部分人群在观看3D视频时出现头晕、目眩、呕吐等不良反应，观看效果表明3D视频会对人体健康产生一定的影响。论文利用近红外光谱技术提出并设计实现了一套能同时实时检测心率、动脉血氧饱和度和脑血氧饱和度的软硬件系统，并将此系统作为3D实验的数据采集仪器，通过分析观看3D电视者的心率、动脉血氧饱和度和脑血氧饱和度的变化规律，为今后建立3D电视在血氧方面的健康评估体系提供参考依据。论文的主要研究内容和创新点：(1)利用朗伯—比尔定理研究透射式动脉血氧饱和度和反射式脑血氧饱和度的检测原理，提出并设计实现了一套完整的基于近红外光谱的血氧和心率的综合采集系统。(2)设计综合采集系统的硬件和软件。硬件主要包括动脉血氧探头、脑血氧探头、信号处理电路、微处理器最小系统、电源电路、接口电路等。软件主要包括嵌入式软件和上位机软件。嵌入式软件用C语言编写，主要实现了对血氧和心率信号的采集和处理。上位机软件用LabVIEW实现，主要实现了血氧和心率在PC机上的实时动态显示，并对采集到的数据进行处理和存储。(3)对综合采集系统进行定标实验和误差分析实验。定标实验表明系统能准确测得血氧饱和度的变化，误差分析实验验证了系统的可靠性和准确性。(4)采用该系统初步研究了被试观看3D电视时血氧和心率的变化。将此检测系统作为实验的数据采集仪器，通过分析采集到的实验数据可知：动脉血氧饱和度和心率在观看前和观看过程中均没有发生明显的变化，脑血氧浓度在观看过程中较观看前发生了较大的波动。并且通过结合3D片源中的具体片段对脑血氧饱和度的影响进行分析，可知志愿者在观看激烈打斗场景时的脑血氧浓度比在观看柔和场景时的脑血氧浓度发生了较大的波动。