无创血氧饱和度检测模块的研制

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血氧饱和度的准确测量对于病人呼吸功能监测非常重要。基于这种原因,本文设计了一款血氧饱和度检测模块,该模块能对人体血氧饱和度进行连续测量。   当前血氧饱和度检测方法主要分为电化学法和光学法。电化学法测量要先进行人体采血,再利用血气分析仪进行电化学分析,得出血氧饱和度值。光学法测量的基础是生物组织中各成分对于光的吸收和散射有着不同的特征,所以根据朗伯-比尔定律,可以通过光在人体中的吸收量来计算血氧饱和度值。考虑到所设计的血糖测量是无创的,所以采用了光学法测量血氧饱和度。   本文首先详细分析了血氧饱和度的生理意义,并介绍了现有的血氧饱和度测量的方法和发展近况。同时对血氧饱和度测试理论进行了分析和改进。其次按照改进的血氧饱和度测试理论开展了系统设计。在硬件方面,采用了先进的数字信号处理芯片DSP2812作为开发工具。设计了探头电路、电流-电压转换电路、信号分离电路、信号调理电路;在软件方面,首先对脉搏血氧波信号进行数字滤波处理,然后从脉搏血氧波形的特征出发,提出了差分动态阈值法进行特征点的提取。并采用傅里叶变换,从频域的角度引出了特征点提取的新方法。最后,讨论了血氧饱和度的标定问题,并使用FLUKE公司生产的血氧模拟仪对设计的血氧饱和度测量模块进行了标定。结果表明所设计的血氧检测模块与生化分析仪器检测的结果相对比,精度为2%,满足了血氧检测模块所要求的精度。
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