人体动脉血氧饱和度无创检测电路设计.pdfVIP

一种人体无创动脉血氧饱和度检测电路设计* 王永青 张志鹏 王洪瑞 刘秀玲 （河北大学电子信息工程学院，河北保定市 071002 ） 摘要：根据动脉血液的光吸收量随脉搏波动变化的规律设计出一种人体无创脉搏血氧饱和度测试仪电路。利用 DSP 时序信 号控制光源驱动电路和信号分离电路，实现信号同步发送和分离接收；采用压控电压源二阶低通滤波器消除杂散光的高频干 扰；使用信号分离电路、高通滤波电路和次级低通滤波电路，分别提取出血氧直流信号和交流信号，并对其分别使用反相电 路和交流信号放大电路，有助于 AD 采集，提高测试精确度。利用移动平均法对采集到的血氧交流信号进行消噪处理，提高 了测试数据的准确度。 关键词：动脉血氧饱和度; 无创; 检测; 血氧复合信号; 移动平均算法 1、引言 CHbO 2 （1） S 100×% C C + HbO Hb 动脉血氧饱和度是判断人体循环和呼吸系统是否 2 出现障碍或者周围环境是否缺氧的重要指标[1] 。由于 当以一个特定波长光照射测试部位时，按照 Lambert-Beer定律，且血液对光的吸收程度主要与血 心脏呈周期性收缩和舒张，使得血液脉动的流过肺部， 红蛋白含量有关[3] 。通过测试部位后的光强为： 血液中一定含量的还原血红蛋白（Hb ）与肺泡中的氧 −Cε L −CεHbO L HbO −Cε L 气结合成为氧合血红蛋白（HbO2 ），然后这些氧被运 0 0 2 2 Hb Hb (2) I I e e • •e DC 0 载到全身的毛细血管，并且把氧释放出来，供给细胞 其中，I 为入射光强， ε、C 和L 分别为非脉动 组织的代谢。目前，血氧饱和度的测量方法可分为有 0 0 0 成份的人体组织和静脉血的总吸光系数、光吸收物质 创测量和无创测量。由于有创测量检测结果缺乏时效 浓度和光路径长度； ε 、C 分别为动脉血液中 性，易对病患造成痛苦，且操作方法较为繁琐。因此 HbO2 HbO2