三波长血氧饱和测量仪的研制.pdf

三波长血氧饱和度测量仪的研制 中文摘要 氧是维持人体生命活动的关键物质，血氧饱和度是反映机体供氧是否正常 的一个重要指标。常用的双波长脉搏式血氧计(660nm 、940nm)在各种生理条 件下，在测量高血氧饱和度时精确度较高，而在测量低血氧时,精确度不够高。 为了更精确测量血氧较低的胎儿、婴幼儿、和重症危弱病人的血氧饱和度， 本文在深入理解透射式血氧饱和度测定原理—郎伯- 比尔定律极其方法—利用 组织中各成分对应不同波长光的吸收系数差异之后，借鉴了国外研究人员关于 低血氧饱和度脉搏血氧计理想光波长选择的成果，即当由于血液组织的扰动引 起两种波长的光子路径长度变化相等和两种波长的光子平均穿透深度匹配良好 时，可以减少组织中异种成分影响，从而测量精度较高而且稳定。在低血氧状 况下，采用 735nm 和 890nm 两种波长的光源比采用 660nm 和 940nm 两种波长 的光源，表现更优，有更高的测量精度。 研究了可进一步改善低血氧状况下测量精度的基于 51 单片机的三波长脉 搏血氧仪，提出了一种新的算法。 论文工作还包括三波长脉搏血氧仪的软硬件设计及实现。 最后分析了影响测量精度的各种因素，提出了消除各种干扰信号的处理方 法。 关键词：发射光波； 低血氧饱和度；脉搏血氧计；单片机； 算法 I 三波长血氧饱和度测量仪的研制 Abstract Oxygen is the key material to human’s life, and oxygen saturation is one of the important indexes reflecting organic oxgen delivery status. Conventional two-wavelength pulse oximeter is accurate at high oxygen satuation under a variety of physiological conditions, but show worsening accuracy at lower saturation . The principle and technique of the oximeter,the Lamber-Beer Law and the difference in optical absorbencies of the components in tissues related to different light wavelength, employed in transmittance oxymetry are analyzed in order to accurately measure lower saturation of the futus, the infant and the patients in intensive care.The overseas research result about the optimal selection of wavelength for low saturation pulse oximeter are adopted.The stable accuracy of the pulse oximeter occurs when the fractional change in pho