论文部分内容阅读
氧是保持人体正常代谢的重要物质，而血氧饱和度（SpO2）则是反映人体血液中的氧含量是否在正常、合理范围内的一个关键参数。采用透射式的血氧仪监测血氧饱和度是目前比较常用的测量方法，在家庭及临床医疗保健等场合中有较为广泛的应用，但很多情况下却无法进行透射式测量（如肌血氧、脑血氧、胎儿血氧等），这时就需要反射式的测量方法。如何用非侵入式、经济的测量方法获得比较精确、可靠的人体SpO2是目前临床医疗监测领域研究的热点。目前，应用以Lambert-Beer定律为基础的近红外光谱测量法可对人体血氧饱和度进行实时、连续的监测，具有良好的临床应用价值与前景，已经有许多的厂商推出了相关的产品。因此，本文依据Lambert-Beer定律及光散射的基本理论，阐述了反射式血氧饱和度的计算公式，在该原理的基础上设计了一种低功耗、便携式、24小时连续监测的非侵入反射式血氧饱和度检测装置。
本文首先介绍了系统的硬件设计思路，并详细阐述了各个模块的功能及特点。然后论文主要阐述了系统的软件设计和PPG信号处理方法。在软件设计方面，分别介绍了单片机和PC上的软件设计流程。在PPG信号处理方面，重点分析了本文所采用的4种方法，即:基于小波变换的自适应滤波法、三次样条插值法、形态学滤波法、基于加速度信号的自适应滤波法，并对4种方法的处理效果加以对比，说明了各种方法的优缺点，分析了每种方法的适用场合。在本文设计中采用了TI公司的超低功耗的单片机MSP430F1611，并以此为核心设计了硬件电路及下位机软件系统，上位机采用NI公司的LabVIEW软件编写。最终研制出实验样机一套，并利用此实验样机对反射式血氧饱和度检测方法做了比较深入的研究。本文对于便携式、低功耗设备的研发以及反射式血氧饱和度检测仪器的设计具有一定参考价值。