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采用双波长光源的血氧光电检测

单佳雨  
【摘要】:血氧仪日趋走向普通家庭,为人们的生活带来便捷。然而,不同环境下的噪声干扰,测试者的活动等,无不影响着血氧仪的精度。如何提高其精度,抑制干扰,获得更准确可靠的信号,依然是值得探索的课题。本文介绍了一套自制的脉搏血氧测量系统,完成了血氧检测的硬件电路设计和软件处理系统,大大降低外界噪声的干扰,提高了信号的精度。通过对人体组织的光学特性研究,结合Lambert-Beer定律及其修正公式,分析脉搏波波形与脱氧血红蛋白、氧合血红蛋白的关系,推导得出血氧饱和度计算公式。根据人体组织在近红外段对光的吸收特性,选择波长780nm和830nm作为检测光波长,采用单色性较好的半导体激光器作为光源。对系统进行设计和优化改进,提出利用正弦波驱动、相干解调处理获得脉搏波信号,利用微机处理脉搏波信号的方案。电路部分,改善了电路的稳定性,提高了采集过程的精度,对于电路中杂频信号的影响,采用二阶滤波和高阶滤波电路对信号进行多次滤波。讨论了脉搏波信号中常用的信号去噪处理方法,利用信号与噪声在小波域的不同表现形式,采用基于小波变换去噪和FFT变换处理的方法对信号进行处理计算,有效消除各个频段内噪声的干扰,得到血氧饱和度值。对多人进行了血氧饱和度测量,与市面上仪器进行对比,误差较小,验证了系统的正确性和有效性。


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