labview血氧飽和度論文(編輯修改稿)
2024-09-24 18:03 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 胸部等 )需要使用反射式傳感器進(jìn)行血氧飽和度檢測(cè)，而且國(guó)內(nèi)在反射式血氧測(cè)量的研究水平上還處在探索的階段，如何用無(wú)創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)的方法獲得準(zhǔn)確、可靠的血氧飽和度值仍是生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域不斷探索的課題。 因此，我們小組設(shè)計(jì)了一套基于 LabVIEW的脈搏波信息的分析和血氧飽和度測(cè)量系統(tǒng)，為臨床分析應(yīng)用和工程測(cè)試提供了一個(gè)較好的平臺(tái)。由于時(shí)間有限，我們小組對(duì)血氧飽 和度測(cè)量系統(tǒng)部分進(jìn)行了電路的實(shí)現(xiàn)，其中包括模擬采集到、到的血氧信號(hào)，信號(hào)的計(jì)算部分，信號(hào)濾波過(guò)程。 設(shè)計(jì)了一種基于 LabVIEW 的數(shù)字鎖相放大器 . 它采用數(shù)字乘法器和數(shù)字濾波器取代模擬器件 ,并在動(dòng)態(tài)范圍、線性失真、噪聲抑制方面的性能遠(yuǎn)優(yōu)越于模擬器件 ,尤其是零點(diǎn)漂移這一重要特性 . 數(shù)字鎖相放大器借助虛擬儀器 LabVIEW 的優(yōu)勢(shì) ,極大地提高了脈搏波檢測(cè)的抗干擾能力和測(cè)量精度 .此外 ,虛擬儀器是以軟件為核心的結(jié)構(gòu)體系 ,具有極強(qiáng)的靈活性 . 由于大多數(shù)生理信號(hào)頻率較低 ,對(duì)采集系統(tǒng)沒(méi)有特殊的要求 ,完全可以借助虛擬儀器 實(shí)現(xiàn)一臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)脈搏波、呼吸波、心電圖、血壓、血氧等生理參數(shù)的采集、存儲(chǔ)、處理和分析等功能 . 因此 ,設(shè)計(jì)基于虛擬儀器的脈搏血氧檢測(cè)系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值 . 共 頁(yè) 第 頁(yè) 2 第二章測(cè)量原理 血氧飽和度用以表示血液中氧的濃度，它是被氧結(jié)合的氧合血紅蛋白(HbO2。 )的容量占全部血紅蛋白 (Hb)的容量的百分比，即： () 目前透射式脈搏血氧飽和度儀的測(cè)量方法主要是紅外光譜光電法一雙波長(zhǎng)測(cè)量法， Sp02是根據(jù) 血紅蛋白 (Hb)具有光吸收的特性 (如圖 21所示 )設(shè)計(jì)而成。從氧合與還原血紅蛋白 Hb02與 HbR對(duì)紅光和紅外光的吸光系數(shù)曲線的分析可以看出： Hb02與 HbR對(duì)兩個(gè)波長(zhǎng)的光吸收特性不一樣， Hb02與 HbR的分子可吸收不同波長(zhǎng)的光線： Hb02吸收紅光，波長(zhǎng)為 600nm～ 700nm，而 HbR吸收近紅外光，波長(zhǎng)為 800nm～ 1000nm，在 805nm左右為等吸收點(diǎn)。根據(jù)分光光度計(jì)比色原理，一定量的光線傳到分光光度計(jì)探頭，光源和探頭之間隨著動(dòng)脈搏動(dòng)性組織而吸收不同的光量 (無(wú)搏動(dòng)的皮膚和骨骼則無(wú)吸收光量的作用 )。搏動(dòng)性 組織吸收的光量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，傳入血氧飽和度儀，通過(guò)模擬計(jì)算機(jī)以及數(shù)字微處理機(jī)，將光強(qiáng)度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為搏動(dòng)性的 Sp02百分比值。為此，采用紅光、近紅外光作為探測(cè)源，當(dāng)近紅外光波長(zhǎng) ^=805nm時(shí)， El=E2=E，那么式 (28)可簡(jiǎn)化為： () 其中 A、 B為常數(shù)。當(dāng)動(dòng)脈血管搏動(dòng)時(shí)，透射的紅光及紅外光的光強(qiáng)由最大值， 減少到 由此而引起紅光和紅外光吸光度的變化量分別為： （ ) () 共 頁(yè) 第 頁(yè) 3 將式 ()、 ()代入式 ()，并考慮 和遠(yuǎn)小于 1，故將分子和分母中的對(duì)數(shù)項(xiàng)按級(jí)數(shù)展開(kāi)后，取級(jí)數(shù)的第一項(xiàng)近似可得： （ ） 由此可以看出，只要測(cè)定兩路透射光最大光強(qiáng) 。及由于脈搏搏動(dòng)而引起的透射光強(qiáng)最大變 量 ， 代入上式就可以算出動(dòng)脈血液的血氧飽和度，其中 A、 B是通過(guò)定標(biāo)來(lái)確定的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。 圖 21還原血紅蛋白和氧合血紅蛋白在紅光和紅外光譜區(qū)的吸收系數(shù)曲線 共 頁(yè) 第 頁(yè) 4 第三章測(cè)量部位 當(dāng)用單色光垂 直照射透過(guò)人體手指末端時(shí)，若在另一端用光電管接收(光電管輸出的電流與光強(qiáng)成正比 )，則發(fā)現(xiàn)光的強(qiáng)度明顯減弱，用濾波器濾波后的電流可分為兩部分：一部分為直流量 (Dc)，一部分為交流量 (Ac)．進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)交流成分的波峰與波谷對(duì)應(yīng)的是心血管系統(tǒng)的收縮與舒張，因此它對(duì)應(yīng)的是動(dòng)脈血液中脈動(dòng)的部分 (如圖
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