labview血氧飽和度論文(編輯修改稿)
2024-09-24 18:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 胸部等 )需要使用反射式傳感器進(jìn)行血氧飽和度檢測，而且國內(nèi)在反射式血氧測量的研究水平上還處在探索的階段，如何用無創(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量系統(tǒng)，為臨床分析應(yīng)用和工程測試提供了一個(gè)較好的平臺。由于時(shí)間有限，我們小組對血氧飽 和度測量系統(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，信號的計(jì)算部分，信號濾波過程。 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 ,極大地提高了脈搏波檢測的抗干擾能力和測量精度 .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)生理信號頻率較低 ,對采集系統(tǒng)沒有特殊的要求 ,完全可以借助虛擬儀器 實(shí)現(xiàn)一臺計(jì)算機(jī)對脈搏波、呼吸波、心電圖、血壓、血氧等生理參數(shù)的采集、存儲、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系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值 . 共 頁 第 頁 2 第二章測量原理 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量方法主要是紅外光譜光電法一雙波長測量法， 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對兩個(gè)波長的光吸收特性不一樣， Hb02與 HbR的分子可吸收不同波長的光線： Hb02吸收紅光，波長為 600nm～ 700nm，而 HbR吸收近紅外光，波長為 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 (無搏動(dòng)的皮膚和骨骼則無吸收光量的作用 )。搏動(dòng)性 組織吸收的光量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺瑐魅胙躏柡投葍x，通過模擬計(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、近紅外光作為探測源，當(dāng)近紅外光波長 ^=805nm時(shí)， El=E2=E，那么式 (28)可簡化為： () 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 第 頁 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數(shù)項(xiàng)按級數(shù)展開后，取級數(shù)的第一項(xiàng)近似可得： （ ） 由此可以看出，只要測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是通過定標(biāo)來確定的經(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 第 頁 4 第三章測量部位 當(dāng)用單色光垂 直照射透過人體手指末端時(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應(yīng)的是心血管系統(tǒng)的收縮與舒張，因此它對應(yīng)的是動(dòng)脈血液中脈動(dòng)的部分 (如圖
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