labview血氧飽和度論文(編輯修改稿)
2025-07-23 07:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 83。13 第一章摘要 氧是維持人體生命活動的重要物質(zhì)，血氧飽和度是衡量人體血液攜氧能力的重要參數(shù)，通過無創(chuàng)的方法對血氧飽和度進(jìn)行檢測能夠?yàn)獒t(yī)生的臨床行為提供快速、直接、有效的生理參數(shù)。目前透射式血氧儀已經(jīng)成為比較成熟的監(jiān)護(hù)手段，但由于傳感器使用范圍的限制，在大多數(shù)體表部位(如前額、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較好的平臺。由于時間有限，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，信號的計算部分，信號濾波過程。設(shè)計了一種基于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,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)用價值. 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)分光光度計比色原理，一定量的光線傳到分光光度計探頭，光源和探頭之間隨著動脈搏動性組織而吸收不同的光量(無搏動的皮膚和骨骼則無吸收光量的作用)。搏動性組織吸收的光量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，傳入血氧飽和度儀，通過模擬計算機(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，El=E2=E，那么式(28)可簡化為：()其中A、B為常數(shù)。當(dāng)動脈血管搏動時，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： （) () 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)。及由于脈搏搏動而引起的透射光強(qiáng)最大變量， 代入上式就可以算
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