【正文】 血管中所包含的血液質(zhì)量為 Ac dt? 。脈搏波波陣面到達(dá)之前，血液未受脈搏波的擾動，其壓力為 P，血管橫截面積為 A 、血流速度 0u? ；波陣面到達(dá)之后，血液受到脈搏波的擾動，壓力變?yōu)?P dP? ，血管橫截面積變?yōu)?AdA? ，血流速度為 du 。外周阻力高，下降支前段的下降速率慢、切跡的位置則較高，降中波以后的降支后段坡度較陡；反之，則下降支前段的下降速度快、切跡位置較低，切跡 以后的降支坡度小，較為平坦。返流的血液使主動脈瓣迅速關(guān)閉，同時使主動脈的根部容積增大，并且受到閉合的主動脈瓣的阻擋，形成一個折返波，稱為降中波。隨著心室舒張，動脈血壓繼續(xù)下降，形 成下降支的后段。阻力大、心輸出量小、射血速度慢，則斜率小、幅度低；反之則斜率大、幅度高。 上升支：在心室快速射血期，動脈血壓迅速上升，血管壁擴(kuò)張，構(gòu)成了脈搏曲線的上升支。 圖 11 是一個典型的壓力脈搏波波形。 脈搏波呈現(xiàn)出的形態(tài)、強(qiáng)度、速率和節(jié)律等信息在很大程度上反映出人體心血管系統(tǒng)中許多生理病理的血流特征。這些波動在動脈系統(tǒng)擴(kuò)散的過程，稱為動脈脈搏波的傳播。這種動脈管壁的振動稱為動脈脈搏。本設(shè)計(jì)可以實(shí)時、準(zhǔn)確的采集和放大人體的脈搏波信號，繼而可作為無創(chuàng)方式測量血壓和血氧濃度的信號采集電路。無創(chuàng)測量是基于光譜測量原理，利用光源照射被測部位，根據(jù)在接收端接收到的光信號來計(jì)算人體的血氧飽和度。 目前，在臨床醫(yī)學(xué)上，對血氧飽和度的測量包括有創(chuàng)測量和無創(chuàng)測量兩種方法。人體的外圍血液循環(huán)狀況包括動脈脈搏波和靜脈回流容積波，它們都反映了人體狀態(tài)的重要信息，對它們的檢測可以協(xié)助診斷某些疾病，如 動脈硬化、高血壓、腸管炎和末梢循環(huán)障礙等，同時也有助于觀察血液動力狀態(tài)的改變。因此血壓測量在家庭保健和臨床診斷中具有重要意義。在我國高血壓患者占總?cè)丝诘?13%以上，而且呈逐年上升趨勢，在發(fā)達(dá)國家這個數(shù)字還要高 [2]。動脈血壓包括收縮壓 (Systolic Blood Pressure,SBP)和舒張壓 (Diastolic Blood Pressure,DBP)，一個心動周期過程中動脈血壓 的 時 域 平 均 值 稱 為 平 均 動 脈 壓 (Mean Arterial Blood Pressure,MBP)。它是反映人 體循環(huán)系統(tǒng)機(jī)能的重要生理參數(shù)，心臟的泵血功能、心律、周圍血管的阻力、大動脈的彈性、全身的血容量以及血液的物理狀態(tài)等因素都反映在血壓指標(biāo)中。由于 人體的生物信號 處 于強(qiáng)噪聲背景下 , 脈搏波 作為一種 低頻微弱的非電生理信號 ， 必需經(jīng)過放大和后級濾波 處理，才能 滿足 進(jìn)行 采集 和觀察 的 要求 。 脈搏波所呈現(xiàn)出的綜合信息 ，如 形態(tài) （ 波形 ）、 強(qiáng)度 （ 波幅 ）、 速率 （ 波速 ） 和節(jié)律 （ 周期 ） 等 ， 在很大程度上 反映了 人體心血管系統(tǒng)中 的 生理 和 病理的血流特 性，其 醫(yī)學(xué)價值 重大。燕山大學(xué)里仁學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 1 摘 要 作為反映 人體 健康狀況的 重要 生理信息 ， 脈搏波 在 臨床診斷和 疾病 治療 中 ,受到廣泛 重視 。目前， 摸脈 方法仍然是醫(yī)生 診斷疾病 所采用 的一種普遍技術(shù) 手段 。無創(chuàng)血氧濃度和無袖帶血壓測量技術(shù)就是在脈搏波的波形分析基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。 本文在廣泛查閱國內(nèi)外有關(guān)光電容積脈搏波掃描法的研究和應(yīng)用情況的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并制作完成了基于光電容積脈搏波掃描法的透射式光電脈搏波傳感放大器電路，并對其在使用中的問題及應(yīng)用前景進(jìn)行了深入探討 關(guān)鍵詞：脈搏波 光電容積脈搏波掃描法 放大器 濾波器 傳感器 燕山大學(xué)里仁學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 2 目 錄 摘 要 .................................................. 1 緒 論 .............................................. 3 第一章 . 動脈脈搏波的相關(guān)理論 ............................. 4 動脈脈搏波的產(chǎn)生及波形特點(diǎn) .................................... 4 脈搏波的傳播速度 ............................................... 5 脈搏波的研究意義 ............................................... 8 第二章 .血壓測量技術(shù)的研究方法 ............................. 9 無創(chuàng)血壓測量方法綜述 ...................................... 9 柯氏音聽診法 ............................................... 9 示波法 .................................................... 10 扁平張力法 ................................................ 11 超聲波法 .................................................. 11 弱信號測量相關(guān)知識 ....................................... 12 電氣設(shè)備干擾 .............................................. 12 常規(guī)小信號檢測方法 ........................................ 13 第三章．系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) ................................... 14 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與框圖 ....................................... 14 PPG 傳感器設(shè)計(jì) ............................................ 15 光源的驅(qū)動電路 ............................................ 15 光電接收及前置放大 ........................................ 17 二階低通濾波電路 ......................................... 18 二階高通濾波電路 ......................................... 22 二級放大及電平提升電路 ................................... 25 第四章 . 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果測試 ................................. 26 采集電路測試 .............................................. 26 初級放大和濾波電路功能測試 ................................ 27 系統(tǒng)總體測試 .............................................. 28 結(jié) 論 ................................................. 29 參考文獻(xiàn) ................................................ 30 燕山大學(xué)里仁學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 3 緒 論 血壓是血液在血管內(nèi)流動時對單位面積血管壁產(chǎn)生的側(cè)壓力，其值通常用 mmHg 來表示（ 1mmHg = ）。血壓分為動脈血壓與靜脈血壓，在臨床醫(yī)學(xué)上所說的血壓指的是動脈血壓。中國高血壓防治指南 2020 年修訂版中 指出當(dāng)收縮壓大于 140mmHg 且舒張壓大于 90mmHg 時為高血壓。 臨床上還需要對危重病人和手術(shù)中的病人實(shí)行血壓的連續(xù)監(jiān)護(hù)，以防止病人出現(xiàn)意外，便于醫(yī)護(hù)人員及時采取措施。 另外，在臨床醫(yī)學(xué)中，對人體血氧飽和度和外圍血液循環(huán)狀