【正文】 之后，血液受到脈搏波的擾動(dòng)，壓力變?yōu)?，血管橫截面積變?yōu)?，血流速度?。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(dòng)脈瓣迅速關(guān)閉，同時(shí)使主動(dòng)脈的根部容積增大，并且受到閉合的主動(dòng)脈瓣的阻擋，形成一個(gè)折返波，稱為降中波。隨著心室舒張，動(dòng)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(dòng)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(gè)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(dòng)在動(dòng)脈系統(tǒng)擴(kuò)散的過程，稱為動(dòng)脈脈搏波的傳播。這種動(dòng)脈管壁的振動(dòng)稱為動(dòng)脈脈搏。本設(shè)計(jì)可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的采集和放大人體的脈搏波信號(hào)，繼而可作為無(wú)創(chuàng)方式測(cè)量血壓和血氧濃度的信號(hào)采集電路。無(wú)創(chuàng)測(cè)量是基于光譜測(cè)量原理，利用光源照射被測(cè)部位，根據(jù)在接收端接收到的光信號(hào)來(lái)計(jì)算人體的血氧飽和度。目前，在臨床醫(yī)學(xué)上，對(duì)血氧飽和度的測(cè)量包括有創(chuàng)測(cè)量和無(wú)創(chuàng)測(cè)量?jī)煞N方法。人體的外圍血液循環(huán)狀況包括動(dòng)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(duì)它們的檢測(cè)可以協(xié)助診斷某些疾病，如動(dòng)脈硬化、高血壓、腸管炎和末梢循環(huán)障礙等，同時(shí)也有助于觀察血液動(dòng)力狀態(tài)的改變。因此血壓測(cè)量在家庭保健和臨床診斷中具有重要意義。在我國(guó)高血壓患者占總?cè)丝诘?3%以上，而且呈逐年上升趨勢(shì)，在發(fā)達(dá)國(guó)家這個(gè)數(shù)字還要高[2]。動(dòng)脈血壓包括收縮壓(Systolic Blood Pressure,SBP)和舒張壓(Diastolic Blood Pressure,DBP)，一個(gè)心動(dòng)周期過程中動(dòng)脈血壓的時(shí)域平均值稱為平均動(dòng)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(dòng)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(hào)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(hào)，必需經(jīng)過放大和后級(jí)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(jià)值重大。燕山大學(xué)里仁學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文29 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(wú)創(chuàng)血氧濃度和無(wú)袖帶血壓測(cè)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(guó)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(duì)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 目 錄摘 要 1緒 論 3第一章. 動(dòng)脈脈搏波的相關(guān)理論 4 動(dòng)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 9 無(wú)創(chuàng)血壓測(cè)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(hào)測(cè)量相關(guān)知識(shí) 12 電氣設(shè)備干擾 12 常規(guī)小信號(hào)檢測(cè)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(dòng)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(jí)放大及電平提升電路 25第四章. 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果測(cè)試 26 26 初級(jí)放大和濾波電路功能測(cè)試 27 28結(jié) 論 29參考文獻(xiàn) 30緒 論血壓是血液在血管內(nèi)流動(dòng)時(shí)對(duì)單位面積血管壁產(chǎn)生的側(cè)壓力，其值通常用mmHg來(lái)表示（1mmHg = ）。血壓分為動(dòng)脈血壓與靜脈血壓，在臨床醫(yī)學(xué)上所說(shuō)的血壓指的是動(dòng)脈血壓。中國(guó)高血壓防治指南2005年修訂版中指出當(dāng)收縮壓大于140mmHg且舒張壓大于90mmHg時(shí)為高血壓。臨床上還需要對(duì)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(shí)采取措施。另外，在臨床醫(yī)學(xué)中，對(duì)人體血氧飽和度和外圍血液循環(huán)狀況的檢測(cè)是非常重要的檢測(cè)項(xiàng)目。人體的血氧飽和度狀況更是與人的心肺功能及呼吸、循環(huán)系統(tǒng)有著直接的重要的關(guān)系，對(duì)它的檢測(cè)在手術(shù)麻醉、監(jiān)護(hù)室急救病房、病人運(yùn)動(dòng)和睡眠研究、以及氧療中都有著非常重要的作用。其中有創(chuàng)測(cè)量方法能提供準(zhǔn)確的測(cè)量值，但操作麻煩，不能進(jìn)行連續(xù)的測(cè)量，并且會(huì)對(duì)患者造成痛苦甚至感染。本系統(tǒng)正是基于上述討論，從實(shí)際出發(fā)，以光電容積脈搏波掃描法為參考，設(shè)計(jì)出了無(wú)創(chuàng)透射式脈搏波波形傳感放大器。 第一章. 動(dòng)脈脈搏波的相關(guān)理論 動(dòng)脈脈搏波的產(chǎn)生及波形特點(diǎn)每個(gè)心動(dòng)周期中，心臟間歇性的收縮和舒張引起主動(dòng)脈血液壓力時(shí)高時(shí)低的變化以及主動(dòng)脈管壁時(shí)張時(shí)縮的振動(dòng)。動(dòng)脈脈搏波在主動(dòng)脈近心端形成的同時(shí)，立即將所發(fā)生的血壓、血流量和血管壁周期性的振動(dòng)迅速以波動(dòng)的方式沿著動(dòng)脈樹一直擴(kuò)散到整個(gè)動(dòng)脈系統(tǒng)，從而形成整個(gè)動(dòng)脈系統(tǒng)中血壓時(shí)高時(shí)低、血流量時(shí)快時(shí)慢、血管壁時(shí)張時(shí)縮的波動(dòng)。而由血壓、血流量、血管壁的脈動(dòng)形成的擴(kuò)散波動(dòng)，則可分別稱之為壓力脈搏波、流量脈搏波、管壁脈搏波，這三類脈搏波是相互伴隨產(chǎn)生的，因而可統(tǒng)稱為動(dòng)脈脈搏波【1】。脈搏波是一種以低頻成分為