20xx年醫(yī)學(xué)專題—脈搏血氧飽和度檢測(cè)儀-在線瀏覽
2024-11-19 05:31本頁面
【正文】 方法比較麻煩, 且不能進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)今應(yīng)用在臨床的脈搏血氧飽和度檢測(cè)儀大部分都是集中式控制，設(shè)備體積大，使用不方便，價(jià)格昂貴且不利于管理。另外隨著人類生活質(zhì)量的提高，健康成為人類生活中最重要的追求。特別對(duì)于運(yùn)動(dòng)員，更希望在運(yùn)動(dòng)中突破自己生理極限取得更好成績(jī)。 國內(nèi)外現(xiàn)狀目前，有創(chuàng)血氧飽和度檢測(cè)方法有Van Slyke檢壓法和氧電極法，無創(chuàng)檢測(cè)主要是基于紅外光譜法。世界上比較知名的血樣產(chǎn)品品牌有Neller、Massimo、Philips和CSI等。國內(nèi)也有很多血氧飽和度檢測(cè)儀的研究機(jī)構(gòu)，如北京惠普生物醫(yī)學(xué)工程公司的血氧飽和度探測(cè)接頭、華中科技大學(xué)的脈搏血氧多波長(zhǎng)測(cè)量方法及其脈搏血氧飽和度監(jiān)護(hù)儀、西安藍(lán)港數(shù)字醫(yī)療科技股份有限公司的手指血氧儀等。因此，本課題旨在設(shè)計(jì)一種價(jià)格適宜，適用于家庭社區(qū)的便攜式無創(chuàng)脈搏血氧飽和度測(cè)量?jī)x。編程產(chǎn)生時(shí)序，控制光源驅(qū)動(dòng)電路；編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及控制整個(gè)硬件系統(tǒng)；采用數(shù)字濾波技術(shù)減少噪聲干擾和減少基線漂移等軟件設(shè)計(jì)。無創(chuàng)脈搏血氧飽和度測(cè)量是以朗伯比爾定律（LambertBeer)為基礎(chǔ)，利用近紅外光譜吸光光度測(cè)定原理。由朗伯比爾定律，知 logI0I=Kbc （12）式中I0為入射的單射光強(qiáng)度；I為透過光強(qiáng)；K是比例常數(shù)，與入射光的波長(zhǎng)、物質(zhì)的性質(zhì)和溶液的溫度等因素有關(guān)；b是液層厚度；c是溶液濃度?？梢妉ogI0I值的大小能說明溶液對(duì)入射光的吸收程度，所以通常將logI0I值稱為吸光度，用符號(hào)A表示。II0=T，稱為透光度（率）。吸光度與透光率關(guān)系的各種表達(dá)式為：A=logI0I=logII0=logT=Kbc （14）上式中的比例常數(shù)K值隨溶液濃度c所采取的單位不同而不同。L1，厚度b的單位為cm時(shí)，則K用a表示，a稱為吸光系數(shù)，其單位為L(zhǎng)cm1。L1，厚度b的單位為cm時(shí)，則K用ε表示，ε稱為摩爾吸光系數(shù)，其單位為L(zhǎng)cm1。它與入射光波長(zhǎng)、溶液性質(zhì)、溫度有關(guān)，還與測(cè)量?jī)x器質(zhì)量有關(guān)。無損傷脈搏血氧飽和度測(cè)量是基于動(dòng)脈血液對(duì)光的吸收量隨動(dòng)脈搏動(dòng)而變化的原理。如果忽略由于散射、反射等因素造成光的衰減,按照LambertBeer定律,通過人體透射光的強(qiáng)度為：I=I010a1c1+a2c2L=I0F不變，由此引起動(dòng)脈血液吸光度變化為：?A=AI?IAI=logI0I?IlogI0I=logI0I?I=a1c1+a2c2?L （111）由（111）式可求得動(dòng)脈血液中的血氧飽和度：SaO2=c1c1+c2=?A(a1a2)(c1+c2)?La2a1a2 （112）式（112）中的SaO2與(c1+c2)和?L有關(guān)，為了消除這兩個(gè)參數(shù)，采用另一路波長(zhǎng)為λ的單色光對(duì)手指組織同時(shí)進(jìn)行透射和測(cè)量，可得類似的公式：SaO2=c1c1+c2=?A39。a239。a139。 （113）其中a139。分別是動(dòng)脈血液中HbO2和Hb對(duì)波長(zhǎng)為λ39。聯(lián)立（112）與（113）式，可得：SaO2=a2?Aa239。a239。?A?A39。a239。a139。=B1?A+B2 （115）當(dāng)動(dòng)脈血管搏動(dòng)時(shí)，透射光強(qiáng)由最大值Imax減少到ImaxΔImax，由此而引起動(dòng)脈血對(duì)λ和λ39。=logImax39。ΔImax39。Imax39。logImax39。ΔImax39。log1ΔImax39。log?1ΔImaxImax+B2 =B1Imax39。ΔImax39。ΔImaxImax+B2 （118）只要測(cè)定兩路透射光最大光強(qiáng)Imax和Imax39。代入上式，就可計(jì)算出動(dòng)脈血液的血氧飽和度。 設(shè)計(jì)方案及軟硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)框圖如圖1所示，該方案是基于單片機(jī)AT89C52的脈搏血氧檢測(cè)系統(tǒng)，它的硬件部分由模擬電路和數(shù)字電路兩部分組成。圖1 脈搏血氧飽和度檢測(cè)系統(tǒng)框圖 指套傳感器無創(chuàng)脈搏血氧飽和度的測(cè)量是基于動(dòng)脈血液對(duì)光的吸收量隨動(dòng)脈搏動(dòng)而變化的原理設(shè)計(jì)的。根據(jù)檢測(cè)得到的電信號(hào)的強(qiáng)弱, 便可計(jì)算出血氧飽和度的值。圖2 指套傳感器原理圖這里我們采用由波長(zhǎng)為660nm的紅光LED發(fā)光二極管和波長(zhǎng)為940nm的紅外光LED發(fā)光二極管集成的OL66940TMF發(fā)光芯片、OP30TMF光電接收管及硅膠來構(gòu)成夾指?jìng)鞲衅?。這樣構(gòu)成的夾指?jìng)鞲衅髂軌蚪鉀Q在脈搏血氧飽和度測(cè)量過程中，
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