脈搏血氧飽和度.doc

《脈搏血氧飽和度.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、脈搏血氧飽和度的測量一、測量值：脈搏血氧飽和度、脈率二、測量原理：以兩路光線（紅光vs，紅外光ir）高頻交替照射被測部位，兩路透射光經(jīng)光電轉(zhuǎn)換得到兩路變化的光電流信號，兩路光電流信號經(jīng)過放大、去直流、去工頻干擾得到兩路信號的交流部分，交流部分的平均功率之比即為動脈血的含氧量，通過線性擬合得到脈搏血氧飽和度；其中任何一路信號交流部分即為脈搏波，測得其周期可計算出脈率。三、測量電路及其參數(shù)。電路包括三部分：探頭驅(qū)動電路、光電流放大和去直流電路、計算電路。探頭驅(qū)動電路實現(xiàn)兩路光線由對稱的兩組三極管構(gòu)成，與計算電路的兩個IO端口和兩個DA端口相連，分別控制兩

2、路光線的交替開關(guān)和幅值。光電流放大和去直流電路由兩級運放構(gòu)成，一級運放將光電流信號放大為電壓信號，這個電壓信號包含交流分量和較大的直流分量（分別對應(yīng)著測量部位的動脈血和其他成分），因此需要二級運放去直流處理。計算電路接受兩個運放的輸出，作為反饋為探頭驅(qū)動電路和去直流電路提供參考電壓幅值。探頭接口說明：1為地線，6、7分別為外屏蔽和內(nèi)屏蔽線，2為紅外光輸入正極，紅光輸入負極，3為紅光輸入正極，紅外光輸入負極，9為光電管輸出正極，5為光電管輸出負極。四、測量流程基本測量流程如下圖。200Hz定時器中斷，兩路LED交替通斷，即1秒內(nèi)兩路光各有100次采樣。

3、以紅外光這一路為例：每次開啟紅外光LED，根據(jù)OA0輸出改變LED的幅度ir_LED_level（Q3的基極），根據(jù)OA1輸出改變?nèi)ブ绷麟娐返闹绷鲄⒖茧妷篿r_dc_offset(OA1的正向輸入端)，得到的OA1的輸出作為計算電路的輸入，關(guān)燈，原始信號去工頻處理后得到ir_heart_signal，數(shù)字去直流后得到ir_heart_signal_ac，該信號進入脈搏波周期判斷的隊列g(shù)roup_caculate[64]，同時計算ir_heart_signal_ac信號的平方和，并且采樣計數(shù)，同時進行脈搏周期的判斷。數(shù)字信號直流跟隨可表達為：跟隨系數(shù)×

4、（輸入信號-直流分量）+直流分量=更新的直流分量。脈搏周期的判斷過程：隊列相當于在脈搏波信號上一個滑動的窗口，窗口應(yīng)有一定寬度，大于噪聲時間，但需小于脈搏周期。判斷過程如下：當最小值位置處于窗口中部位置時則判定為一個波谷，檢測到波谷以后窗口繼續(xù)滑過10個采樣點，但不再檢查最小值，確保上一個波谷已經(jīng)離開窗口中心，然后繼續(xù)檢查最小值位置確定下一個波谷?？梢苑譃槿N狀態(tài)分別稱之為確定波谷、離開波谷、尋找波谷。如下圖。利用局部特征實時判斷脈搏周期的三個階段：1）確定波谷，確定周期，計算血氧飽和度和脈率，清空計數(shù)；2）離開波谷，開始計數(shù)，計算信號平方和；3）尋

5、找波谷，保持計數(shù)，計算平方和，確定窗口中最小值位置五、測量程序?qū)崿F(xiàn)（可參考pulsoximeter.c文件）1、變量設(shè)置1）全局參量根據(jù)運放一的輸出經(jīng)AD轉(zhuǎn)化后判斷LED是否過亮過暗，2500到3000之間為合適亮度，否則進行調(diào)節(jié)，快速調(diào)節(jié)步長為2，細調(diào)步長為1，可根據(jù)實際電路修改。//反饋控制LED驅(qū)動幅度時的上下界和調(diào)節(jié)步長#defineFIRST_STAGE_TARGET_HIGH3000#defineFIRST_STAGE_TARGET_LOW2500#defineFIRST_STAGE_TARGET_HIGH_FINE3500#define

6、FIRST_STAGE_TARGET_LOW_FINE2000#defineFIRST_STAGE_STEP2#defineFIRST_STAGE_FINE_STEP12）全局變量//脈搏血氧信號，存儲脈搏血氧幾個處理方法后的值int32_tir_heart_signal;//紅外光，OA1輸出經(jīng)過平均濾波后，等待數(shù)字去直流int32_tvs_heart_signal;//紅光，OA1輸出經(jīng)過平均濾波后，等待數(shù)字去直流int32_tir_heart_signal_ac;//紅外光，經(jīng)過數(shù)字去直流，進入計算窗口，參加平方和的累加int32_tvs_he

7、art_signal_ac;//紅光，經(jīng)過數(shù)字去直流，進入計算窗口，參加平方和的累加int32_tsum_ir_heart_signal_ac=0;//紅外光，信號平方和累加值，一個周期計算平均功率int32_tsum_vs_heart_signal_ac=0;//紅光，信號平方和累加值，一個周期計算平均功率//計算過程信號intgroup_wave[512];//用于顯示，循環(huán)隊列，存儲幾個周期內(nèi)的ir_heart_signal_ac信號intoffset_wave=0;//循環(huán)隊列隊列頭intflag_initial=1;//初始化標志位ints

8、ample_count=0;//采樣計數(shù)，每個周期清空，重新計數(shù)intnum_beat=0;//初始值為1，