文档介绍：摘要关键词:脉搏血氧仪是一种可连续、无创、方便地检测动脉血氧饱和度的仪器。由于其在原理、系统设计和信号处理方法上固有的缺陷,使它在测量的准确性、精度和稳定性等方面还存在尚需探讨和完善的诸多问题。因此,我们提出新的研究方向,希望通过扩散光学理论改善脉搏血氧理论模型,从而提高测量结果的准确性和精度。准确的理论模型的验证必然需要稳定可靠的实验平台,因此,本文所论述的工作围绕着以数字信号处理器为核心部件的脉搏血氧平台的设计及实现展开。围绕该目标,我们主要完成了以下工作:瓿闪艘愿呔ǘ任V饕D勘甑氖质铰霾Q醣ズ投炔饬肯低车脑设计,将全部的信号处理工作安排到型瓿桑佣Vち诵藕糯淼木ǘ和稳定性;改进了传统设计中的自适应调节方法,将调节信号放大倍数变为调节入射光的光强,从而提高了信号中有效信息分量所占比例。谟布杓品矫妫ü杓乒馇靠傻鞯谋晨勘矻驱动电路,环境光、暗电流剔除环节,以及交流信号提取环节,保证了测量所得信号的准确性,精度以及信息量。谌砑杓品矫妫谘芯苛斯獾缛莼霾úǖ男藕盘卣骱螅萜涮征设计并实现了低通滤波,直流检出,容积脉搏波特征点提取和运动伪差剔出等相关算法。治霾⑼频剂艘恢只诶┥⒐庋Ю砺鄣穆霾Q趵砺勰P停⑻岢隽使用其代替定标校验过程的可能性。脉搏血氧,藕糯恚┥⒐庋
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疋肌%,‰表示组织中碳氧血红蛋白和高铁血红蛋白的浓度,’:————羔坠——一第一章绪论血氧饱和度的研究意义生物机体活动所需的能量,都来自体内营养物质的氧化。氧化过程需要消耗氧,所以氧是生物体进行新陈代谢所必须的。人体内的血液通过心脏的收缩和舒张脉动地流过肺部,一定含量的脱氧血红蛋与肺泡中的氧结合变成了氧合血红蛋糏,%的氧溶解在血浆中。这些氧合血红蛋白通过动脉系统一直到达毛细血管,在毛细血管中,氧合血红蛋白将氧释放,为组织新陈代谢所利用,从而还原成为脱氧血红蛋白,最后血液经静脉系统回流至心脏,开始下一轮的循环。能否充足地吸入氧气,使动脉血液中融入足够的氧,对维持生命是至关重要的。及时检测动脉中氧含量是否充分,又是判断人体呼吸系统、循环系统是否出现障碍或者周围环境是否缺氧的重要指标。临床上一般通过测量动脉血氧饱和度来判断人体血液中的含氧量。动脉血氧饱和度,就是指在全部动脉血容量中,被血红蛋白结合的氧容量占全部可结合氧容量的百分比。在正常的血液中存在四种血红蛋白:氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白,碳氧血红蛋白和高铁血红蛋白S胙跗骺赡嫘越岷系氖峭蜒跹:斓鞍祝胙跗唤岷系氖翘佳跹:蛋白和高铁血红蛋白。因此,动脉血氧饱和度的表示方法有两种。一种称为功能饱和度,只将氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白考虑在内,其计算公式为:公式蠫嗽,岱直鸨硎咀橹醒鹾涎:斓鞍缀屯蜒跹:斓鞍椎呐度,疋硎径鲅Q醣ズ投戎怠另一种为自然饱和度,其计算方法包含所有血红蛋白:除了病理因素和长期吸烟者外,人体血液中所含碳氧血红蛋白和高铁血红蛋白是./痓。册,,、‘‘,二
血氧饱和度测量的发展概况在应用上仍面临着很多问题,尤其是在胎儿血氧监护中【。目前产时胎儿血氧监很少的,所以临床上多采用功能饱和度来反映血液中氧含量的变化。造成氧气供给障碍的原因很多。除了呼吸、循环系统的疾病外,由于麻醉引起的机体的自动调节功能失常,大手术创伤以及由于其它治疗、检查引起的损伤等,都可导致病人的氧供给发生问题而使病人出现头晕、无力、呕吐等症状,重者则会危及生命。因此,随时了解病人的氧饱和度情况有助于医生及时发现问题及时治疗。血氧监护在临床麻醉手术、新生儿和危重病人监护应用中为医生提供了直接、快速、有效的临床依据,在脑外科、心血管外科及新生儿、早产儿监护等领域有着重要的意义【¨。近年来,脉搏血氧仪已经在各种急救监护场合获得了广泛的应用,尽管其测量方法仍属于光学法,但它克服了以前光学法有创测量的缺点,具有无创伤、连续、快速、准确监测人体动脉血氧饱和度的功能。随着计算机技术的飞速发展,微处理器的使用使得脉搏血氧仪的性能日益提高,功能趋之完善。现己得到医学界的承认并进入了临床应用。在手术室,脉搏血氧仪可进行连续氧合估计,特别是在对危重病人和不易通气的手术当中,它能快速提供信息。在急救病房里,动脉血氧饱和度的连续检测使通气能安全迅速地交替进行。在对需要连续辅助氧疗的病人运动时,根据活动的不同强度,脉搏血氧仪可用于决定氧的供给量。对有慢性阻塞性气管疾病的病人,因怀疑有睡眠呼吸停顿综合症或者夜间低氧饱和度,常常需要血氧仪进行睡眠氧饱和度研究,等等。但是,由于透射式脉搏血氧仪自身原理的缺陷和传感器结构的限制,导致其护是国际上研究的热点和难点,通过产时胎儿监护可早期诊断胎儿宫内缺氧和酸中毒,通过对产妇给予及时的分娩中手术干预,可防止因宫内缺氧和酸中毒所致的产时和产后的新生儿死亡,降低围产儿死亡率。而由于胎儿血氧值较低陀%ǜ衅魑