基于ARM的血氧飽和度測量儀研制
本文關鍵詞:基于ARM的血氧飽和度測量儀研制,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
廈門大學
碩士學位論文
基于ARM的血氧飽和度測量儀研制
姓名:張曉軍
申請學位級別:碩士
專業(yè):電路與系統
指導教師:王博亮
20070401
摘要
摘要
人體組織細胞進行新陳代謝所需要的氧是通過血液傳輸獲取的。血紅蛋白是組織中氧的主要載體,它由氧合血紅蛋白(nb02)和還原血紅蛋白(Hb)組成。血氧飽和度(Sp02)是氧合血紅蛋白在整個血紅蛋白所占的百分比,是血液攜氧能力的重要指標。近年來被廣泛關注的測量技術是近紅外光譜法,它是利用血液中血紅蛋白等吸收譜在不同波長下差異來測定血氧飽和度。
隨著微處理器運算能力的增加,ARM微處理器以其優(yōu)越的性能必將成為家庭應用脈搏血氧飽和度測量儀采用的主要平臺。本論文立足于家庭醫(yī)療監(jiān)護,進行了基于WinCE5.0嵌入式操作系統的脈搏血氧飽和度測量儀研制,采用三星S3C2410核心芯片并且基于WinCE5.0的操作系統來實現。論文詳細闡述了脈搏血氧飽和度測量儀的測量原理,并具體分析了硬件功能電路,完成了WinCE5.0操作系統的底層驅動開發(fā)和應用軟件開發(fā),設計出了基于ARM平臺的脈搏血氧飽和度測量系統,完成了實現脈搏血氧飽和度測量的基本功能,系統能夠實時測量到人體的脈搏波形,并計算出血氧飽和度,同時對脈搏波處理算法作了一定的討論和分析,部分算法已經移植到系統中。利用了高性能的ARM處理器作為系統的控制核心,不但能夠實時的測量到脈搏信號,并對信號進行分析處理,而且集成了豐富的外設接口,有利于整個系統的集成。進一步提高血氧飽和度的測量精度、系統的集成化和小型化是今后工作的發(fā)展趨勢。
隨著醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展,家庭醫(yī)療儀器具有廣闊的市場空間,脈搏血氧飽和度測量儀由于其使用簡單快速實時的測量方式,非常適合普通家庭的應用。關鍵詞:血氧飽和度ARM¥3C2410WindowCE5.0驅動移植
ABSTRACT
Biologicaltissuecellsobtain
primaryvehiclefortransporting
oxygenoxygenwhichiscarriedbybloodtoprocessmetabolism.Hemoglobin(Hb),anoxygenintracellularprotein,istheintheblood.ItcarriestheandexchangesthisforcarbondioxideoxygenreleasedbytheprocessesofmetabolismfromthecelIs.Hemoglobinformsanunstable,reversiblebondwithoxygen.It
formandisdeoxy—hemoglobinin
saturationrefers
isaisoxy—hemoglobininitsoxygen—loadedtheoxygen—unloadedform.Oxygenoxy—hemoglobintoa11hemoglobin,itthelungsare
atotheratioofimportantmeasureofevaluatinghowwellprovidingoxygentotheblood.Near—infraredspectroscopy(NIRS)istechniqueof
greatattentiontheseyearsfortheinvestigationofbiologicaltissuesoxygensaturationbecauseofthedifferentabsorptionofwater,
thenear—infraredregion.TheOxy—hemoglobinanddeoxy—hemoglobinin
measurementreliesuponthechangesinphotonabsorptionofhemoglobin
occurinthetissue
content.aschangesinthehemoglobinconcentrationandoxygen
Withthedevelopmentofmicro—processor,ARMcoreembeddedsystemwillbethemainplatformforhomelyused
measurement.Inthepaper
focusesonanpulseoxygensaturationonembeddedsystembasedARM920TcorewhichFamilyHealthCareiSdeveloped.SAMSUNG’S¥3C2410X
as16/32一bitit’SOS.AI瑚microprocessoriSused
Thispapergives
canait’Score,andWindowsCE5.0aassolidbackgroundtowardsready—to—useinstrumentthatcontinuously,inreal-time,measurepulsewaveformandblood
ofoxygenoxygenation.Thispaperexpoundsthetheoreticalmodel
saturation’Smeasurementandfullydiscussesthedual-wavelengthmethod,analyzesthehardwarefunctionalcircuitindetails。developsthedriversandtheappliedsoftwarebased
blood—oxygensaturationonWinCE5.0operatingsystem.TheiSaccomplishedfinally,measureinstrument
attainsthebasicfunctionofpulseblood—oxygensaturationmeasure.Itcanplotthepulsewaveandcalculatetheblood—oxygensaturationatreal
wavetime.ThearithmeticofpulseiSdiscussedandanalyzedinthethesis
atthesametime.Somearithmetichasbeenalreadyportingintothesystem.Applyinghigh—poweredARMmicroprocessor
pulsesignal
acanassystemcore,notonlythebemeasuredandanalyzedatrealtime,butalSOabundantcaninterfacesforequipmentbeintegratedintothewholemeasuresystem.Itistrendthatthebloodoxygensaturationsystemhasfurthermoreprecision,systematicintegrationandminiaturization.
Asmedicaltreatmentdevelops,FamilyHealthCareinstrumentshave
measureawidemarket.pulseblood—oxygensaturation
ofthewide-usedapplicationsinstrumentwillbeoneinfami1iesbecauseofit’Sfast,
measurement.real—time,convenientandcontinuous
Keywords:OxygensaturationARM¥3C2410WindowsCE5.0
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