發(fā)布時(shí)間：2017-03-29 10:16

  本文關(guān)鍵詞：無(wú)創(chuàng)血氧飽和度綜合儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氧是人體組織細(xì)胞中進(jìn)行新陳代謝所需要的必須的一種元素,在人體中的主要載體是血紅蛋白。血紅蛋白主要分為氧合血紅蛋白(Hb02)和還原血紅蛋白(Hb)兩種,前后兩者的百分比就是血氧飽和度,是血液攜氧能力的重要指標(biāo),是臨床護(hù)理中一個(gè)不可或缺的實(shí)時(shí)生命信息基數(shù)。人體內(nèi)如果缺氧,會(huì)導(dǎo)致軀干的損壞,甚至腦損傷、死亡。這對(duì)于護(hù)理過(guò)程中實(shí)時(shí)采集血氧飽和度系數(shù)是非常有必要的。 血氧飽和度綜合儀是一種可以實(shí)時(shí)持續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)病人進(jìn)行無(wú)創(chuàng)傷害測(cè)量、更為方便地檢測(cè)人體動(dòng)脈中血氧飽和度和脈搏率的儀器。但目前該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在信號(hào)處理方面仍然存在不小的缺陷,從而它的測(cè)量的數(shù)據(jù)精度、重復(fù)性、系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面仍有許多可以發(fā)展和完善的地方。 為滿足血氧儀系統(tǒng)對(duì)血氧參量要求精確度高、抗干擾能力強(qiáng)和功耗低的設(shè)計(jì)要求,本論文采用超低功耗的NXP公司的LPC1678作為主控芯片,依此設(shè)計(jì)成了一個(gè)無(wú)創(chuàng)血氧飽和度檢測(cè)儀。初級(jí)信號(hào)的放大采用了可控增益放大電路,可以根據(jù)實(shí)時(shí)采集的血氧信號(hào)進(jìn)行幅度比較,以便主控反饋調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)探頭信號(hào)的幅度。系統(tǒng)的信號(hào)放大設(shè)計(jì)部分采用了差分運(yùn)放放大電路,以提高信號(hào)的信噪比,并增大信號(hào)的共模抑制比。為抑制測(cè)量環(huán)境光的干擾,還設(shè)計(jì)了一組交直流分離電路,從硬件上有效分隔紅光和紅外光時(shí)序電信號(hào),從而達(dá)到消除環(huán)境光干擾,提高了系統(tǒng)的工作能力。系統(tǒng)采用了壓控二階電壓源低通濾波電路完成紅光和紅外光的直流分量提取。并且采用了工頻陷波電路濾除工頻電源中的50Hz干擾,取得了良好的效果。信號(hào)后端采用微分閾值和基于中值濾波的過(guò)采樣算法在系統(tǒng)底層對(duì)脈搏波進(jìn)行預(yù)處理,以提取更精確的數(shù)據(jù),使系統(tǒng)的信號(hào)實(shí)用性大大提高。為傳輸方便實(shí)時(shí)血氧數(shù)據(jù)根據(jù)BCI協(xié)議下打包,用以太網(wǎng)的形式發(fā)送出去。在遠(yuǎn)程PC機(jī)上可用方便的人機(jī)交互軟件便實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示脈搏波的波形,并根據(jù)推出的公式算出該系統(tǒng)的R值,從而可以算得不同人不同的血氧飽和度值和脈率值。 本設(shè)計(jì)在最后測(cè)量了五個(gè)不同學(xué)生的血氧值和脈率值,經(jīng)比對(duì)該系統(tǒng)在性能和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率方面上完全達(dá)到了醫(yī)療上的要求。整體設(shè)計(jì)方案的電路設(shè)計(jì)和實(shí)際測(cè)試結(jié)果證明了該方案的可行性和可靠性,而系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從上到下都有著詳細(xì)的設(shè)計(jì)評(píng)估,保證著系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性,這對(duì)于促進(jìn)血氧儀系統(tǒng)的發(fā)展將起到十分積級(jí)的推動(dòng)作用。
【關(guān)鍵詞】：血氧飽和度 過(guò)采樣 微分閾值 交直流分離電路
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH789
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• Contents10-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 課題研究的背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 醫(yī)用無(wú)創(chuàng)血氧飽和度綜合儀系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 血氧信號(hào)處理的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本論文的主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第二章 血氧飽和度的原理及其采樣方法17-28
• 2.1 脈搏波的產(chǎn)生與分析17-18
• 2.2 血氧飽和度的原理18-23
• 2.2.1 郎伯-比爾定律18-19
• 2.2.2 光在皮膚中傳輸及其血氧值的運(yùn)算19-23
• 2.3 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)23-27
• 2.3.1 總體架構(gòu)24-25
• 2.3.2 硬件平臺(tái)架構(gòu)25-26
• 2.3.3 軟件平臺(tái)架構(gòu)26-27
• 2.4 血氧信號(hào)提取算法27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 血氧飽和度綜合儀系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)28-48
• 3.1 硬件電路框圖28
• 3.2 前端信號(hào)硬件電路設(shè)計(jì)28-38
• 3.2.1 反相可控電壓增益放大電路29-31
• 3.2.2 差分放大電路及其電壓跟隨電路31-33
• 3.2.3 濾波電路33-36
• 3.2.4 工頻陷波電路36-38
• 3.3 核心電路設(shè)計(jì)38-45
• 3.3.1 主控電路38-41
• 3.3.2 以太網(wǎng)發(fā)送模塊41-43
• 3.3.3 交直流分離電路與反饋電路43-44
• 3.3.4 電源模塊44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-48
• 第四章 無(wú)創(chuàng)血氧飽和度綜合儀系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)48-63
• 4.1 軟件結(jié)構(gòu)48
• 4.2 微分閾值算法和基于過(guò)采樣的中值濾波算法48-53
• 4.3 軟件整體設(shè)計(jì)53-61
• 4.3.1 信號(hào)AD采集與濾波53-57
• 4.3.2 信號(hào)打包及其發(fā)送57-60
• 4.3.3 信號(hào)驅(qū)動(dòng)源控制60-61
• 4.4 PC平臺(tái)客戶端設(shè)計(jì)61-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第五章 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果分析63-69
• 5.1 調(diào)試策略與方法63-64
• 5.2 串口模塊調(diào)試64-65
• 5.3 以太網(wǎng)模塊調(diào)試65-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及獲獎(jiǎng)75-77
• 致謝77

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 吳桂榮;脈搏波形及血氧飽和度在監(jiān)測(cè)四肢創(chuàng)傷血運(yùn)變化的觀察和護(hù)理[J];護(hù)士進(jìn)修雜志;2005年10期

2 張虹,孫衛(wèi)新,金捷;脈搏血氧飽和度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中干擾信號(hào)的處理方法[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊(cè);2000年02期

3 楊光友,李震,陳小鷗,肖行貫;脈搏波特征點(diǎn)的自動(dòng)識(shí)別方法[J];華中理工大學(xué)學(xué)報(bào);1991年S2期

4 付忠良;圖像閾值選取方法——Otsu方法的推廣[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2000年05期

5 郭巧,曹海璐;一種改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制方法及其應(yīng)用[J];控制理論與應(yīng)用;2001年02期

6 胡品慧,袁璞;狀態(tài)反饋預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性[J];控制與決策;2001年01期

7 陳春曉,劉建業(yè),衡彤,黃強(qiáng);智能化無(wú)創(chuàng)血氧飽和度檢測(cè)系統(tǒng)的研究[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2002年04期

8 徐玲;苑曉紅;丁迎曉;;影響脈搏血氧飽和度結(jié)果的原因分析及護(hù)理干預(yù)[J];齊魯護(hù)理雜志;2006年03期

9 王保華;無(wú)創(chuàng)及微創(chuàng)測(cè)量技術(shù)──方法、困難與展望[J];生物醫(yī)學(xué)工程與臨床;2000年01期

10 李景文,龍村,張保洲,朗亞軍,黃兵;反射式血氧飽和度監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J];生物醫(yī)學(xué)工程與臨床;2003年01期

  本文關(guān)鍵詞：無(wú)創(chuàng)血氧飽和度綜合儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：274237