血氧飽和度指的是血液中含氧的百分比,是一項檢測機體供氧情況的重要指標,利用光電檢測技術從光電容積脈搏波信號中提取血氧飽和度特征信息,是臨床進行無創(chuàng)檢測人體動脈血氧飽和度的主要方式。目前雙波長透射式脈搏血氧監(jiān)護已成為較成熟的監(jiān)護手段,但是在低血氧下測量誤差較大,并且透射式傳感器受測量范圍的限制,因此為了克服這些缺陷,通過增加波長的方式,并根據(jù)朗伯比爾定律（Lambert-Beer）從雙波長透射式脈搏血氧儀的數(shù)學模型中,推導出更適合于多波長反射式脈搏血氧儀的數(shù)學模型�？紤]到測量精度和儀器體積等因素本文選取了四路不同的光波長,即595nm、735nm、890nm和805nm制作反射式血氧探頭,來彌補傳統(tǒng)脈搏血氧儀的不足。首先,本文根據(jù)光電容積脈搏波信號的光學與生理學的相關理論,搭建了多波長脈搏血氧儀的采集系統(tǒng)平臺。主要包括:光源驅動電路、信號采集調理電路、以STM32單片機為主控制器的主控電路以及電源電路等。對光電容積脈搏波信號進行采集、模/數(shù)轉換、放大濾波,并將轉換后的數(shù)字信號通過串口發(fā)送至上位機進行數(shù)據(jù)分析處理等;其次,在光電容積脈搏波信號的預處理部分,采用了滑動平均濾波、小波變換、中值... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內容
第2章 脈搏血氧飽和度測量原理與方法
    2.1 脈搏血氧飽和度測量原理
        2.1.1 人體組織光學特性
        2.1.2 Lambert-Beer定律
    2.2 傳統(tǒng)脈搏血氧飽和度的測量原理
        2.2.1 雙波長透射式血氧飽和度的測量原理
        2.2.2 雙波長反射式血氧飽和度的測量原理
        2.2.3 雙波長在低血氧飽和度測量時的缺陷
    2.3 多波長的脈搏血氧飽和度的測量原理
    2.4 本章小結
第3章 多波長脈搏血氧飽和度硬件系統(tǒng)
    3.1 系統(tǒng)總體方案設計
    3.2 測量部位選擇
    3.3 STM32F103微處理器
    3.4 血氧探頭設計與制作
        3.4.1 光源波長和光電探測器的選擇
        3.4.2 光源驅動電路設計
    3.5 前端信號采集模擬電路的設計
        3.5.1 前置放大電路設計
        3.5.2 濾波電路設計
        3.5.3 交流放大電路
    3.6 電源電路設計
    3.7 系統(tǒng)數(shù)字電路設計
        3.7.1 系統(tǒng)時鐘模塊
        3.7.2 信號采集模數(shù)轉換模塊
        3.7.3 液晶顯示模塊
        3.7.4 串口通訊模塊
    3.8 采集系統(tǒng)
    3.9 本章小結
第4章 多波長脈搏血氧飽和度軟件平臺
    4.1 軟件總體設計框架
    4.2 STM32F103軟件設計流程
        4.2.1 系統(tǒng)時序控制
        4.2.2 液晶顯示流程
        4.2.3 串行通信流程
    4.3 血氧信號處理
        4.3.1 信號誤差來源
        4.3.2 滑動平均濾波消除高頻噪聲
        4.3.3 基于小波變換與中值濾波法消除基線漂移
        4.3.4 基于自適應濾波器的方法消除運動偽跡
        4.3.5 脈率以及血氧飽和度的計算
    4.4 上位機軟件界面設計與顯示
    4.5 本章小結
第5章 多波長脈搏血氧飽和度定標
    5.1 定標方法簡述
    5.2 多波長脈搏血氧飽和度的定標實驗設計
    5.3 實驗測試與傳統(tǒng)測量方法對比
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于AFE4490的反射式脈搏血氧檢測系統(tǒng)[J]. 甘永進,甘國妹,蔣曲博,寧維蓮,胡良紅.  電子技術應用. 2017(08)
[2]反射式血氧飽和度檢測系統(tǒng)研制[J]. 蔣曲博,甘永進,張翠娜.  中國醫(yī)學物理學雜志. 2017(01)
[3]一種近紅外無創(chuàng)血糖檢測中的脈搏波預處理方法[J]. 張楊,朱健銘,陳真誠.  醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2016(06)
[4]臨床診斷新生兒窒息的臍動脈血氣指標探討[J]. 葛敏,劉秀芹.  山西醫(yī)藥雜志. 2016(07)
[5]EEMD在同時消除脈搏血氧檢測中脈搏波信號高頻噪聲和基線漂移中的應用[J]. 韓慶陽,王曉東,李丙玉,周鵬驥.  電子與信息學報. 2015(06)
[6]產婦宮縮活躍早期人工破膜聯(lián)合胎心監(jiān)護對新生兒預后的影響[J]. 李建敏.  臨床合理用藥雜志. 2013(31)
[7]人體血氧飽和度檢測中消除脈搏波信號高頻噪聲的方法[J]. 李慶波,韓慶陽.  光譜學與光譜分析. 2012(09)
[8]動態(tài)環(huán)境血氧飽和度監(jiān)測的運動干擾分離自適應對消方法[J]. 龔渝順,吳寶明,高丹丹,蔣洪,閆慶廣.  航天醫(yī)學與醫(yī)學工程. 2012(04)
[9]利用三次樣條差值法抑制脈搏波基線漂移[J]. 楊琳,張松,楊益民,邵帥,羅志昌.  北京生物醫(yī)學工程. 2010 (02)
[10]脈搏波時域特征與血壓相關性的研究[J]. 徐可欣,王繼寸,余輝,杜非.  中國醫(yī)療設備. 2009(08)

博士論文
[1]基于光電容積脈搏波描記法的無創(chuàng)血紅蛋白濃度檢測技術的研究[D]. 彭福來.北京理工大學 2016
[2]人體血液成分無創(chuàng)檢測的動態(tài)光譜理論分析及實驗研究[D]. 李曉霞.天津大學 2005

碩士論文
[1]基于ZigBee的三波長血氧飽和度檢測模塊研究[D]. 王芳.華南理工大學 2010



本文編號：3052089