一种人体动脉血氧饱和度无创检测方法的研究

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1、摘要摘要本文介绍了一种实现人体动脉血氧饱和度无创检测的方法。自行设计出一种动脉血氧饱和度无创检测电路，提高运动状态下检测的精确度，抑制人体散射作用影响。通过研究人体组织吸光物质成分及其近红外吸收光谱，综述了氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白对近红外光的吸光量随脉搏波动而变化，而其它人体组织成分吸光量基本保持不变。本文提出将修正朗伯比尔方程中的光子传播平均路径长度和散射介质常数损耗因子引入血氧饱和度计算公式的推导过程，并且与计算公式配合选择对人体散射作用影响较小的730nm和940nm近红外二极管作为检测光源，利用综合手段降低人体散射作用引起的检测误差。根据光电容积脉搏波描

2、记法的检测原理设计出一种人体动脉血氧饱和度无创检测电路。其特点是使用基于频域的方法抑制杂散光和工频干扰。利用DSP时序信号控制光源驱动电路和信号分离电路，实现信号同步发送和分离接收。设计压控电压源二阶高通滤波电路和低通滤波电路，分别提取血氧交流信号和血氧直流信号。并依据生理信号特点设计信号放大、反相电路，提高了血氧饱和度计算的精度。研究利用自适应滤波器消除了与有用信号频域重叠的运动伪迹干扰噪声，提高了运动状态下血氧饱和度检测数据的精确度。本文提出了使用血氧交流延时信号作为自适应滤波器输入参考噪声信号的方法，有利于简化硬件设计结构。关键词血氧饱和度脉搏波光电容积描记

3、法无创检测运动伪迹IAbstractAbstractThepaperintroducesthenon-invasivedetectionmethodofArterialOxygenSaturation.Thenoninvasivetestingcircuitofarterialoxygensaturationisdesigned.Andmakingeffortstoimprovethetestaccuracyinmotion,restraintheimpactofhumanscatteringprocess.Bystudythecontentofabsorbing

4、substanceinhumantissueanditsnear-infraredabsorptionspectrum,itdiscusesthenear-infraredlightabsorptiveamountofoxyhemoglobinanddeoxygenatedhemoglobincanbechangedduetopulsation,buttheabsorptiveamountofotherhumantissuekeepsmostlyunchangeable.Thepaperputsforwardthatthephotonpropagationaver

5、agepathlengthinmodifiedLambert-Beerequationisintroducedintothecalculationformuladerivationofoxygensaturation,andthe730nmand940nmnear-infraredledwhichhaslittleinfluenceonthehumanscatteringprocessisusedfortestinglightsource,inordertoreducethetesterrorwhichiscausedbyhumanscatteringeffect

6、.Thenoninvasivetestcircuitofbodyarterialoxygensaturationisdesignedaccordingtothephotoplethysmographyofpulsewave.Thehighfrequencyinterferenceofthestraylightisattenuatedwhichisbasedonthemethodoffrequencyrange.Thedrivingcircuitoftestingsourceandanti-Rossicircuitofcompoundsignalarecontrol

7、ledbyDSPsequencesignal,sothesendingtestingsignalissynchronouswiththeseparation-receivingsignal.Theconstantandpulsatingsegmentisextractedrespectivelyfromsecond-orderhigh-passfilterandlow-passfilter.Accordingtothecharacteristicofthephysiologicalsignal,thereversephasecircuitandACsignalam

8、plify