光电脉搏波传感放大器设计_课程设计论文

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1、燕山大学里仁学院课程设计论文32燕山大学里仁学院课程设计论文摘要作为反映人体健康状况的重要生理信息，脉搏波在临床诊断和疾病治疗中,受到广泛重视。目前，"摸脉"方法仍然是医生诊断疾病所采用的一种普遍技术手段。脉搏波所呈现出的综合信息，如形态（波形）、强度（波幅）、速率（波速）和节律（周期）等，在很大程度上反映了人体心血管系统中的生理和病理的血流特性，其医学价值重大。无创血氧浓度和无袖带血压测量技术就是在脉搏波的波形分析基础上实现的。由于人体的生物信号处于强噪声背景下,脉搏波作为一种低频微弱的非电生理信号，必需经过放大和后级滤波处理，才能满足进行采集和观察的要求。本文在

2、广泛查阅国内外有关光电容积脉搏波扫描法的研究和应用情况的基础上，设计并制作完成了基于光电容积脉搏波扫描法的透射式光电脉搏波传感放大器电路，并对其在使用中的问题及应用前景进行了深入探讨关键词：脉搏波光电容积脉搏波扫描法放大器滤波器传感器32燕山大学里仁学院课程设计论文32燕山大学里仁学院课程设计论文32燕山大学里仁学院课程设计论文32燕山大学里仁学院课程设计论文32燕山大学里仁学院课程设计论文目录摘要1绪论3第一章.动脉脉搏波的相关理论41.1动脉脉搏波的产生及波形特点41.2脉搏波的传播速度51.3脉搏波的研究意义8第二章.血压测量技术的研究方法92.1无创血压测量

3、方法综述92.1.1柯氏音听诊法92.1.2示波法102.1.3扁平张力法112.1.4超声波法112.2弱信号测量相关知识122.2.1电气设备干扰122.2.2常规小信号检测方法13第三章．系统设计及实现143.1系统总体设计与框图143.2PPG传感器设计153.2.1光源的驱动电路153.2.2光电接收及前置放大173.3二阶低通滤波电路183.4二阶高通滤波电路223.5二级放大及电平提升电路25第四章.系统运行结果测试264.1采集电路测试264.2初级放大和滤波电路功能测试274.3系统总体测试28结论29参考文献3032燕山大学里仁学院课程设计论文3

4、2燕山大学里仁学院课程设计论文绪论血压是血液在血管内流动时对单位面积血管壁产生的侧压力，其值通常用mmHg来表示（1mmHg=0.133kPa）。它是反映人体循环系统机能的重要生理参数，心脏的泵血功能、心律、周围血管的阻力、大动脉的弹性、全身的血容量以及血液的物理状态等因素都反映在血压指标中。血压分为动脉血压与静脉血压，在临床医学上所说的血压指的是动脉血压。动脉血压包括收缩压(SystolicBloodPressure,SBP)和舒张压(DiastolicBloodPressure,DBP)，一个心动周期过程中动脉血压的时域平均值称为平均动脉压(MeanArteri

5、alBloodPressure,MBP)。中国高血压防治指南2005年修订版中指出当收缩压大于140mmHg且舒张压大于90mmHg时为高血压。在我国高血压患者占总人口的13%以上，而且呈逐年上升趋势，在发达国家这个数字还要高[2]。临床上还需要对危重病人和手术中的病人实行血压的连续监护，以防止病人出现意外，便于医护人员及时采取措施。因此血压测量在家庭保健和临床诊断中具有重要意义。另外，在临床医学中，对人体血氧饱和度和外围血液循环状况的检测是非常重要的检测项目。人体的外围血液循环状况包括动脉脉搏波和静脉回流容积波，它们都反映了人体状态的重要信息，对它们的检测可以协助

6、诊断某些疾病，如动脉硬化、高血压、肠管炎和末梢循环障碍等，同时也有助于观察血液动力状态的改变。人体的血氧饱和度状况更是与人的心肺功能及呼吸、循环系统有着直接的重要的关系，对它的检测在手术麻醉、监护室急救病房、病人运动和睡眠研究、以及氧疗中都有着非常重要的作用。目前，在临床医学上，对血氧饱和度的测量包括有创测量和无创测量两种方法。其中有创测量方法能提供准确的测量值，但操作麻烦，不能进行连续的测量，并且会对患者造成痛苦甚至感染。无创测量是基于光谱测量原理，利用光源照射被测部位，根据在接收端接收到的光信号来计算人体的血氧饱和度。32燕山大学里仁学院课程设计论文本系统正是基

7、于上述讨论，从实际出发，以光电容积脉搏波扫描法为参考，设计出了无创透射式脉搏波波形传感放大器。本设计可以实时、准确的采集和放大人体的脉搏波信号，继而可作为无创方式测量血压和血氧浓度的信号采集电路。第一章.动脉脉搏波的相关理论1.1动脉脉搏波的产生及波形特点每个心动周期中，心脏间歇性的收缩和舒张引起主动脉血液压力时高时低的变化以及主动脉管壁时张时缩的振动。这种动脉管壁的振动称为动脉脉搏。动脉脉搏波在主动脉近心端形成的同时，立即将所发生的血压、血流量和血管壁周期性的振动迅速以波动的方式沿着动脉树一直扩散到整个动脉系统，从而形成整个动脉系统中血压时高时低、血流量时快时