便携式脉搏血氧仪的完整设计方案

1.项目概述1.1引言血氧饱和度（SaO2）是衡量人体血液携氧能力的生理参数，在临床诊断中具有重要意义。血氧饱和度的测量方法可分为两种：有创测量和无创测量。
侵入式测量方法是先从人体收集血液，然后使用血气分析仪进行电化学分析，测量血氧PO2的分压，然后计算SaO2。该方法麻烦并且不能被连续监视。
非侵入性测量主要采用双光束透射法，并根据穿过生物组织的不同波长的红光和红外光的吸光度的相对变化率，计算出SaO2。由于生物组织是具有强散射，弱吸收和各向异性的复杂光学系统，因此它不完全符合经典的比尔朗伯吸收定律，从而导致红光和红外光（R / IR）。
值与动脉血氧饱和度（SaO2）之间的关系只能通过建立数学模型的近似方法来建立。同时，由非侵入式脉搏血氧仪内部产生的光源的不理想所引起的误差也使得测量精度通常低于侵入式测量的精度。
该设计对上述问题进行了深入研究，并提出了一种新的无创便携式脉搏血氧仪设计。可以证明，本设计开发的脉搏血氧仪可以提高血氧饱和度的测量精度。
1.2选题的项目背景/动机充足的氧气是生命的基础，动脉血氧饱和度是反映血氧的重要参数，其测量在临床医学中具有非常重要的意义。尽管范斯莱克法对于准确地测量血样是有效的，但是该方法不能被连续监测并且测量过程麻烦，这给医护人员带来极大的不便并且给患者带来痛苦。
脉搏血氧仪具有无创，连续，快速和准确地监测动脉血氧饱和度SaO2的功能。它已为医学界所认可，并已进入临床应用，尤其适用于重症外科手术监测。
脉搏血氧仪可广泛用于手术室，康复室，急诊室，体育锻炼和睡眠的研究。 AVR32系列微控制器具有低功耗和高模拟性能的优势。
当应用于单芯片便携式医疗仪器时，它具有很大的优势。产品外围组件的数量可以减至最少。
在这种设计中，可以通过控制LED灯的开启时间和工作频率来进一步降低功耗，从而使整个系统实现超低功耗并且对环境友好。 2.需求分析2.1功能要求使用外部光学探头收集诸如血氧饱和度和心率等参数，并将其显示在LCD上。
光学探头包括两个LED，一个是可见的红色LED，另一个是红外LED。探头可以放在手指或耳垂上。
两种LED光线穿过人体后，MCU通过检测两种光线强度的变化来计算人体中的血氧含量。当人体中的血氧浓度和心率低于一定的设定值时，血氧仪可以发出某种警报信号提醒用户。
系统架构如图1所示：图1系统架构2.2性能要求●测量方法：双波长测量。 ●数字显示：大屏幕LED或LCD显示，SaO2，脉搏值清晰可见，不受环境光限制，适用于各种A类紧急场所； ●脉冲显示：三色分析系统，LED快速显示脉冲质量； ●测量范围：血氧饱和度：0〜100％心率：18〜300次/分钟； ●测量精度：血氧饱和度：≥1S.D心率：≥3％； ●可以连接成人，儿童，新生儿的探头； ●可以存储数据，快速且敏感的SaO2值，适合睡眠分析，并可以通过USB和其他通讯方与PC通讯。
●可以显示当前时间，温度等信息； ●电池电源：六节AA电池，可以连续工作

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