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ADI病人监护仪中的典型模块脉搏血氧仪解决方案.pdf

资料介绍
ADI病人监护仪中的典型模块脉搏血氧仪解决方案.pdf
ADI病人监护仪中的典型模块
脉搏血氧仪解决方案
脉搏血氧仪系统原理和典型架构
脉搏血氧仪以非介入方式测量血液中的含氧量,它以完全饱和水平的百分比来衡量,用单一数值来表示,即所谓血氧饱和百分比,常
常称之为SpO2。该测量基于血液中血红蛋白的光吸收特性。在可见光谱和近红外光谱内,含氧血红蛋白(HbO2)与脱氧血红蛋白(Hb)具有
不同的吸收曲线。Hb吸收的红光频率的光线较多,红外光(IR)频率的光线较少。HbO2则相反,吸收的红光频率的光线较少,红外光(IR)频
率的光线较多。红光和红外光LED尽可能相互靠近,通过人体中的单一组织位置透射光线。红光和红外光LED采用时间复用处理来透射
光线,因此不会相互干扰。环境光线经过估算后,从红光和红外光信号中减去。一个能够响应红光和红外光的光电二极管接收光线,
然后由一个跨导放大器产生与所接收光线强度成比例的电压。光电二极管接收的红光与红外光的比值用于计算血液中的氧气百分比。
根据血液流动的脉冲特性,还会在测量周期中确定并显示脉搏率和强度。

脉搏血氧仪包括发射路径、接收路径、显示和背光、数据接口以及音频报警。发射路径包括红光 LED、红外光 LED和用于驱动 LED的
DAC。接收路径包括光电二极管传感器、信号调理、模数转换器和处理器。

脉搏血氧仪系统设计考虑和主要挑战
设计脉搏血氧仪系统时,需要解决多个难题,如低血流灌注、运动和皮肤湿度、杂散光干扰、碳氧血红蛋白和高铁血红蛋白干扰等。

低血流灌注(小信号水平)。光电二极管测量需要宽动态范围和低噪声增益的信号调理,以便捕捉脉搏事件。发射和接收路径需要具
有高分辨率DAC的高质量、低噪声LED驱动电路和具有高分辨率ADC的高精度模拟前端电路。
运动和皮肤湿度。运动会引起伪像,这可以通过软件算法来解决,或者利用ADXL345等加速度计来检测并解决。
杂散光干扰。使用光电二极管……
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