氧是维持人体生命的重要物质，血氧饱和度(SaO2)反映了细胞和组织供养和氧代谢状况，是人体生命特征中的一个重要参数。通过密切监测病人脑血氧饱和度(rScO2)的变化，医护人员可以对脑组织的氧供应和氧消耗之间的平衡变化做出迅速反应，从而有效地降低病人神经系统损伤和肾损伤，缩短病人在ICU的监护时间和住院时间。 无创脑血氧饱和度检测不依赖于脉搏、血压和体温，能够连续、无创地对病人的脑血氧饱和度进行测量，不会增加医护人员和病人的风险。 无创脑血氧饱和度检测以修正的朗伯-比尔定律和吸光度加和定律为基本原理。根据氧合血红蛋白(HbO2)与还原血红蛋白(Hb)对不同波长的光的吸收特性的差异，采用双光源双感受器的传感器模型，消除了浅层组织的干扰，推导得出相对准确的脑血氧饱和度计算公式。 在此基础上，我们设计了无创脑血氧饱和度检测系统，该系统主要包括传感器、信号处理电路、接口电路和脑血氧饱和度实用软件。系统的核心部分是传感器和信号处理电路的设计。由于脑血氧饱和度变化信号极其微弱，淹没在噪声和干扰之中，所以系统设计的关键是抑制噪声和干扰，提高信噪比，使其达到检测标准。 系统通过对光源采用脉冲调制技术，将脑血氧的变化信息载到光波上，采用调制光携带信息使光信号自身具有与背景光辐射不同的特征，抑制了背景光干扰。调制脉冲的频率采用800Hz，使系统的频带范围处在80Hz～8kHz，避开了50Hz工频干扰。 系统的信号处理电路包括同步分离器、同步积分器、采样脉冲发生器、采样保持电路等电路模块。在信号处理电路中采用两级同步积分放大器，利用同步积分放大器的频率匹配传输特性，极大地衰减了800Hz匹配频率外的信号，有效地抑制了噪声和干扰，放大了脑血氧信号，从而提高了信噪比。使用两极单稳态触发器产生采样脉冲，利用采样保持电路做峰值检波器，来提取信号幅值。通过对单稳态触发器产生的窄脉冲进行合理的延时，使得采样保持电路在脉冲信号的平坦部位进行信号采集，消除了脉冲信号幅度突变时产生的振铃现象对信号正常采集的影响，同时实现了快速恢复。 我们将主体电路集成到一块PCB板上，提高了系统的稳定性，通过合理的布局和布线，降低了噪声，提高了电路的抗干扰能力。 系统的接口电路采用USB数据采集卡，通过USB接口与电脑连接，即插即用，并用Labview语言编写脑血氧饱和度实用软件，程序界面友好，操作简便。 检测系统完成后，实验证实很好地满足了设计目标，系统的信噪比达到检测标准。